Der Wald als Geheimwaffe gegen den Klimawandel Außernutzungstellung und CO 2 Senke

Transkript

1 Der Wald als Geheimwaffe gegen den Klimawandel Außernutzungstellung und CO 2 Senke Univ.Prof.Dr. Hubert Hasenauer Institut für Waldbau Universität für Bodenkultur

2 WETTER: Meteorologischen Bedingungen der nächsten Tage bis Monat KLIMA: Meteorologischen Bedingungen über Jahre bis Jahrzehnte

3 Wald als Geheimwaffe im Klimawandel Rolle der Atmosphäre Bringt das tägliche Wetter verändert aber nicht das Klima Klima wird durch die Eroberfläche verändert - Ozeane - Vegetation Wald - Kryosphäre (Gletscher) Anthropogene Einflüsse all das begann mit einer einfachen Kurve

4 Zunahme der CO 2 Konzentration am Mauna Loa Dave Keeling Kurve Ohne natürliche Treibhausgase: Mittlere Temperatur: -18 C statt ca C

5 Warum steigt der CO 2 In der Atmosphäre? Seit Beginn der Industrialisierung starke Zunahme von Treibhausgasen CO 2 Ursache sind fossile Brennstoffe (Kohle, Gas, Öl) 2008 bisher höchster Wert mit 7,7PgC (10 15 g C) Zusätzlich Freisetzung erfolgt durch den weltweiten Verlust an Waldflächen

6 Veränderung der Waldfläche: Aktuell vs. Potentieller Fläche (WWF G200 forest map)

7 Warum Entwaldung in Europa Siedlungsraum und Übernutzung in Stadtnähe Eisenproduktion Erzberg in der Stmk Salzgewinnung seit 4000 Jahre Abbau

8 Waldflächenzunahmen in Europa: Flächenanteil (%) 1938 vs. 2010

9 Verteilung des anthropogenen Kohlenstoff Canadell et al. 2007, PNAS 45 % des CO 2 Emission bleibt in der Atmosphäre 55 % des CO 2 werden gespeichert Weltmeere (ca. 25 %) Vegetation (ca. 30 %)

10 Kohlenstoffspeicher Wald Weltweit lagern (Pan et al. 2011) 861 PgC (Billionen t Kohlenstoff) 44 % im Boden 42 % in der Biomasse 8% Totholz 5 % Streu Österreichs Wald: 800 Mio. t Kohlenstoff

11 Wald als Geheimwaffe gegen den Klimawandel Kohlenstofflager Wald bindet große Mengen Kohlenstoff Ausnahmen sind Störungen (Windwurf, etc.) Großes Energielager Holzverbrennung - CO 2 neutral Bedarf an Holzbiomasse steigt

12 Kohlenstoffkreislauf in einem Urwald I: Optimum (C-Senke) II: Zerfall (C-Quelle) III: Verjüngung (neutral) I II III I II III Stamm Kohlenstoff [t ha -1 yr -1 ] ,5 5,0 2,5 0,0-2,5 Boden Tote Biomasse NPP NEE (C-Bilanz) -5,0-7,5-10, Fi-Bu Bestände Urwald Rothwald Pietsch & Hasenauer 2009

13 Vergleich Urwaldzyklus (300 Jahre) mit Umtriebszeit im Wirtschaftswald (2 mal 150 Jahre) Urwald Holz verrottet im Wald und setzt damit CO 2 frei Wirtschaftswald Holz wird geerntet, CO 2 entsteht am Ende der Wertschöpfung

14 C bzw. CO 2 Bindung ein Beispiel Umrechnung C : CO 2 = 12 : 44 Annahmen: 1. Urwald 300 Jahre ausgeglichenes Altersklassenverhältnis C bzw. CO 2 wird über die Verrottung freigesetzt Urwald ist damit CO 2 neutral 2. Wirtschaftswald 150 Jahre Umtriebszeit dann geerntet Die C Aufnahme ausgedrückt in CO 2 äquivalenten ist ca t CO 2 oder 5,34 t CO 2 /ha per Jahr. Dieser Teil wird geerntet und substituiert fossile Energieträger.

15 Wald als Geheimwaffe gegen den Klimawandel Was bewirkt Waldwirtschaft? Nutzt Holz am Ende der Optimalphase Kaskadisch verwendet und am Ende verbrannt Substituiert fossilen Kohlenstoff (Öl, Gas, Kohle) Photosynthese bindet Kohlenstoff wieder Ergibt einen natürlichen Kohlenstoffkreislauf Holz ist damit CO 2 neutral

16 Pfemeter 2015 CO 2 neutraler und CO 2 anreichender Kreislauf

17 Kaskadische Verwendung von Holz Pfemeter 2015 Genutztes C (Holz) wird zwischengelagert CO 2 wird der Atmosphäre entzogen Am Ende der Energieerzeugung zugeführt

18 Wald als Geheimwaffe gegen den Klimawandel Folgen der Waldwirtschaft Intensivierung der Waldwirtschaft bewirkt: Verringerung des stockenden Holzvorrates Erhöhung des laufenden Zuwachses Mehr im Wald gebundenes C geht in die Atmosphäre das sogenannte carbon dept Führt zur Diskussion ist Biomasse CO 2 neutral? Studie Joanneum Research (Zanchi et al. 2010) Studie Joint Research Centre (Agostini et al. 2013)

19 Reduktion der Umtriebszeit von 150 auf 70 Jahre Annahme ausgeglichenes Altersklassenverhältnis

20 Reduktion der Umtriebszeit von 150 auf 70 Jahre Mittlerer Vorrat nimmt ab; Mittlerer Zuwachs nimmt zu

21 Wirkung intensivierter Waldwirtschaft Gleichgewicht (mittlerer Vorrat) verändert sich Führt kurzfristig zu einer zusätzlichen Kohlenstofffreisetzung Neues Gleichgewicht stellt sich ein Wichtig zu betonen ist: Holz substituiert fossile Brennstoffe (Öl, Gas, Kohle) Zeithorizont für die Bindung von CO 2 aus Biomasse vs. CO 2 aus fossilen Brennstoffen?

22 Wald als Geheimwaffe im Klimawandel Einige Begriffe Volume V (fm) Biomasse (t): Kohlenstoff plus die anderen Elemente ca. Volumen /2 Kohlenstoff C (t) ca. die Hälfte der Biomasse Kohlendioxid CO 2 (t) 3,6 fache von C (12:44) Stammbiomasse ca. 20 bis 30% der gesamten Biomasse (Stamm, Ast, Blatt und Wurzelmasse)

23 Wie wird Kohlenstoff ermittelt: 1. Statistisch empirischer Ansatz Expansions Faktoren: aus Volumen wird Biomasse ermittelt Biomasse Funktionen: aus Baumparametern wird Biomassse ermittelt Typische Ansatz für Waldinventurdaten und in Waldwachstums- und Sukzessionsmodellen

24 Source: Thurnher et al Vergleich von Biomasseschätzungen in Österreich Stammkohlenstoff für Buche

25 Vergleich von Biomasseschätzungen in Europa Source: Neumann et al. 2013

26 Wie wird Kohlenstoff ermittelt? 2. Expliziter Kohlenstoffzyklus Photosyntheseroutine schätzt in Abhängigkeit von Baumart, Boden und Klimaparametern die CO 2 - Bindung von Waldgebieten Validierung erfolgt mittels Expansionsfaktoren Typischer Ansatz in Prozess bzw. Carbon Cycle Modellen

27 Wald als Geheimwaffe im Klimawandel Woher kommen Kohlenstoffdaten? Waldinventuren messen Baumvolumina (V m 3 /ha) Flux tower messen Stoffflüsse MODIS Satellitendaten schätzen NPP (C t/ha)

28 Aus Mittels MOD17 Biomassefunktionen Netto Primär Produktion wird ableitbar aus Baumdaten ( ) die NPP berechnet Hasenauer et al. 2012

29 Differenz von MODIS NPP und NPP abgeleitet aus Inventurdaten Hasenauer et al. 2012

30 Nach Berücksichtigung der Bestandesdichte, NPP Schätzungen der beiden Methoden konsistent ABF corr.abf MODIS N by class NPP (gc/m²/year) Hasenauer et al. 2012

31 Berechnung von Biomassepotentialen für Europas Wälder (EU Projekt FORMIT)

32 Kohlenstoffdaten für Europa Daten und Methoden 1 x 1 km Tageswetterdaten 1 x 1 km Bodendaten Waldinventurdaten von 13 Europäischen Ländern > Inventurpunkte Moreno and Hasenauer 2014 Hasenauer et al. 2014

33 MODIS NPP Schätzungen für Europas Wälder

34 Wald als Geheimwaffe im Klimawandel Zusammenfassung Photosynthese fixiert atmosphärischen Kohlenstoff Wälder speichern große Mengen an Kohlenstoff Störungen bzw. Mortalität setzen Kohlenstoff frei Holz gilt als erneuerbare Energie Wälder sind kohlenstoffneutral Intensivierung der Waldwirtschaft ist zu erwarten

35 Herausforderungen für Waldwirtschaft Erhaltung der Waldfunktionen (Nutz, Schutz-, Wohlfahrts- und Erholungsfunktion) Nutzfunktion wird zunehmen Wie verträgt sich das mit den anderen Ökosystemleistungen des Waldes? Umwelteinflüsse nehmen zu Nachhaltige Waldwirtschaft schützt das Klima

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