Untersuchungen vor Ort nach zwei großen Waldbränden in der Sierra Nevada in Kalifornien haben gezeigt, dass der Großteil des vor den Bränden in den Bäumen gespeicherten Kohlenstoffs auch nach den Bränden noch vorhanden war.
Die in der Fachzeitschrift Forests veröffentlichten Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt zum Verständnis des Zusammenhangs zwischen Waldbränden und klimawandelbedingten Kohlendioxidemissionen, so das Fazit einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit, an der auch Mark Harmon von der Oregon State University beteiligt war.
Kohlendioxid, ein Produkt der Verbrennung, ist ein wichtiges Treibhausgas und eine der Hauptursachen für den Klimawandel.
Wenn man weiß, wie viel Kohlenstoff bei Bränden freigesetzt wird, kann man Entscheidungen über die Auswirkungen der Waldbewirtschaftung auf die Kohlenstoffspeicherung und die Emissionen treffen, so die Wissenschaftler.
Während satelliten- und LiDAR-gestützte Untersuchungen darauf hindeuten, dass bei den großen Bränden in Kalifornien bis zu 85 % der Biomasse lebender Bäume verbrennt, zeigt die von Harmon, emeritierter Professor am OSU College of Forestry, geleitete Studie, dass die Menge der verbrannten Biomasse weniger als 2 % beträgt.
„Die Öffentlichkeit hat den Eindruck, dass bei einem Großbrand ein Großteil des Waldes verbrannt wird, und so wird es in der Regel auch in der Presse dargestellt“, sagte Harmon. „Deshalb haben wir eine sehr detaillierte Studie durchgeführt, in der wir den Verbrennungsprozess auf verschiedenen Ebenen des Feuersystems untersucht haben, angefangen bei den Zweigen bis hin zum gesamten Feuer.“
Harmon, der Feuerökologe Chad Hanson vom John Muir Project und Dominick DellaSala, leitender Wissenschaftler des Wild Heritage Project, untersuchten das Creek Fire, von dem ab September 2020 fast 400.000 Hektar betroffen waren, und das Rim Fire, das im August 2013 ausbrach und sich über mehr als 250.000 Hektar ausbreitete.
Die Wissenschaftler verbrachten vier Jahre vor Ort in den Brandgebieten und untersuchten und berechneten die Verbrennungsraten auf der Ebene von Ästen, Bäumen, Baumbeständen und Landschaften, um die Menge des in den Bäumen verbliebenen Kohlenstoffs im Vergleich zu dem in die Atmosphäre freigesetzten zu bestimmen.
„Die Schätzungen des Prozentsatzes der Bäume, die bei großen Bränden verbrannt sind, sind sehr unterschiedlich und oft sehr hoch, was in der jüngsten Literatur ein großes Problem darstellt und darauf hindeutet, dass bessere Schätzungen erforderlich sind“, so Harmon. „Unsere Arbeit liefert eine solche Schätzung, die einen Rahmen für die Synthese von Verbrennungsraten auf verschiedenen Ebenen des Waldes und verschiedenen Stufen der Brandschwere bietet.
Die Studie zeigte, dass die Verbrennungsraten für die kleineren Astsegmente großer Bäume 100 % und für ganze kleine Bäume bis zu 57 % betrugen, während die Verbrennungsraten auf Bestandsebene (0,1 % bis 3,2 %) und auf Landschaftsebene (0,6 % bis 1,8 %) insgesamt niedrig waren.
Mit Bestandsebene sind alle Bäume verschiedener Arten und Größen in einem Gebiet einer bestimmten Brandschwereklasse gemeint, mit Landschaftsebene die gesamte verbrannte Fläche, gemittelt über die Brandschwereklassen.
„Während viele Feldforscher unsere Ergebnisse wahrscheinlich nicht überraschend finden würden, gab es kürzlich veröffentlichte, von Experten begutachtete Schätzungen von bis zu 85 % verbrannter lebender Bäume durch das Rim Fire“, sagte Harmon. „Andere Studien, die auf einer Literaturrecherche beruhen, gehen davon aus, dass bis zu 65 % der lebenden Bäume in den besonders gefährdeten Gebieten verbrannt sein könnten. Niemand im Peer-Review-Prozess hat diese Ergebnisse in Frage gestellt“.
Selbst in den schweren Brandflächen zeigten die größeren Bäume nur geringe Verbrennungsraten – weniger als 5 %, so Harmon. Große Bäume machen den größten Teil der Biomasse eines Waldes aus, was zu den niedrigen Gesamtverbrennungsraten auf Bestandsebene führt, erklärte er.
„Selbst bei Großbränden, die als sehr schwer eingestuft wurden, brannte ein Großteil der Fläche innerhalb des Brandperimeters mit geringer und mittlerer Schwere, wobei weniger als 0,5 % der lebenden Bäume auf Bestandsebene verbrannten“, fügte Hanson hinzu. „Diese Studie zeigt, wie wertvoll bodengestützte Studien für politische Entscheidungen und das Management sind. Die Entfernung von Vegetation auf großen Flächen führt wahrscheinlich zu mehr kumulativen Kohlenstoffemissionen als Großbrände selbst.
Wissenschaftler betonen zunehmend, wie wichtig es ist, mehr Kohlenstoff in reifen, älteren Bäumen zu speichern, unabhängig davon, ob die Wälder gebrannt haben oder nicht, sagte DellaSala, um die gesamten Treibhausgasemissionen zu verringern.
„Wir empfehlen Forschern und politischen Entscheidungsträgern, die Verwendung von Verbrennungsraten zu vermeiden, die nicht auf Feldstudien beruhen, da sie die Waldbrandemissionen, die in der Berichterstattung über Kohlenstoffemissionen verwendet werden, zu hoch ansetzen; dies kann die Klimaschutzpolitik möglicherweise fehlleiten“, sagte er.
Abgestorbene Bäume zersetzen sich langsam, während neue Vegetation wächst und atmosphärischen Kohlenstoff absorbiert, so die Wissenschaftler. Lässt man die durch das Feuer abgestorbenen Bäume an Ort und Stelle stehen, kann der natürliche Zersetzungsprozess Jahrzehnte bis Hunderte von Jahren dauern, bis der Kohlenstoff der Bäume freigesetzt wird.
Werden diese Bäume hingegen abgeholzt, um sie als Biomasse für die Energieerzeugung zu nutzen, könnte derselbe Kohlenstoff möglicherweise viel schneller in die Atmosphäre gelangen. Die Forscher merken an, dass weitere Studien erforderlich sind, um festzustellen, inwieweit die Waldbewirtschaftung nach einem Brand den Zeitrahmen für die Freisetzung von Kohlenstoff beeinflusst, einschließlich der Frage, wie die Energie aus Biomasse die Verbrennung fossiler Brennstoffe ausgleichen kann und wie Holzprodukte bei ihrer Verwendung und Entsorgung Kohlenstoff freisetzen.
„Die Auswirkungen der Bergung und der Verarbeitung von Holz zu langlebigen Holzprodukten müssen noch umfassend untersucht werden“, so Harmon. „Es müssen mehr Brände mit unserem Ansatz untersucht werden, um festzustellen, wie unterschiedlich die Verbrennungsraten auf verschiedenen Ebenen für verschiedene Waldtypen und Altersstufen sind.
Die Environment Now Foundation hat diese Forschung unterstützt.
Datum: März 14, 2022
Quelle: Oregon State University
Journal Reference:
- Mark E. Harmon, Chad T. Hanson, Dominick A. DellaSala. Combustion of Aboveground Wood from Live Trees in Megafires, CA, USA. Forests, 2022; 13 (3): 391 DOI: 10.3390/f13030391