Alpenwald verliert Humus

Die Humusschicht in den Wäldern der deutschen Alpen schwindet. (Foto: nevereverro/iStock)

Die Humusschicht des Bodens ist nicht nur ein wichtiger Nährstofflieferant für Pflanzen, sie dient auch als Treibhausgas-Senke im Klimasystem. Doch das kostbare Material schwindet: In den Bergwäldern der deutschen Alpen hat sich die Humusmenge in den letzten 30 Jahren bereits deutlich verringert, wie Forscher festgestellt haben. Schuld daran ist der Klimawandel: Die zunehmende Wärme sorgt für einen immer schnelleren mikrobiellen Abbau der Humusschicht im Waldboden.

Die Humusschicht des Bodens entsteht durch die teilweise Zersetzung und Verrottung von Pflanzenresten wie Blättern, Nadeln oder Aststückchen. Mikroorganismen des Bodens zehren von diesem reichhaltigen Gemisch, bauen die organischen Kohlenstoffverbindungen im Laufe der Zeit ab und setzen dabei CO2 frei. Weil das aber gerade in kühlen Bergregionen Hunderte bis Tausende von Jahren dauern kann, sorgt der stetige Nachschub von Pflanzenmaterial dafür, dass die Humusschicht erhalten bleibt. Doch dieses Gleichgewicht ist nun in Gefahr, befürchten Forscher weltweit. Denn durch den Klimawandel erwärmen sich die Böden und das regt die Bodenmikroben zu beschleunigtem Humusabbau an. "Die Folge ist eine reduzierte Bodenfruchtbarkeit, eine geringere Kapazität als Wasserspeicher und ein positives Feedback auf den Klimawandel", erklären Jörg Prietzel von der Technischen Universität München und seine Kollegen. Denn wenn der Humusboden vermehrt CO2 abgibt, verstärkt dieses Treibhausgas die Erwärmung und das wiederum beschleunigt den Humusabbau – ein klassischer Teufelskreis. Als besonders gefährdet für diese Entwicklung gelten die an kühles Klima gewöhnten Böden der hohen Breiten, aber auch der Bergregionen.

Stetiger Humusschwund

Wie der Humusbestand der Wälder in den deutschen Alpen aussieht und ob es dort schon erste Anzeichen für eine Destabilisierung des Gleichgewichts gibt, haben Prietzel und seine Kollegen nun erstmals untersucht. Für ihre Studie werteten sie Daten zweier Langzeitstudien aus, die Bodenanalysen von insgesamt 35 Bergwäldern und Almwiesen umfassten. Im Rahmen der ersten wurden zwischen 1986 und 2011 Bodenproben aus dem gesamten Gebiet der bayrischen Alpen entnommen. Für die zweite wurden ab 197 typische Gebirgsfichtenwälder im Berchtesgadener Land auf einer Gesamtfläche 600 Quadratkilometer beobachtet. Diese beiden
unabhängig voneinander durchgeführte Untersuchungen erlauben Rückschlüsse darauf, wie sich die Bodenverhältnisse in den vergangenen 30 Jahren verändert haben.

Das Ergebnis der Auswertungen: In den letzten 30 Jahren hat sich der Humusvorrat der alpinen Waldböden um durchschnittlich rund 14 Prozent verringert. "Dass die Humusvorräte der Waldböden in nur drei Jahrzehnten derart stark und statistisch signifikant abgenommen haben, war für mich überraschend", sagt Prietzel. Am stärksten fiel der Humusverlust in Gebieten mit besonders starker Erwärmung aus: "Besonders stark betroffen sind die Alpen im Berchtesgadener Land", erläutert Prietzel. Denn dort sei die mittlere Lufttemperatur in den Sommermonaten besonders intensiv gestiegen. Weil sich dadurch auch die Böden stärker erwärmen und dies die Mikrobentätigkeit anregt, sorgt dies vermutlich für einen besonders rasch fortschreitenden Humusabbau. Überdurchschnittlich stark verringert hat sich dabei der Humusgehalt in Böden auf Kalk- oder Dolomitgestein, wie die Forscher berichten. Sie büßten im Durchschnitt sogar knapp ein Drittel ihrer Humusmasse ein. Zwar enthalten diese Böden von Natur aus besonders viel organischen Kohlenstoff, aufgrund ihrer Struktur sind sie aber leichter zugänglich und zersetzbar als andere Humusböden.

"Schlüsselrolle des Klimawandels"

Was aber ist die Ursache des Humusschwunds in den Waldböden der Alpen? Weil sich die Nutzung und Bewirtschaftung der Wälder in den letzten 50 Jahren nicht verändert hat, können solche direkten menschlichen Eingriffe nicht der Grund für diesen Humusschwund sein, wie die Forscher betonen. Die Ursache müsse stattdessen das sich verändernde Klima sein. "Es gibt substantielle Beweise für eine Schlüsselrolle des Klimawandels", berichten sie. So zeigen Messdaten, dass sich die Temperaturen in den deutschen Alpen um rund 0,5 Grad Celsius pro Jahrzehnt erhöht haben. Am stärksten war diese Erwärmung in den letzten drei Jahrzehnten - und damit genau in dem Zeitraum, in dem die Forscher auch den Humusschwund festgestellt haben. Auch die Tatsache, dass die Waldböden überall dort am meisten Humus verloren haben, wo es die größten Temperaturanstiege gab, spreche dafür.  "Wir schließen aus unseren Ergebnissen, dass die Klimaerwärmung der wahrscheinlichste Grund für die beobachteten Verluste des organischen Bodenkohlenstoffs ist, auch wenn Lage, Landnutzung und Höhe die Effekte des Klimawandels mit beeinflussen", konstatieren die Forscher.

Was aber bedeutet dies für die Zukunft? Prietzel und seine Kollegen gehen davon aus, dass der Humusschwund in den Alpen anhalten wird, wenn nichts getan wird. Denn den Prognosen nach werden die durchschnittlichen sommerlichen Temperaturen weiter ansteigen und extreme Wetterphänomene wie Dürren oder Starkregen zunehmen. Das könnte den Bodenschwund zusätzlich verstärken. Umso wichtiger sei es, dem klimawandelbedingten Humusschwund aktiv entgegenzuwirken, betonen die Forscher. Sie empfehlen den Bodenhumus durch humusförderndes Waldmanagement zu bewahren oder idealerweise zu steigern, um die Schutzfunktion des Gebirgswalds zu erhalten und Hochwasser abzumildern. Erreichen ließe sich dies unter anderem, indem man darauf achtet, dass die Bergwälder eine Mischung unterschiedlich alter Bäume und verschiedener Baumarten enthalten. Denn gerade Laubbäume fördern durch ihren herbstlichen Laubabwurf den Aufbau einer Humusschicht.

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