Die Rolle des Waldes
beim Klima- und Artenschutz

In der Diskussion über den Klimawandel, der durch den Anstieg klimawirksamer Gase in der Atmosphäre bedingt ist, wird nach Möglichkeiten gesucht, diesen Anstieg zu begrenzen oder auszugleichen. Dabei wird immer wieder die Bedeutung des Waldes hervorgehoben, da die Holzvorräte im Wald erhebliche Mengen Kohlenstoff binden. Auch der Wald ist aber ein Wirtschaftsgut, in dem der Zuwachs geerntet wird, um Bedürfnisse der Öffentlichkeit zu befriedigen. Die Palette an aus Holz gefertigten Produkten reicht von Bauholz über Zeitungs- und Toilettenpapier bis hin zu Fasern für die Herstellung von Outdoor-Kleidung.

In Zukunft – sofern in einer Bioökonomie Plastikprodukte aus Holz hergestellt werden – wird die Bedeutung von Wald als Holzlieferant steigen. Bei einer nachhaltigen Bewirtschaftung sollten die Vorräte im Wald trotz Nutzung konstant bleiben und würden daher bei oberflächlicher Betrachtung keinen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Daher wird vonseiten des Naturschutzes argumentiert, dass allein in einem Wald, in dem keine Nutzung erfolgt, die Klimaschutzwirkung des Waldes voll zur Geltung kommt. Dabei wird aber übersehen, dass die Öffentlichkeit Produkte aus Holz benötigt und in Anspruch nimmt.

Forstlichen Rahmenbedingungen

Die forstlichen Rahmenbedingungen zeigen auf der Basis der deutschen Bundeswaldinventur, dass die mittleren und maximalen Vorräte (kurz vor dem Verjüngungshieb) im bewirtschafteten und nicht-bewirtschafteten Nadelholz etwa gleich hoch sind (Tab. 1). Das gilt auch für die maximalen Vorräte im Laubholz. Nur im mittleren Vorrat liegt der bewirtschaftete Laubwald unter den Vorräten des nicht-bewirtschafteten Waldes. Dies könnte daran liegen, dass der nicht-bewirtschaftete Laubwald in dieser Stichprobe eine andere Altersverteilung hat als der bewirtschaftete. Dies wurde bislang nicht überprüft. Wollte man die mittleren Vorräte im bewirtschafteten Laubwald noch erhöhen, müsste auf Durchforstungen verzichtet werden. Dies hätte negative Auswirkungen auf die Bestandesstabilität und die Holzqualität, was die Verwendungsmöglichkeiten als wertvolles Sägerundholz und Bauholz einschränken würde. Der Wirtschaftswald hat höhere Zuwächse als der nicht-bewirtschaftete und ist damit bei gleichem Vorrat jünger als der nicht-bewirtschaftete Wald. Der bewirtschaftete Nadelwald wächst jährlich um 4 Festmeter pro Hektar mehr zu als der nicht-bewirtschaftete. Auch im Laubwald beträgt der Mehrzuwachs des Wirtschaftswaldes mehr als 1 Festmeter. Damit übertrifft auch die jährliche Vorratszunahme im Wirtschaftswald jene des nicht-bewirtschafteten.

Tab. 1: Mittlere und maximale Bestandesvorräte, mittlere flächengewichtete Bestandesalter und Zuwächse in nicht-bewirtschafteten und bewirtschafteten Laub- und Nadelwäldern

Quelle: Schulze et al., 2021

Keine Unterschiede beim Kohlenstoffvorrat im Boden

Kohlenstoff wird nicht nur im Holz, sondern auch im Mineralboden und im Auflagehumus gespeichert, wobei der höhere Anteil im Mineralboden gelagert ist. Weder in der organischen Auflage noch im Mineralboden gibt es signifikante Unterschiede zwischen bewirtschafteten und nicht-bewirtschafteten Beständen (Tab. 2). Dies bestätigen Studien in den sehr alten Nationalparks Fontainebleau (Frankreich) und Bialowieza (Polen) sowie eine Stichprobeninventur im Nationalpark Hainich (Deutschland). Diese Ergebnisse widersprechen zwar Untersuchungen, die auf einzelnen Versuchsflächen erfolgten, aber nicht die Bedingungen auf Landschaftsebene repräsentieren. Die zweite Bodenzustandserhebung (BZE II) in Deutschland zeigt, dass der Bodenkohlenstoff im Wald bei der derzeitigen Bewirtschaftung zunimmt (ca. 0,41 t C/ha*a). Auf geeigneten Standorten (z. B. Moore und andere Gebiete mit hohem Grundwasserstand) wäre es möglich, bei eingeschränkter Nutzung zusätzlichen Kohlenstoff im Boden zu binden. Die Möglichkeiten sind aber begrenzt [1].

Tab. 2: Kohlenstoffvorräte im Boden bis 1 m Tiefe in nicht-bewirtschafteten und angrenzenden bewirtschafteten Parzellen von alten Schutzgebieten Europas

Quelle: Verschiedene Untersuchungen des MPI-Biogeochemie in Laubwäldern und des Thünen-Instituts in Buchenbeständen sowie nach den Ergebnissen der BZE II in Deutschland

CO₂-Freisetzung aus Totholzabbau

Wird das Holz nicht zum Bau und zur Energiegewinnung genutzt, verrottet es im Wald, dabei gelangt das CO₂ wieder in die Atmosphäre. Der Zeitraum bis zur Zersetzung des Totholzes ist mit der durchschnittlichen Abbaudauer von Holzprodukten vergleichbar. Die mittlere Verweildauer des Holzes bis zu einem Abbau von 50 Prozent der Masse ist von Holzprodukten im Wirtschaftskreislauf und von natürlich verrottendem Holz sehr ähnlich. Im Bundesland Thüringen haben Holzprodukte im Schnitt nach 20 Jahren eine 50-prozentige Abbaurate, bei Totholz sind es durchschnittlich 28 Jahre. Bei der Buche erfolgt die Verrottung sogar schneller als die Lebensdauer der Produkte beträgt. Hier vergehen bis zur 50-prozentigen Zersetzung nur 14 Jahre; bei Produkten aus Buchenholz beträgt der Abbauzeitraum 19 Jahre (Tab. 3). Im Nadelholz erfolgt der mittlere Produktabbau etwas schneller als die Verrottung [2].

Tab. 3: Dauer des mittleren und vollständigen Abbaus von Holzprodukten im Vergleich zur natürlichen Zersetzung von Totholz in Jahren

Quelle: Schulze et al., 2021

Möglichkeiten zum Vorratsaufbau beschränkt

Die Daten weisen darauf hin, dass die Möglichkeiten für einen weiteren Vorratsaufbau im Wald begrenzt sind. Dies zeigen auch Stichprobeninventuren, in denen die Vorräte in zwei Regionen mit Wirtschaftswald und in einer nicht-bewirtschafteten Region Thüringens (Nationalpark Hainich) in Abhängigkeit vom Alter des herrschenden Bestandes untersucht wurden [3]. In Abb. 1 dargestellt ist die Beziehung zwischen Bestandesvolumen an Holzmasse und Alter des Stammes mit mittlerer Grundfläche im Altersklassenwald Geney und im Westerwald/Thüringen sowie dem Hainich Nationalpark auf etwa 3.000 Inventurflächen. Zusätzlich sind Inventurpunkte aus alten Nationalparks in der Ukraine (Uholka) und in Rumänien (Nera) eingezeichnet. Die umhüllende Linie der Messpunkte zeigt keine Unterschiede zwischen Wirtschaftswald und Nicht-Wirtschaftswald. Dass die Möglichkeiten, die bestehenden Holzvorräte weiter zu erhöhen, sehr begrenzt sind, liegt vor allem an der Limitierung des Alters durch Schadorganismen. So wird z. B. die Buche nur in Ausnahmefällen etwa 250 Jahre alt, denn die Baumart wird im stehenden Holz durch Pilze und Bakterien angegriffen, die nach Trockenereignissen über die Wurzel eindringen [5]. Bei Nadelholz limitieren andere Schädlinge das Höchstalter.

© Werner Gamerith
Der nicht-bewirtschaftete Wald (hier Urwald Rothwald, Wildnisgebiet Dürrenstein-Lassingtal) weist gegenüber dem Wirtschaftswald einen deutlich geringeren Zuwachs auf; die höheren Totholzvorräte belasten die Ökosystembilanz [4].

Grafik: Schulze, 2017
Abb. 1: Beziehung zwischen Bestandesvolumen und Alter des Stammes mit mittlerer Grundfläche im Altersklassenwald und nicht-bewirtschafteten Nationalparks

Wirtschaftswald heißt Vorratsaufbau plus Substitution

Da die Schutzgebiete in Deutschland ein relativ junges Alter aufweisen, sind dort noch positive Vorratsänderungen möglich. Letzten Endes gelangt der Vorratsaufbau im unbewirtschafteten Wald jedoch in ein Äquilibrium. Bei der Annahme, dass ein Vorratsaufbau im Wald bilanziell Emissionen aus fossilen Brennstoffen ausgleichen soll, hat diese Kompensation keinen Einfluss darauf, welche Menge an fossilen Brennstoffen genutzt wird. Genau wie im nicht-bewirtschafteten Wald werden auch im Wirtschaftswald hohe Vorräte aufgebaut und damit fossile Treibhausgasemissionen kompensiert. Als zusätzliche qualitative Leistung trägt aber die Holznutzung dazu bei, dass weniger fossile Brennstoffe benötigt werden. Denn die Bewirtschaftung führt infolge der stofflichen und energetischen Holzverwendung zur Vermeidung der Nutzung fossiler Brennstoffe und energieintensiver Materialien.

© Schildorfer/ÖBMV
Genauso wie ein nicht-bewirtschafteter Wald kompensiert auch der Wirtschaftswald fossile CO2-Emissionen, als einzigartige Zusatzleistung liefert er Holzprodukte, die energieintensive Baustoffe und fossile Energieträger ersetzen.

Energetische Nutzung von Holz

In der Diskussion über die energetische Holznutzung wird oft angemerkt, dass Holz eine geringere Energiedichte als fossile Brennstoffe besitzt und damit die Atmosphäre mehr belasten würde als die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Hierbei wird vernachlässigt, dass in nachhaltig bewirtschafteten Wäldern das ausgestoßene CO₂ in absehbarer Zeit wieder gebunden wird, während eine Neubildung fossiler Brennstoffe Millionen Jahre dauert. Durch die Ökosystematmung werden im nicht-bewirtschafteten Wald etwa 92 Prozent und im Wirtschaftswald 75 Prozent des photosynthetisch gebundenen Kohlenstoffs in relativ kurzer Zeit mikrobiell abgebaut. Der Abbau von Totholz und Schlagabraum (Zweige und Äste) bei Bewirtschaftung speist die Ökosystematmung. Mittels energetischer Holznutzung wird die chemisch gebundene Energie im Holz nicht durch Mikroorganismen, sondern vom Menschen verwertet. Dadurch werden energiereiche, fossile Brennstoffe ersetzt. Dies betrifft fast 10 Prozent des gesamten CO₂-Kreislaufes. Die Emission bei der Biomasseverbrennung wird durch geringere Ökosystematmung ausgeglichen. Waldbewirtschaftung und Holzverwendung verbessern die jährliche Treibhausgasbilanz Deutschlands zurzeit um etwa 11 bis 14 Prozent, die sich näherungsweise zu gleichen Teilen auf den Waldspeicher (lebende und tote Biomasse sowie Waldboden) und die Holzverwendung (Produktspeicher, stoffliche und energetische Substitution) verteilen.

Gesetzliche Einschränkungen der Waldbewirtschaftung

Neben den biologischen Rahmenbedingungen gibt es rechtliche Vorgaben, welche die forstlichen Bewirtschaftungen einengen. Laut Beschluss des EU-Parlaments [6] sollen in Zukunft 10 Prozent der Landesfläche unter besonderem Schutz stehen (aus der Nutzung genommen werden) und insgesamt 30 Prozent der Landesfläche geschützt werden (Auflagen in der Nutzung). Zusätzlich sieht das deutsche Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG, BJNR251310019) von 2019 vor, dass die Treibhausgasemissionen Deutschlands bis 2040 um 88 Prozent sinken sollen (Entwurf zur Änderung des Bundes-Klimaschutzgesetzes, 2021). Der Sektor LULUCF (Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft) hat in diesem Rahmen eine eigene absolute Vorgabe zu einer steigenden Netto-Aufnahme (Vorratsaufbau) von bis zu 40 Millionen Tonnen CO₂ im Jahr 2045. Da die Forstwirtschaft in diesem Sektor zurzeit die mit Abstand größte Senke darstellt, ist abzusehen, dass diese Verpflichtung vor allem im Wald erfüllt werden soll, was bei den zunehmenden Folgen des Klimawandels kaum zu erreichen ist.

Problem der aktuellen Verrechnung

Die Verrechnung der Emissionen aus der Holznutzung erfolgt vor dem Hintergrund einer Trennung zwischen den Sektoren. Die Forst- und Holzwirtschaft gehört zum Sektor LULUCF, die endgültige Verwendung von Holz geschieht jedoch in anderen Bereichen und wirkt direkt und indirekt vor allem im Sektor Energie (Abb. 2). In der Forstwirtschaft gibt es als Eingangsgröße einen Zuwachs, der entweder nicht geerntet wird und damit als Vorratsänderung (Speichererhöhung) messbar ist, oder als Nutzholz geerntet wird. Der Nutzholzanteil trennt sich in Energieholz (Scheitholz für Hausbrand vor allem im ländlichen Raum), das nicht zwangsweise in die Holzerntestatistik eingeht (Kleinprivatwald, Nutzungen des Eigentümers) und Nutzholz, das vermarktet wird und statistisch erfasst ist. Dieses Nutzholz geht an die Holzwirtschaft, in der Abfallprodukte energetisch genutzt werden (z. B. Trocknung) und Produkte entstehen. Eine Kaskadennutzung der Produkte wäre dabei besonders positiv für den Klimaschutz [7], ehe ein Teil der Produkte biologisch abgebaut (Zaunpfahl verrottet in der Wiese, Toilettenpapier wird in der Kläranlage zersetzt) und ein anderer Teil nach der Nutzung energetisch verwertet wird (Altholz aus Bauten). In der Summe wird Scheitholz plus Abfall der Holzwirtschaft plus Altholz energetisch genutzt.

Quelle: Schulze et al., 2021
Abb. 2: Schematischer Fluss von Kohlenstoff aus lebender und toter Biomasse vom Wald über Holzprodukte und Energienutzung zurück in die Atmosphäre

Hinzu kommen Effekte der Verwendung von Holz anstelle anderer, oft emissionsintensiver hergestellter Materialien. Da es aber sehr kompliziert ist, diese unterschiedlichen Pfade und Effekte der Nutzung nachzuvollziehen und zu quantifizieren, nahm man in den Richtlinien des IPCC eine Vereinfachung vor [8]. Das gesamte geerntete Holz wird als unmittelbare Emission dem Sektor LULUCF angerechnet, unabhängig davon, ob und wann dieses verrottet oder energetisch genutzt wird. Brennholz ist in dieser Rechnung nicht enthalten. Der Einsatz von Holz in der Energiewirtschaft wird als emissionsfrei bewertet, da die Emissionen ja bereits unter LULUCF erfasst wurden. Die Setzung eines Sektorziels für diesen Bereich kann jedoch dazu führen, dass die Forstwirtschaft weniger Holz an andere Sektoren abgeben kann, das heißt, die Energiewirtschaft würde eventuell kein heimisches Holz mehr erhalten. Abb. 2 zeigt den schematischen Fluss von Kohlenstoff aus lebender und toter Biomasse vom Wald über Holzprodukte und Energienutzung zurück in die Atmosphäre. Da die photosynthetische Bindung unabhängig von der Bewirtschaftung nicht berichtet wird, werden die respiratorischen Emissionen auch nicht berichtet. Horizontale Pfeile in der Abbildung kennzeichnen den Transport von Holz von der Forst- und Holzwirtschaft zur Energieerzeugung. Vertikale schwarze Pfeile zeigen die „Inputs“ und die tatsächlichen Emissionen, deren Salden die dicken grünen Pfeile ergeben (Daten nach [8]). Diese grünen
Pfeile repräsentieren die aktuell berichteten Speicheränderungen im Baumbestand des Waldes und in Holzprodukten. Die Länge des grünen Pfeils beim Produktspeicher ist überhöht. Der durchschnittliche Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 25 Prozent des Volumens von frischem Holz [2].

Drohende Einschlagsminderung

Die Verteilung des Holz- und Kohlenstoffflusses auf mehrere Sektoren (vor allem LULUCF mit Forst-Holz und Energie) hat zur Folge, dass die Holzernte der Forstwirtschaft als unmittelbare Emission angerechnet wird. Dies ist unabhängig von der Nutzung des Holzes. Diese Situation führt dazu, dass mit den gesetzlich festgelegten Emissionsminderungszielen des Klimaschutzgesetzes die Forstwirtschaft potenziell zu einer Minderung des Einschlags gedrängt wird. Holz müsste dann in Zukunft vermehrt importiert werden.

Forstwirtschaft nicht für Biodiversitätsverlust verantwortlich

Der Schutz der Artenvielfalt ist ein oft angeführtes Argument für Außernutzungsstellungen der Forstwirtschaft. Jede zweite Pflanzenart in Deutschland ist entweder geschützt, gefährdet oder unterliegt der Verantwortung Deutschlands, sie vor dem Aussterben zu bewahren. Von diesen Arten sind nur 10 Prozent Waldpflanzen (Tab. 4). Die Gesamtzahl naturschutzrelevanter Arten ist niedriger als die Summe der einzelnen Gefährdungstypen, da es vielfältige Überschneidungen gibt. In Deutschland ist keine Waldpflanzenart ausgestorben. Im offenen Land stellt sich dies allerdings ganz anders dar. Da es sich um unterschiedliche Pflanzengesellschaften handelt, kann der Wald in keiner Weise die Gefährdung von Arten im Offenland kompensieren bzw. die Offenlandarten beherbergen. Die Forstwirtschaft kann daher nicht alleine die Verantwortung für die Biodiversität der Landschaft übernehmen.

Tab. 4: Zusammenfassung von geschützten, gefährdeten und Verantwortungsarten

Quelle: Schulze & Ammer 2015

Eine Möglichkeit, die Ausweisung von Naturschutzflächen an der Naturschutzrelevanz zu orientieren, wäre, dass man auf die Arten fokussiert, die sowohl geschützt als auch gefährdet sind und für die Deutschland eine Verantwortung übernommen hat. Im Wald wären dies drei Arten: das Hügel-Lungenkraut, das Dolden-Winterlieb und der blattlose Widerbart. Das Problem dabei wäre aber, dass das Lungenkraut und das Winterlieb an Bewirtschaftung gebunden sind. Der Widerbart kommt selten vor und ist nicht auf Stilllegungsflächen angewiesen. Alle drei Arten sind nur durch Bewirtschaftung zu erhalten.

Nur der Wirtschaftswald ermöglicht einen gezielten Naturschutz. Organismengruppen sind abhängig von der Vielfalt der Pflanzen im Wald und diese ist im Wirtschaftswald höher. Die hohe Zahl an Gehölzarten in Deutschland ist wirtschaftsbedingt. In der Begründung zur Anerkennung der Buche als UNESCO-Naturerbe werden „Reinbestände“ von Buche gefordert. Dies widerspricht der Einsicht, dass die Artenvielfalt der Gehölzarten im Wald Ausgangspunkt der Biodiversität insgesamt ist. Bei Pilzen wurden entsprechende Modellrechnungen durchgeführt. Würde die Buche aussterben, würde sich an der Pilzflora nichts ändern. Andere Gehölzarten sind von größerer Wichtigkeit.

Die Waldeigentümer sollten beim Naturschutz stärker miteingebunden werden. Auch über eine Vergütung der Waldeigentümer für den Erhalt geschützter Arten auf ihrem Besitz sollte nachgedacht werden. Des Weiteren ist auch die Regulierung des Abschusses von Schalenwild ein bedeutsamer Faktor, der aber bisher nicht verhindern konnte, dass die Wildbestände regional weiter angestiegen sind.

Quellen

• Ein Fachbeitrag von Prof. Dr. Dr. h.c. Ernst-Detlef Schulze

Prof. Dr. Dr. h.c. Ernst-Detlef Schulze ist ein deutscher Pflanzenökologe und war bis September 2009 Geschäftsführender Direktor des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena. Zwischen 1997 und 2004 war er zudem Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats Globale Umweltveränderungen der deutschen Bundesregierung. Ernst-Detlef Schulze arbeitet hauptsächlich auf dem Gebiet der Ökophysiologie und untersucht die globalen Stoffkreisläufe. In frühen Forscherjahren spezialisierte er sich vor allem auf die photosynthetische Regulation und den Wasserhaushalt der Pflanzen an verschiedenen Standorten der Erde. Im Rahmen der „Bayerischen Forschergruppe Forsttoxikologie“ untersuchte er die Ursachen der neuartigen Waldschäden in Deutschland, insbesondere die Wirkung von Schwefel- und Stickstoffeinträgen in das Waldökosystem. Seine Arbeiten und Erkenntnisse haben große Bedeutung in der Ökosystemforschung, bei der die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Tieren, Mikroorganismen und der unbelebten Umwelt (Boden, Luft) untersucht werden. (Quelle: Wikipedia)

• Quelle: Broschüre Wald.Holz.Energie Kohlenstoffsenke Holzwirtschaft

Rechte & Produktion

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