Der Wald lagert Kohlenstoff nicht nur oben
Wenn Forstbetriebe über den Kohlenstoffhaushalt ihrer Wälder sprechen, denken sie meist an das sichtbare Holz, an die Baumkronen und an den Nachwuchs im Bestand. Der Boden selbst wird oft als Puffer betrachtet, dessen Bilanz am Ende einer Umlaufphase festgeschrieben wird. Eine Langzeituntersuchung aus dem Wiener Wald legt jetzt den Finger auf eine Stelle, die bislang kaum Beachtung fand: den Boden in 20 bis 90 Zentimeter Tiefe. Dort, wo der größte Teil des organischen Kohlenstoffs in Waldböden gebunden ist, verlieren die Bestände seit Jahrzehnten messbar Kohlenstoff, während die obere Bodenschicht im gleichen Zeitraum gewinnt.
Die Studie nutzte eine ungewöhnlich wertvolle Datengrundlage: Im Wiener Wald wurden bereits 1984 Buchenbestände systematisch bodenkundlich aufgenommen, 2012 und 2022 kam dieselbe Methode zum Einsatz. Von den ursprünglich 152 ausgewählten reinen Buchenbeständen waren 2022 noch 62 übrig, der Rest wurde in den Jahrzehnten durchforstet oder gerodet. Die verbliebenen Bestände waren im Mittel 152 Jahre alt und reichen von 108 bis 238 Jahre. Sie stehen im Wienerwald, wo Flysch mit tonreichen Mergeln den Untergrund prägt, während im Süden Kalkstein der Nordalpen ansteht. Bodenproben wurden bis 90 Zentimeter Tiefe entnommen, die Beprobung folgte streng demselben Verfahren in allen drei Jahren.
Was die Zahlen zeigen
Die Bilanz fällt eindeutig aus, und sie fällt je nach Bodentiefe unterschiedlich aus. In den obersten fünf Zentimetern stieg der Kohlenstoffgehalt um 9,34 plus minus 2,7 Milligramm pro Gramm, ausgehend von 58,8 im Jahr 1984. In 30 bis 40 Zentimeter Tiefe ging der Gehalt um 4,27 plus minus 1,7 Milligramm pro Gramm zurück, bei 80 bis 90 Zentimetern sogar um 7,4 plus minus 2,0. Da der anorganische Kohlenstoffanteil nachweislich stabil blieb, sind diese Veränderungen dem organischen Anteil zuzuschreiben.
Umgerechnet in Vorräte pro Hektar ergibt sich das eigentliche Bild. Der Oberboden von 0 bis 20 Zentimetern hielt 1984 knapp 60 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar, 2022 waren es rund 64. Der Mittelboden von 20 bis 50 Zentimetern verlor dagegen rund ein Sechstel seiner Vorräte, von knapp 49 auf gut 40 Tonnen. Am deutlichesten war der Verlust im Unterboden von 50 bis 90 Zentimetern: Hier gingen die Vorräte von 31 auf knapp 19 Tonnen pro Hektar zurück, also ein Verlust von rund vierzig Prozent in knapp vier Jahrzehnten. Insgesamt verlor der Waldboden auf den untersuchten Flächen 0,44 plus minus 0,19 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar und Jahr. Signifikant waren dabei nur die Verluste in Mittel- und Unterboden; die Zuwächse im Oberboden waren statistisch nicht abgesichert.
Der Vergleich mit der oberirdischen Biomasse macht die Dimension deutlich. Der Bestand selbst wuchs in derselben Zeit von 131 auf 230 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar, ein Zuwachs von rund 2,6 Tonnen jährlich. Der Boden-Verlust von 0,44 Tonnen entspricht damit etwa 17 Prozent des Kohlenstoffs, den der Bestand im gleichen Zeitraum aufgebaut hat. Das Waldökosystem als Ganzes hat seine Senkenfunktion also eingebüßt, obwohl die Bäume weiter wachsen. Die Feinwurzelmasse in den obersten fünf Zentimetern stieg leicht von 3,21 auf 4,14 Tonnen pro Hektar; die Autoren sehen in Veränderungen der Wurzeltiefe einen der Faktoren, die die tiefenabhängigen Kohlenstoffverluste erklären könnten.
Warum gerade die kalkreichen Standorte verlieren
Ein strukturiertes Gleichungsmodell erklärte 43 Prozent der Schwankungen in den Bodenvorräten und lieferte drei entscheidende Hinweise. Erstens litten Böden mit hohen Vorräten an Eisen, Mangan und austauschbarem Kalium sowie mit niedrigen Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnissen unter geringeren Verlusten. Diese Metalle stabilisieren den organischen Kohlenstoff, und niedrige Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisse gingen ebenfalls mit geringeren Verlusten einher. Zweitens zeigten Standorte mit kalkreichen Böden die größten Verluste, also dort, wo das austauschbare Kalzium, das austauschbare Magnesium, der anorganische Kohlenstoff und ein hoher pH-Wert zusammenkommen. Drittens waren tiefer gelegene, trockenere und wärmere Standorte stärker betroffen als höher gelegene, kühlere und feuchtere. Diese drei Faktoren überlagern sich räumlich, weil der warme, trockene Süden des Untersuchungsgebiets zugleich die Kalkgebiete umfasst.
Die Autoren der Studie führen die Befunde auf das Zusammenspiel von regionalem Klima, veränderter Streueneinputs und der Verlagerung der Wurzeltiefe zurück. Wärmeres, feuchteres Klima beschleunigt den Abbau, während die Streuenzusammensetzung und die Verteilung der Wurzeln bestimmen, wie viel organisches Material in welcher Tiefe ankommt. Nicht verbessert wurden die Modelle durch Ton- und Steingehalt, Blattnährstoffgehalte, Bestandsproduktivität, Bestandsalter, Exposition oder die atmosphärischen Einträge von Stickstoff und Schwefel.
Was das für die Forstpraxis bedeutet
Die praktische Konsequenz liegt in der Bilanzierung. Wer den Kohlenstoffhaushalt eines Bestandes bewerten will, sollte die Probentiefe nicht bei 30 Zentimetern beenden, sondern bis 90 Zentimeter oder bis zum Erreichen eines definierten Bodenmassen-Zieles vorgehen. Andernfalls wird der Verlust aus dem Unterboden systematisch ausgeblendet und die Senkenleistung des Bestandes zu hoch eingeschätzt. Für die forstliche Bewertung von Böden heißt das außerdem: Der Kalksgehalt ist kein unbedeutender Standortfaktor, sondern ein Prädiktor für die Vulnerabilität des Kohlenstoffvorrats. Standorte mit karbonatreichen, tonreichen Böden verdienen besondere Aufmerksamkeit, weil sie zwar reichlich Kohlenstoff binden, diesen aber unter den aktuellen Bedingungen schneller verlieren.
Für die Waldbewirtschaftung ist die Studie eine Warnung vor einer verbreiteten Fehlannahme: Dass eine begrünte, wachsende Baumkrone automatisch eine funktionierende Kohlenstoffsenke bedeutet. Die Wiener Zahlen zeigen, dass der oberirdische Zuwachs die Bodenvorräte über Jahrzehnte nicht auffangen konnte. Hinzu kommt eine zeitliche Verzögerung, die in der Forstplanung selten berücksichtigt wird. Flächen, die in den 1980er Jahren als Kohlenstoffsenken galten, können heute Nettosenken sein, ohne dass im Bestandsbild etwas auffällt.
Vertiefung: Was die Untersuchung nicht zeigt
Vier methodische Einschränkungen sind bei der Interpretation wichtig. Für 1984 liegen keine Messungen des anorganischen Kohlenstoffs vor, dieser wurde erst 2012 und 2022 nach der Scheibler-Methode bestimmt. Die Autoren begründen diese Lücke damit, dass die Unterschiede zwischen 2012 und 2022 statistisch nicht signifikant waren und die beobachteten Veränderungen deshalb dem organischen Anteil zugeschrieben werden können. Zweitens fehlen intercalibrationsdaten aus den 1980er Jahren, was die Robustheit der Zeitreihe einschränkt, auch wenn 2012 und 2022 mit identischen Geräten und Protokollen beprobt wurden. Drittens wurde der Kohlenstoffgehalt 2012 und 2022 mit einem LECO-Gerät nach ÖNORM L1080 bestimmt, 1984 mit einer anderen Methode. Viertens stammen die Bestände aus einer einzigen österreichischen Teilregion mit Flysch, Mergel und Kalkstein, und sie wurden seit 1984 forstlich nicht bewirtschaftet. Die Übertragbarkeit auf intensiv bewirtschaftete, dünnere oder sandigere Böden ist damit begrenzt.
Für die Praxis bleibt die Grundbotschaft dennoch eindeutig: Der Blick in den Unterboden lohnt sich. Wer den Kohlenstoffvorrat eines Standorts kennt, kennt auch seine Schwachstelle, und Schwachstellen lassen sich bewirtschaften, etwa durch die Förderung von Totholz, die Stabilisierung des Bodens und die Vermeidung von Bodenbearbeitung, die Streu humusiert und Kohlenstoff in die Luft umsetzt.
Quelle
Quelle: Mayer, M., Dolschak, K., Winter Artusio, E., Grabner, M. et al. (2025): Substantial Deep-Soil Carbon Losses Outweigh Topsoil Gains in European Beech Forests Since the 1980s, Global Change Biology. https://doi.org/10.1111/gcb.70446
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