Waldkalkungen könnten den Treibhauseffekt vermindern

Wissenschaftler des Forschungszentrums Waldökosysteme untersuchen den Waldboden auf klimawirksame Spurengase.


Da seit Jahrzehnten Schwefel- und Salpetersäure auf unsere Wälder herabregnen, sind die Böden vielerorts stark versauert. Um dieser unliebsamen Entwicklung entgegenzuwirken, werden die geschädigten Waldböden in den meisten Bundesländern seit Mitte der achtziger Jahre großflächig gekalkt. So läßt sich erreichen, daß der pH-Wert zumindest in der obersten Bodenschicht merklich ansteigt. Daß sich zugleich auch ein wünschenswerter Effekt bei der Bilanz der Treibhausgase einstellt, haben nun Dr. Rainer Brumme und Dr. Werner Borken vom Institut für Bodenkunde und Waldernährung der Universität Göttingen nachgewiesen. In einem Projekt des Forschungszentrums Waldökosysteme, gefördert von der Europäischen Union, untersuchten sie verschiedenartige Waldböden. Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, daß gekalkte Böden durchschnittlich weniger Lachgas freisetzen und mehr Methan aufnehmen.
Wälder werden im Vergleich zu Wiesen und Feldern sehr extensiv bewirtschaftet. Auf Düngung und Bodenbearbeitung verzichten die Förster auch dann, wenn sie mit solchen Mitteln wesentlich mehr Holz produzieren könnten. Doch wo die Waldböden stark versauert sind, wurde in den vergangenen Jahren vielerorts Kalk ausgestreut, um die Säure zu neutralisieren. Üblicherweise lassen die Förster alle zehn Jahre drei bis vier Tonnen Kalk pro Hektar verteilen, wobei sie in schwer zugänglichen Waldgebieten auch Hubschrauber einsetzen.
Große Säuremengen sind deshalb unerwünscht, weil sie bewirken, daß wichtige Pflanzennährstoffe wie Magnesium aus dem Waldboden ausgewaschen werden. Außerdem setzen einige der versauerten Böden pro Hektar und Jahr mehrere Kilogramm Lachgas frei. Dieses Spurengas gehört zu den sogenannten Treibhausgasen, die einem Teil der eingestrahlten Sonnenenergie den Rückweg ins All versperren. Mit den Glasscheiben eines Treibhauses vergleichbar, sorgen sie dafür, daß es auf der Erde nicht allzu kühl wird. Lachgas (Distickstoffoxid) ist dabei 290mal so wirksam wie Kohlendioxid, und seine Lebensdauer wird auf 150 Jahre geschätzt. Deshalb ist zu erwarten, daß sein bislang noch geringer Anteil am Treibhauseffekt langfristig zunehmen wird.
Grundbedingung für eine hohe Lachgasproduktion ist ein Überangebot an Stickstoff und ein entsprechend hoher Nitratgehalt der Bodenlösung. Wenn der Sauerstoff im Boden zeitweilig knapp wird, greifen etliche Bakterien auf den Sauerstoff der Nitrat-Ionen zurück. Nitrat (NO3-) wird dann zu Lachgas (N2O) reduziert und schließlich zu molekularem Stickstoff (N2). Prinzipiell läßt sich überschüssiger Stickstoff auf diese Weise problemlos entsorgen, denn molekularer Stickstoff ist ohnehin Hauptbestandteil der Atmosphäre. Doch in manchen stark versauerten Waldböden ist der letzte Schritt dieser Reaktionskette offenbar beeinträchtigt, so daß viel Stickstoff in Form von Lachgas abgegeben wird.
Für ihre Messungen haben die Göttinger Forscher mitten im Wald quadratische Plexiglaskästen aufgestellt, deren Deckel mit einem kleinen Motor verbunden ist. Über einen Computer gesteuert, kann der Deckel in regelmäßigen Abständen geschlossen werden, um die Spurengase einzufangen. Bei der Analyse dieser Gasproben stellte sich heraus, daß aus den vier untersuchten Waldböden pro Hektar und Jahr zwischen 0,4 und 3,4 Kilogramm Lachgas in die Atmosphäre gelangen. Die beiden Fichtenwälder produzieren, ob mit oder ohne Kalkung, relativ wenig Lachgas. Bei den Buchenwäldern ist das anders: Die großen Lachgasmengen, die gewöhnlich aus diesen Waldböden entweichen, lassen sich durch eine Kalkung auf weniger als die Hälfte reduzieren.
Weshalb die untersuchten Buchenwälder mehr Lachgas freisetzen als die Fichtenforste, bleibt bislang ungeklärt. Beim Methan hingegen, einem anderen Treibhausgas, zeigt sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Versauerung und Aufnahmefähigkeit des Bodens. Entsprechend verarbeiten die Mikroorganismen in den gekalkten Waldböden wesentlich mehr Methan als in den ungekalkten, im Durchschnitt 1,1 Kilogramm pro Hektar und Jahr statt nur 0,7 Kilogramm. Unter dem Aspekt des Klimaschutzes ist die erhöhte Aufnahme von Methan allerdings weniger bedeutsam als die verminderte Freisetzung von Lachgas, denn Lachgas ist als Treibhausgas fünfmal so wirksam.
Insgesamt läßt sich aus den Untersuchungen der Göttinger Forstwissenschaftler schließen, daß Waldkalkungen die Bodenchemie verbessern und dadurch helfen, den Treibhauseffekt in Grenzen zu halten. Die Schadstoffbelastung der Waldböden ist damit jedoch keineswegs beseitigt, auch wenn sie sich seit Anfang der achtziger Jahre deutlich verringert hat. Dank der Großfeuerungsanlagen-Verordnung von 1983 schicken Kraftwerke und Industrieanlagen nicht mehr so viel Schwefeldioxid in die Luft, so daß die Schwefeleinträge in den Wald um mehr als die Hälfte zurückgegangen sind. Beim Stickstoff sieht es jedoch weniger erfreulich aus: Etwa ein Drittel dieser Emissionen kommt in Form von Ammoniak aus der Landwirtschaft, hauptsächlich aus der intensiven Tierhaltung, ein weiteres Drittel stammt aus den Abgasen der Kraftfahrzeuge. Und da der Straßenverkehr stetig zunimmt, ist die Menge der dort erzeugten Stickoxide nicht geringer geworden - trotz Einführung des Katalysators. Auf die Waldböden regnet also weiterhin viel zuviel Stickstoff herab, den sie langfristig in der einen oder anderen Form wieder loswerden müssen.


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