Wie Kohlenstoffsenken funktionieren – und warum sie schwächer werden

Was ist eine Kohlenstoffsenke?

Eine Kohlenstoffsenke ist jedes natürliche oder künstliche System, das mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnimmt, als es freisetzt. Die drei wichtigsten Kohlenstoffsenken der Erde – Wälder, Ozeane und Böden – absorbieren zusammen etwa die Hälfte aller von Menschen verursachten CO₂-Emissionen pro Jahr. Ohne sie würden die atmosphärischen Kohlenstoffwerte weitaus schneller ansteigen und die globale Erwärmung sich dramatisch beschleunigen.

Das Verständnis der Funktionsweise dieser Senken ist wichtig, da sie nicht dauerhaft sind. Jüngste Forschungsergebnisse, die in Nature veröffentlicht wurden, zeigen, dass der Klimawandel bereits sowohl Land- als auch Ozeansenken geschwächt hat und seit 1960 etwa 8 % zum gesamten Anstieg des atmosphärischen CO₂ beigetragen hat.

Wälder: Die Land-Senke

Bäume und andere Vegetation absorbieren Kohlendioxid durch Photosynthese, wandeln es in Zucker um und speichern es in Holz, Blättern, Wurzeln und Böden. Die Wälder der Welt absorbieren schätzungsweise 2,6 Milliarden Tonnen CO₂ jährlich, so das Weltwirtschaftsforum.

Nicht alle Wälder leisten den gleichen Beitrag. Tropische Regenwälder können während des Spitzenwachstums bis zu 20 Tonnen CO₂ pro Hektar binden. Boreale Wälder in kälteren Klimazonen speichern Kohlenstoff langsamer, erstrecken sich aber über riesige Gebiete in Kanada, Russland und Skandinavien und enthalten riesige Reserven sowohl in Bäumen als auch in darunter liegenden Torfböden.

Wenn Wälder gerodet oder verbrannt werden, gelangt der gespeicherte Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre. Eine Studie in Scientific Reports ergab, dass sich die tropischen Wälder Afrikas aufgrund der weit verbreiteten Entwaldung nach 2010 bereits von Netto-Kohlenstoffabsorbern zu Netto-Emittenten entwickelt haben. Die gleiche Umkehrung hat sich in Teilen Südostasiens und Südamerikas vollzogen.

Ozeane: Der flüssige Puffer

Der Ozean absorbiert etwa 25 % aller menschlichen Kohlenstoffemissionen. Dies geschieht durch zwei Mechanismen. Erstens löst sich CO₂ direkt im Oberflächenwasser, wo Strömungen es zur langfristigen Speicherung in die Tiefsee transportieren. Zweitens verbrauchen mikroskopisch kleine Phytoplankton gelöstes CO₂ durch Photosynthese. Wenn sie sterben, sinken ihre Überreste auf den Meeresboden, was Wissenschaftler als biologische Pumpe bezeichnen und Kohlenstoff für Jahrhunderte binden.

Küstenökosysteme fügen eine weitere Schicht hinzu. Mangroven, Seegraswiesen und Salzmarschen – zusammenfassend als Blauer Kohlenstoff-Lebensräume bekannt – bedecken weniger als 1 % des Meeresbodens, binden aber laut der Ocean & Climate Platform 10- bis 50-mal schneller Kohlenstoff als terrestrische Wälder.

Die Aufnahme von CO₂ hat jedoch ihren Preis. Wenn die Ozeane mehr Kohlenstoff aufnehmen, werden sie saurer, was Korallenriffe, Schalentiere und das Plankton selbst bedroht, das die biologische Pumpe antreibt.

Böden: Der verborgene Riese

Der Boden speichert mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre und die gesamte Pflanzenwelt zusammen – etwa 2.500 Milliarden Tonnen in den obersten drei Metern. Kohlenstoff gelangt durch zerfallende organische Substanz in den Boden – abgestorbene Blätter, Wurzeln und Mikroorganismen. Gesunde Böden mit reichen mikrobiellen Gemeinschaften speichern diesen Kohlenstoff für Jahrzehnte oder Jahrhunderte.

Intensive Landwirtschaft, Überweidung und steigende Temperaturen destabilisieren diesen Speicher. Wärmere Böden beschleunigen die mikrobielle Zersetzung und setzen gespeichertes CO₂ wieder in die Luft frei – eine Rückkopplungsschleife, die die Erwärmung verstärkt.

Warum Kohlenstoffsenken schwächer werden

Das Projekt Global Carbon Budget verfolgt diese Trends jährlich. Seine neuesten Daten bestätigen, dass die natürliche Land-Senke deutlich kleiner ist als bisher geschätzt, während die Emissionen aus Landnutzungsänderungen – vor allem Entwaldung – höher sind als gedacht.

Drei Kräfte treiben den Rückgang an:

• Entwaldung beseitigt Wälder, die andernfalls CO₂ absorbieren würden, und setzt gleichzeitig ihren gespeicherten Kohlenstoff frei.
• Steigende Temperaturen beschleunigen die Zersetzung in Böden und verringern die Effizienz der Photosynthese in hitzegestressten Bäumen.
• Ozeanerwärmung verringert die Fähigkeit des Wassers, CO₂ zu lösen, und stört Planktonpopulationen.

Bei den derzeitigen Emissionsraten wird das verbleibende Kohlenstoffbudget, das mit der Begrenzung der Erwärmung auf 1,5 °C vereinbar ist – etwa 170 Milliarden Tonnen CO₂ – noch vor dem Ende dieses Jahrzehnts erschöpft sein.

Warum es wichtig ist

Wenn die natürlichen Senken weiterhin schwächer werden, verliert die Menschheit ihren stärksten stillen Verbündeten im Kampf gegen den Klimawandel. Jede Tonne CO₂, die Wälder und Ozeane nicht absorbieren können, verbleibt in der Atmosphäre, beschleunigt die Erwärmung und erschwert die Erreichung der Emissionsreduktionsziele noch weiter. Der Schutz und die Wiederherstellung dieser Systeme – die Eindämmung der Entwaldung, die Ausweitung der Lebensräume mit blauem Kohlenstoff und die Einführung bodenfreundlicher Landwirtschaft – sind kein Luxus. Sie sind eine Voraussetzung für jede glaubwürdige Klimastrategie.