Evidence for lower soil carbon storage in forests invaded by Chinese privet

Das unsichtbare Bankkonto des Waldes

Stellen Sie sich vor, die Erde besäße ein riesiges, unsichtbares Bankkonto, auf dem sie ihre wertvollste Währung speichert: Kohlenstoff. Dies ist kein Geld, das man in einem Geschäft ausgeben kann, sondern ein Gas namens Kohlendioxid, das in der Luft schwebt und unseren Planeten zu heiß macht. Die Natur hat eine clevere Methode, um dieses Gas zu reinigen. Bäume und Pflanzen wirken wie Staubsauger, die den Kohlenstoff aus der Luft aufsaugen und in ihren Stämmen, Blättern und Wurzeln einschließen. Doch die wahre Magie geschieht unter der Erde. Wenn Blätter fallen und Wurzeln absterben, zersetzen sie sich und verwandeln sich in eine reiche, dunkle Substanz im Boden, die als organischer Kohlenstoff bezeichnet wird. Betrachten Sie diesen Bodenkohlenstoff als ein Sparkonto, das dieses „Geld“ über hunderte oder sogar tausende von Jahren festhalten kann, damit es nicht in der Atmosphäre landet.

Wissenschaftler sind sehr an dieser unterirdischen Bank interessiert, da sie hilft, den Klimawandel zu bekämpfen. Das Bankkonto ist jedoch zerbrechlich. Wenn sich die Art und Weise ändert, wie Blätter fallen, wie schnell sie verrotten oder wie viele Bäume wachsen, kann sich das Gleichgewicht verschieben. Manchmal verliert das Konto schneller Geld, als es dazugewinnt. Hier kommt ein hinterlistiger Eindringling ins Spiel. In vielen Wäldern hat sich eine Pflanze namens Chinesischer Liguster eingenistet. Es ist ein schnell wachsender Strauch, der gerne das Kommando übernimmt. Die große Frage für die Wissenschaftler war: Hilft dieser Eindringling dem Wald, mehr Kohlenstoff zu speichern, oder leert er versehentlich das Konto? Um das herauszufinden, mussten die Forscher sowohl die Bäume über der Erde als auch den Boden unter der Erde untersuchen, um zu sehen, wer den Kampf um die Kohlenstoffspeicherung gewinnt.

Die Übernahme des Waldes: Wenn ein Eindringling das Kohlenstoffkonto leert

In einem sich regenerierenden Wald in Zentralgeorgien beschloss ein Forscherteam, ein heimliches Problem zu untersuchen: wie der Chinesische Liguster (Ligustrum sinense) die Fähigkeit des Waldes zur Kohlenstoffspeicherung verändert. Dabei geht es nicht nur um hübsche Büsche; es geht darum, ob der Wald seine „Ersparnisse“ sicher aufbewahren kann. Die Wissenschaftler verglichen drei verschiedene Arten von Waldflächen: eine, die stark von Chinesischem Liguster befallen war, eine, die frei von dem Strauch war, und eine dritte, die ein bewirtschafteter Kiefernbestand war. Sie wollten sehen, ob die Anwesenheit des invasiven Strauchs den Wald dazu bringt, seine Kohlenstoffreserven zu verlieren.

Die Bodenüberraschung: Es ist nicht die Erde, es ist die Fäulnis
Zuerst grub das Team in den Boden. Sie nahmen Proben aus drei verschiedenen Tiefen (0–5 cm, 5–10 cm und 10–15 cm), um zu sehen, wie viel Kohlenstoff dort verborgen war. Man könnte denken, dass es die Erklärung für die veränderten Kohlenstoffwerte wäre, wenn der Boden anders aussah. Aber hier ist die Wendung: Der Boden im befallenen Wald und im unbefallenen Wald war fast identisch. Sie hatten die gleiche Textur (sandiger Lehm) und die gleiche Dichte. Es war, als würde man zwei identische Sandkästen vergleichen; die Erde selbst war nicht das Problem.

Doch die Kohlenstoffwerte erzählten eine andere Geschichte. Der unbefallene Wald verfügte über eine gesunde Menge an Kohlenstoff, aber der befallene Wald hatte signifikant weniger. Tatsächlich war die gesamte Kohlenstoffspeicherung im befallenen Gebiet um über 40 % niedriger als im gesunden Wald. Der bewirtschaftete Kiefernbestand war ebenfalls niedrig, aber der befallene Standort war der schlechteste von allen.

Warum? Die Forscher vermuten, dass es alles mit der „Fäulnisgeschwindigkeit“ zu tun hat. Die Blätter des Chinesischen Ligusters sind wie Fast-Food-Verpackungen für Bakterien und Pilze. Sie bauen sich unglaublich schnell ab, weil sie vollgepackt mit Nährstoffen sind und ein niedriges Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis haben. Wenn heimische Blätter fallen, sind sie zäher und brauchen länger zum Verrotten, was es dem Kohlenstoff ermöglicht, sich wie ein langsam köchelnder Eintopf im Boden abzusetzen. Aber die Blätter des Ligusters? Sie zersetzen sich so schnell, dass der Kohlenstoff bereits wieder in die Luft abgegeben wird, bevor er gespeichert werden kann. Es ist, als würde man versuchen, Geld auf ein Bankkonto einzuzahlen, aber der Bankangestellte gibt einem das Bargeld sofort wieder in die Hand, sobald man es einzahlt. Der Boden im befallenen Gebiet war zudem etwas alkalischer (höherer pH-Wert), was die Mikroben möglicherweise dazu anregt, den Kohlenstoff noch schneller zu „verzehren“.

Der Baum-Problematismus: Eine stille Kulisse
Als Nächstes betrachtete das Team die Erdoberfläche, um zu sehen, was mit den Bäumen geschah. Sie verwendeten eine Methode namens „Point-Centered Quarter Sampling“, was eine schicke Art zu sagen ist, dass sie entlang von Linien liefen und die nächstgelegenen Bäume in vier Richtungen maßen, um zu zählen, wie viele dort waren und wie groß sie waren.

Die Ergebnisse waren drastisch. In den Gebieten, in denen der Chinesische Liguster vorhanden war, glich der Wald einem Geisterdorf im Vergleich zu den unbefallenen Gebieten. Die Dichte der Bäume war viel geringer. Während die Bäume, die tatsächlich dort waren, etwa die gleiche Größe wie die im gesunden Wald hatten, gab es einfach nicht genug von ihnen. Die befallenen Gebiete hatten signifikant weniger Jungbäume und insgesamt weniger Bäume.

Dies ist wichtig, denn weniger Bäume bedeuten weniger gespeicherten Kohlenstoff im Holz. Die Forscher berechneten, dass der Baumkohlenstoff in den befallenen Gebieten viel niedriger war als in den unbefallenen Gebieten. Tatsächlich war der gesamte Ökosystem-Kohlenstoff (Boden plus Bäume) in der Gegenwart des Chinesischen Ligusters um über 40 % niedriger. Der Strauch scheint die heimischen Bäume zu verdrängen, das Wachstum neuer Bäume zu verhindern und im Wesentlichen den Wald daran zu hindern, seine Kohlenstoffreserven aufzubauen.

Was die Studie ausschließt
Die Forscher waren sorgfältig dabei, einige offensichtliche Verdächtige auszuschließen. Sie bewiesen, dass der niedrige Kohlenstoffgehalt nicht daran lag, dass der Boden anders war (wie etwa sandiger oder schwerer). Sie zeigten auch, dass der Unterschied nicht bloß darauf beruhte, dass die Bäume kleiner waren; die Bäume, die überlebten, waren völlig in Ordnung, aber es gab einfach nicht genug von ihnen. Das Problem ist die Anwesenheit des Strauchs selbst, die das Spiel für Boden und Bäume gleichermaßen verändert.

Das Fazit
Die Studie legt nahe, dass der Chinesische Liguster ein doppeltes Problem darstellt. Er beschleunigt die Zersetzung der Blätter, wodurch der Bodenkohlenstoff in die Luft entweicht, und er unterdrückt das Wachstum neuer Bäume, was die Menge des im Waldkronendach gespeicherten Kohlenstoffs reduziert. Obwohl die Forscher nicht exakt bewiesen haben, wie die Mikroben in jedem einzelnen Fall reagieren, deutet die Beweislage stark darauf hin, dass dieser invasive Strauch einen kohlenstoffsparenden Wald in einen kohlenstoffleckenden Wald verwandelt. Für einen Wald, der sich von früherem Ackerbau erholt und hilft, den Klimawandel zu bekämpfen, ist die Übernahme durch den Chinesischen Liguster wie ein Leck im Dach eines Sparkontos. Die Lösung? Das Management dieser Eindringlinge könnte ein entscheidender Schritt sein, um Wäldern zu helfen, ihren Kohlenstoff dort verschlossen zu halten, wo er hingehört.