Spatial accounting of greenhouse gas emissions and removals across global land

Die Erde atmet. Jeden Tag nehmen Wälder, Böden und andere terrestrische Ökosysteme Kohlendioxid aus der Luft auf und geben es wieder ab – ein ständiger Austausch, der das Klima unseres Planeten seit Jahrtausenden reguliert hat. Menschen wissen schon lange, dass das Verbrennen fossiler Brennstoffe zusätzlichen Kohlenstoff in diesen Kreislauf einbringt und so den Planeten erwärmt, aber die Rolle des Landes selbst ist weita viel komplexer. Wenn ein Wald abgeholzt wird, setzt er gespeicherten Kohlenstoff frei; wenn ein Baum wächst, zieht er Kohlenstoff aus der Luft. Diese gegensätzlichen Kräfte wirken gleichzeitig auf der ganzen Welt und erzeugen ein Netto-Gleichgewicht, das bestimmt, ob das Land als Schwamm fungiert, der Emissionen aufsaugt, oder als Quelle, die sie hinzufügt. Jahrzehntelang haben Wissenschaftler versucht, dieses Gleichgewicht zu messen, aber ihre Werkzeuge lieferten oft nur ein verschwommenes Bild auf Länderebene und überließen die Details ungeklärt, wo genau Emissionen entstehen und wo die Natur aktiv zur Bindung beiträgt. Ohne eine klare Karte dieser Prozesse ist es schwierig zu wissen, welche Flächen geschützt werden müssen, welche renaturiert werden müssen und wie viel Fortschritt wir tatsächlich bei der Erreichung eines stabilen Klimas machen.

Eine neue Studie eines Forscherteams des World Resources Institute und internationaler Partner hat die Art und Weise verändert, wie wir diesen globalen Austausch betrachten. Durch die Kombination von hochauflösenden Satellitenbildern mit etablierten Methoden zur Kohlenstoffzählung haben sie die detaillierteste Karte der Treibhausgasemissionen und -entnahmen über das weltweite Land hinweg erstellt. Anstatt ganze Länder oder Regionen zu betrachten, untersuchten sie den Planeten in winzigen Quadraten, die etwa so groß wie ein Stadtblock sind, und verfolgten die Veränderungen von 2016 bis 2024. Dieser Ansatz ermöglichte es ihnen, nicht nur das Endergebnis zu sehen, sondern auch die zwei massiven, gegensätzlichen Kräfte, die am Werk sind: die riesige Menge an Kohlenstoff, die in die Luft freigesetzt wird, und die noch größere Menge, die die Natur wieder zurückholt. Ihre Ergebnisse zeigen, dass das globale Land derzeit eine Netto-Senke ist, was bedeutet, dass es mehr Kohlenstoff entfernt, als es emittiert. Dieses positive Ergebnis ist jedoch das Resultat eines empfindlichen und ungleichen Kampfes zwischen Zerstörung und Wachstum.

Die Forscher fanden heraus, dass die Landflächen der Welt zwischen 2016 und 2024 durchschnittlich 20,2 Milliarden Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr emittierten. Gleichzeitig entnahmen Vegetation und Boden 23,8 Milliarden Tonnen. Die Differenz zwischen diesen beiden gewaltigen Zahlen ist eine Netto-Entnahme von 3,6 Milliarden Tonnen, eine Zahl, die hilft, die Erwärmung des Planeten zu verlangsamen. Die Geschichte ist jedoch nicht einheitlich. Die Emissionen sind in bestimmten Gebieten stark konzentriert. Die Hälfte des gesamten vom Land freigesetzten Kohlenstoffs stammt aus nur 4,5 Prozent der Landflächen, die überhaupt Emissionen verursachen. Diese Hotspots sind oft Orte, an denen Wälder gerodet werden, organische Böden entwässert werden oder Brände wüten. Im Gegensatz dazu ist die Kohlenstoffaufnahme viel breiter verteilt. Die Hälfte des aus der Luft entnommenen Kohlenstoffs stammt aus 19 Prozent der Landflächen, die Kohlenstoff binden, was das stetige, weitverbreitete Wachstum von Bäumen und Pflanzen über riesige Landschaften hinweg widerspiegelt.

Diese ungleiche Verteilung bedeutet, dass der Kampf zum Schutz des Klimas zwei verschiedene Strategien erfordert. Da die Emissionen in kleinen, intensiven Gebieten gehäuft auftreten, können sie durch die gezielte Konzentration auf diese spezifischen Hotspots effektiv reduziert werden. Die Verhinderung der Entwaldung im Amazonas oder das Stoppen der Entwässerung von Torfgebieten in Indonesien kann mit relativ fokussierter Anstrengung massive Ergebnisse erzielen. Andererseits hängt die Aufrechterhaltung und Verbesserung der Fähigkeit des Landes, Kohlenstoff zu binden, von der Erhaltung ökologischer Prozesse über viel größere, diffusere Flächen ab. Es erfordert die Bewirtschaftung von Wäldern, damit sie weiter wachsen, den Schutz bestehender Bäume und die Ermöglichung von Wiederbewuchs. Die Studie zeigt, dass viele der Regionen, die am kritischsten dafür sind, den Kohlenstoff im Boden zu halten, auch dieselben Orte sind, an denen der meiste Kohlenstoff freigesetzt wird, was die Herausforderung verdeutlicht, bestehende Bestände zu schützen und gleichzeitig neues Wachstum zu fördern.

Die Forscher haben auch aufgeschlüsselt, woher diese Gase kommen und was unter der Oberfläche geschieht. Die Vegetation, primär Bäume, ist für den Großteil sowohl der Emissionen als auch der Entnahmen verantwortlich. Wenn Bäume verloren gehen, setzen sie Kohlenstoff frei; wenn sie wachsen, absorbieren sie ihn. Der Boden spielt jedoch ebenfalls eine bedeutende Rolle. Organische Böden, die reich an Kohlenstoff sind und oft in Feuchtgebieten und Torfmooren vorkommen, wirken als beständige Quelle von Emissionen, wenn sie entwässert oder verbrannt werden, wodurch kontinuierlich Kohlenstoff freigesetzt wird. Mineralische Böden, die den Großteil der weltweiten Landflächen ausmachen, zeigten einen geringeren Netto-Kohlenstoffverlust, doch dieser Verlust gleicht dennoch einen signifikanten Teil der Gewinne der Wälder aus. Die Studie unterschied zudem zwischen verschiedenen Arten von Waldveränderungen. Sie fand heraus, dass, obwohl neue Wälder wichtig sind, die überwältigende Mehrheit der Kohlenstoffentnahme von Bäumen stammt, die bereits vorhanden waren und im Laufe der Zeit höher und dichter wurden. Dies deutet darauf hin, dass der Schutz bestehender Wälder ebenso entscheidend ist wie das Pflanzen neuer Bäume.

Einer der beeindruckendsten Aspekte dieser Arbeit ist, wie sie die physische Realität vor Ort mit den von Regierungen gemeldeten Zahlen verknüpft. Nationale Berichte gruppieren Daten oft nach Landnutzung, wie etwa „Wald“ oder „Ackerland“, was die spezifischen Aktivitäten, die den Wandel vorantreiben, verbergen kann. Dieser neue Rahmen übersetzt die Satellitenbeobachtungen in dieselben Kategorien und zeigt, dass während Landnutzungsänderungen wie Entwaldung Haupttreiber sind, die alltägliche Bewirtschaftung des Landes – wie etwa Holzeinschlag, Wanderfeldbau oder Waldregeneration – einen dynamischen Kohlenstofffluss erzeugt, der oft größer ist als die Veränderungen, die durch die Umwandlung von Landnutzungsarten entstehen. In einigen bewirtschafteten Wäldern beispielsweise wird der durch die Ernte freigesetzte Kohlenstoff durch den von nachwachsenden Bäumen absorbierten Kohlenstoff ausgeglichen, was einen komplexen Zyklus schafft, der erst bei Betrachtung der Daten mit dieser hohen Auflösung sichtbar wird.

Die Studie klärt auch die Rolle verschiedener Ökosysteme. Tropische und subtropische Regionen sind am dynamischsten; sie tragen den Großteil sowohl der Emissionen als auch der Entnahmen bei, bedingt durch schnelles Waldwachstum und intensive menschliche Aktivitäten. Diese Gebiete bleiben eine Netto-Senke, sind aber auch jene, in denen die signifikantesten Verluste auftreten. Temperierte und boreale Regionen, die in Nordamerika, Europa und Nordasien zu finden sind, fungieren als kleinere, aber stetige Senken. Die Forschung hebt hervor, dass die globale Land-Senke ein lebenswichtiger Puffer gegen den Klimawandel ist, aber auch fragil ist. Das Gleichgewicht wird durch das kontinuierliche Wachstum der Vegetation und die Stabilität des Bodenkohlenstoffs aufrechterhalten, beides, was durch Feuer, Dürre oder Landnutzungsänderungen gestört werden kann.

Durch die Kartierung dieser Prozesse mit einer Auflösung von 30 Metern haben die Forscher ein Werkzeug geschaffen, das mit beispielloser Klarheit zur Verfolgung von Fortschritten genutzt werden kann. Diese Detailtiefe ermöglicht die Überwachung spezifischer Schutzgebiete, indigener Territorien und Flusseinzugsgebiete und zeigt genau auf, wie viel Kohlenstoff sie speichern oder freisetzen. So ergab die Studie beispielsweise, dass Schutzgebiete und indigene Landschaften als bedeutende Netto-Senken fungieren, die Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernen, während einige Flusseinzugsgebiete, wie der Kongo, derzeit Netto-Emissionsquellen sind. Diese granulare Sicht hilft dabei, zu identifizieren, wo Naturschutzmaßnahmen wirken und wo sie versagen, und bietet eine Möglichkeit, die Behauptungen von Ländern und Unternehmen über ihre Klimaschutzmaßnahmen zu überprüfen.

Die Forscher räumen ein, dass keine Messung perfekt ist. Ihre Schätzungen stützen sich auf Satellitendaten und Modelle, die Annahmen darüber treffen, wie schnell Bäume wachsen oder wie viel Kohlenstoff freigesetzt wird, wenn Böden gestört werden. Sie testeten diese Annahmen, indem sie ihre Ergebnisse mit anderen globalen Bewertungen verglichen, und stellten eine breite Übereinstimmung fest, wenngleich gewisse Unterschiede bestehen bleiben, insbesondere bezüglich der Berechnung von Bränden und Bodenveränderungen. Diese Unsicherheiten untergraben nicht die Kernaussage: dass das Land derzeit mehr Kohlenstoff entfernt, als es emittiert, aber dass dieses Gleichgewicht das Ergebnis zweier massiver, gegensätzlicher Ströme ist, die ungleichmäßig über den Globus verteilt sind. Die Studie beansprucht nicht, das Rätsel des Kohlenstoffkreislaufs gelöst zu haben, aber sie hat die Geografie des Problems auf eine Weise beleuchtet, die zuvor unmöglich war.

Letztlich liefert diese Arbeit ein klareres Bild des Atmens der Erde. Sie zeigt, dass das Land nicht eine statische Kulisse ist, sondern ein lebendiges, sich veränderndes System, in dem Zerstörung und Regeneration nebeneinander existieren. Der Weg zu einem stabilen Klima hängt vom Verständnis dieser Dualität ab. Wir müssen die konzentrierten Emissionsschübe durch Entwaldung und degradierte Böden reduzieren und gleichzeitig die breiten, stetigen Prozesse des Wachstums unterstützen, die Kohlenstoff aus der Luft ziehen. Indem wir genau wissen, wo diese Prozesse stattfinden, können wir bessere Entscheidungen darüber treffen, wie wir das Land schützen, um sicherzustellen, dass es weiterhin als lebenswichtiger Partner im Kampf gegen den Klimawandel dient. Die Karte ist kein Verschwommener mehr; sie ist ein detaillierter Leitfaden für das Handeln.