Insbesondere seit dem Mittelalter wurden große Teile der Europäischen Wälder in landwirtschaftliche Flächen, Straßen oder Siedlungsraum umgewandelt. Heute sind etwa 33% der Europäischen Landfläche von Wäldern bedeckt und in Österreich sind Wälder mit 50% die bedeutendste Landnutzungsform. Wälder spielen eine entscheidende Rolle im globalen Klimawandel, da sie einerseits von klimatischen Änderungen betroffen sind, aber auch durch Kohlenstoffspeicherung die Kohlenstoffdioxid (CO2) Konzentration und damit die Effekte des Klimawandels beeinflussen können. Ohne Wälder wäre die globale CO2 Konzentration um etwa 30% höher als derzeit gemessene Werte. Europäische Wälder entziehen außerdem jedes Jahr etwa 700 Millionen Tonnen CO2 aus der Atmosphäre, die sowohl in oberirdischer Biomasse als auch in Totholz, im Boden oder in Holzprodukten gespeichert werden. Die Speicherung von Kohlenstoff in diesen Pools ist allerdings nur temporär und das durch Photosynthese aufgenommene CO2 wird durch Verbrennung und/oder Zersetzung abgestorbener Pflanzenteile wieder an die Atmosphäre abgegeben. Dieser Kohlenstoffkreislauf unterscheidet sich daher nicht wesentlich, unabhängig davon ob der Wald als Naturwald der natürlichen Sukzession unterliegt und das Holz im Wald verrottet oder ob er bewirtschaftet ist und das Holz von Menschen genutzt wird.

 

 

Natürlicher (links) und anthropogener (rechts) Kohlenstoffkreislauf von Wäldern. Kohlenstoffdioxid CO2 wird durch Photosynthese der Atmosphäre entzogen und in Biomasse fixiert. Nach dem Absterben oder Ernten eines Baumes wird C und O2 durch Verbrennung und/oder Zersetzung durch Mikroorganismen wiederum als atmosphärischem CO2 freigesetzt.

Das Department für Wald- und Bodenwissenschaften an der Universität für Bodenkultur beschäftigt sich mit dem gesamten Kohlenstoffkreislauf von der Aufnahme durch die Photosynthese bis hin zur Kohlenstoffabgabe an die Atmosphäre und der zugrundeliegenden Prozesse und Treibern. Das Department für Wald und Bodenwissenschaften ist ein zentraler Knotenpunkt für das konzeptuelle Verständnis und Management des Kohlenstoffkreislaufes und somit ein „Center for Carbon Management“, national wie weltweit.

Der bedeutendste Input von Kohlenstoff in Waldökosysteme ist die Photosynthese; dabei wird atmosphärisches CO2 in pflanzlicher Biomasse gespeichert. Abhängig von den Allokationsmustern in Kohlenhydrate ist der Lebenszyklus und die Verweilzeit eines Kohlenstoffmoleküls sehr unterschiedlich. Mehr als ein Drittel des gebundenen Kohlenstoffs wird in ober- und unterirdischer Biomasse gebunden. Etwa 10% des gesamten Kohlenstoffs in Wälder befindet sich auf dem Waldboden, in Totholz und der Streuschicht, die sich durch eine sehr variable Verweildauer auszeichnen. Mehr als die Hälfte des Kohlenstoffs, hingegen, wird unterirdisch in Bodenschichten gelagert und kann mehreren Tausend Jahre dort gebunden bleiben. Klimatische, edaphische Bedingungen, aber auch die Waldbewirtschaftung verändern die Baumartenzusammensetzung und die Allokationsmuster. Damit ist der derzeitige Zustand der Wälder das Resultat eines komplexen Zusammenspiels dieser Treiber und Wechselwirkungen mit Störungen und Mortalität. Für das Verständnis von Waldökosystemen bedarf es daher einer transdisziplinären Herangehensweise, um der Gesellschaft verlässliche Unterstützung in der Entscheidungsfindung anbieten zu können.

Das Department für Wald- und Bodenwissenschaften hat eine lange Tradition in der nachhaltigen Waldbewirtschaftung, die auch das Kohlenstoff-Management umfasst. Die Aktivitäten des Departments zu Kohlenstoff sind auf sechs Institute verteilt und umfassen folgende ausgewählte Themen:

 

  • Das Institut für Waldwachstum entwickelt Methoden zur Bestimmung der Stammform und Biomasseallokation, stichprobenbasierte Verfahren zur Schätzung und langfristigen Prognose von Biomasse- und Kohlenstoffvorräten und untersucht den Effekt von Baumartenmischung und Bestandesstruktur auf den Zuwachs und die Kohlenstoffaufnahme.
  • Das Institut für Forsttechnik beschäftigt sich mit der Optimierung von Erntekonzepten um Störungen zu vermeiden und die Produktivität des Standortes zu erhalten und damit mit der nachhaltigen Ressourcenverfügbarkeit um dauerhaft fossile Produkte und Energieträger zu ersetzen.
  • Das Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz beschäftigt sich mit der Überwachung und Einschätzung von biotischen Schadfaktoren im Wald wie Insekten oder Krankheitserreger und entwickelt Kontrollinstrumente, um Ausmaß und Schwere von Störungen abzumildern und negative Auswirkungen auf den Waldkohlenstoffpool zu minimieren.
  • Das Institut für Waldbau entwickelt und verwendet Modellkonzepte um Kohlenstoffaufnahme und –abgabe in Waldökosystem darzustellen, die Effekte von Waldbewirtschaftung zu untersuchen und den Effekt des Klimawandels auf Ökosystemdienstleistungen zu quantifizieren.
  • Das Institut für Bodenforschung untersucht und quantifiziert die Aufnahme von Kohlenstoff in Waldboden-Pools und untersucht die Auswirkungen von klimatischer Extremereignisse wie Dürre oder Starkregen auf Treibhausgasemissionen.
  • Das Institut für Waldökologie ergründet die Wechselwirkungen zwischen Störungen und dem Kohlenstoffkreislauf, die Rolle von Wurzeln und Mykorrhiza auf Kohlenstoffbindung sowie die Entstehung stabiler Humusverbindungen.