Wälder der Taiga speichern Kohlenstoff im Permafrostboden
HU-Studie belegt die Ökosystemleistung borealer Wälder als wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz
Eine HU-Studie zeigt: Von Alaska bis Sibirien tragen boreale Wälder wesentlich zum Klimaschutz bei. Die Baumkronen schützen den gefrorenen Boden vor tieferem Auftauen, so dass der Kohlenstoff dort gespeichert bleibt.
Der boreale Wald − auch Taiga genannt − ist die nördlichste und zugleich größte Waldregion der Erde. Er erstreckt sich von Alaska über Kanada und Skandinavien bis nach Sibirien. Dort, wo boreale Wälder auf kontinuierlichem Permafrost wachsen, erfüllen sie eine wichtige Klimaschutzfunktion: Die Baumkronen beschatten den Boden und schützen den dauerhaft gefrorenen Untergrund vor dem Auftauen. Dadurch tragen sie dazu bei, große Mengen Kohlenstoff im Permafrost zu speichern.
Der boreale Wald spielt somit eine zentrale Rolle für den globalen Kohlenstoffkreislauf und das Klimasystem. Nun wurde diese Ökosystemleistung erstmals quantifiziert und mit anderen natürlichen Kohlenstoffspeichern verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass boreale Wälder indirekt erhebliche Mengen Kohlenstoff im Permafrost konservieren.
Schutz borealer Wälder ist essenziell für das Klima
Der Klimanutzen borealer Wälder wird bislang vor allem am Kohlenstoff in der Baumbiomasse gemessen. Ihre Funktion als thermische Schutzschicht über dem Permafrost und damit über einem weit größeren Kohlenstoffspeicher bleibt dabei unberücksichtigt. „Ein wichtiger Klimabeitrag dieser Wälder steckt nicht in den Bäumen, sondern unter ihnen. Die Baumkronen halten den Permafrostboden kühl und damit einen Kohlenstoffvorrat gefroren, der die Biomasse der Bäume um ein Vielfaches übertrifft. Verschwindet der Wald, verliert der Boden diesen Schutz“, sagt Dr. Simone Maria Stünzi.
Die Forscherin am Geographischen Institut der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) hat gemeinsam mit Kolleg*innen des Alfred-Wegener-Instituts (Potsdam), der Universität Oslo und der Vrije Universiteit Amsterdam untersucht, wie stark boreale Wälder Permafrostboden thermisch schützen. Die Studie wurde in Nature Climate Change veröffentlicht.
Die Ergebnisse der Studie sind für internationale Klimaschutzbemühungen unmittelbar relevant. „59 Petagramm – also 59 Gigatonnen – Kohlenstoff lagern derzeit allein durch die kühlende Wirkung der Baumkronen im Gefrorenen – eine klimarelevante Menge von globalem Maßstab. Das macht den Schutz dieser Wälder zu einer Klimafrage ersten Ranges“, so Stünzi.
Schäden oder Verluste dieser Waldgebiete, etwa durch Abholzung, Waldbrände oder andere Störungen, hätten daher weitreichende Folgen. Dabei würde nicht nur der in den Bäumen selbst gespeicherte Kohlenstoff freigesetzt. Durch den Wegfall der isolierenden Vegetationsdecke taut der Boden saisonal tiefer auf, sodass der dort gebundene Kohlenstoff mikrobiell abgebaut werden kann. In weitaus größerem Umfang könnte so auch der über Jahrtausende im Permafrost gebundene Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangen. Besonders kritisch ist, dass dieser Kohlenstoffspeicher größtenteils seit der letzten Eiszeit aufgebaut wurde und auf menschlichen Zeitskalen praktisch nicht wiederherstellbar wäre.
Kohlenstoff in Biomasse und Boden konserviert
Für ihre Untersuchung kombinierten die Forschenden verschiedene Geodatensätze und analysierten diese mithilfe von Modellen, die den thermischen Austausch zwischen borealen Wäldern und Permafrostböden abbilden. Für 16 bioklimatische Regionen der kontinuierlichen Permafrostzone verglichen sie den Bodenwärmehaushalt mit und ohne Waldbedeckung, ergänzt durch Satellitendaten und eine Metaanalyse bestehender Daten zu Kohlenstoffvorräten. Unsicherheiten ergeben sich vor allem aus der Auflösung der Satellitendaten, vereinfachenden Annahmen im Modell und der ungleich verteilten Bodenkohlenstoff-Datenbasis.
In borealen Wäldern in der kontinuierlichen Permafrostzone hält die Baumkrone den Boden deutlich kälter als auf offener Fläche: Die saisonale Auftautiefe, die Tiefe, bis zu der der Boden in den warmen Monaten auftaut, ist unter Waldbedeckung 50 bis 62 Prozent geringer. Dies entspricht einem Unterschied von durchschnittlich etwa einem Meter. Erstmals beziffert die Studie diese Schutzwirkung für die gesamte arktische Permafrostregion: Die Isolierung durch die Baumkronen hält rund 59 Petagramm (Pg) zusätzlichen Bodenkohlenstoff im gefrorenen Zustand, das entspricht 32 Prozent des in bewaldetem Permafrostboden gebundenen Kohlenstoffs. Ohne die kühlende und stabilisierende Wirkung der borealen Wälder würden bis zu 40 Pg Kohlenstoff im Permafrostboden für den mikrobiellen Abbau zugänglich werden.
In eisreichen Regionen erfüllen die Wälder zudem eine weitere wichtige Funktion: Sie reduzieren die Bildung von Thermokarst – das sind Erosionsprozesse, die entstehen, wenn der Permafrost auftaut, und Bodenschichten freilegen. Auf diese Weise schützen die Wälder zusätzlich rund 19 Pg Kohlenstoff, die andernfalls langfristig freigesetzt werden könnten. Diese gefroren gehaltenen Kohlenstoffmengen sind ein Mehrfaches der in der Biomasse gespeicherten Vorräte (7 bis 19 Pg), ein Speicher, den bisherige Kohlenstoffbilanzen nicht erfassen, weil sie nur die Vegetation selbst berücksichtigen.
Weitere Informationen:
Studie “Canopy-mediated climate feedbacks in the boreal continuous permafrost zone”
Kontakt:
Dr. Simone Maria Stünzi
Geographisches Institut der Humboldt-Universität zu Berlin
Earth Observation Lab
+49 30 2093-45848
simone.maria.stuenzi.1(at)hu-berlin.de
HU-Pressemitteilung vom 28.07.2026