Wie viel CO₂ können Wälder wirklich speichern?

Wie viel Kohlenstoff können Wälder künftig tatsächlich speichern? Diese Frage ist zentral für die Planung wirksamer Maßnahmen zur CO₂-Entnahme (Carbon Dioxide Removal, CDR) und das Erreichen von Klimazielen. Eine neue Studie unter Beteiligung der Wissenschaftlerinnen Sabine Egerer und Julia Pongratz aus dem Forschungsprogramm CDRterra sowie dem Konsortium STEPSEC analysiert erstmals acht führende Klimamodelle im Hinblick auf das Aufforstungspotenzial. Das Ergebnis: Die Unterschiede in den prognostizierten CO₂-Aufnahmemengen sind erheblich.

Die Studie zeigt, dass es bislang an einheitlichen Modellannahmen zur Wirkung von Aufforstung mangelt. Je nach Modellierung variieren die Abschätzungen der Kohlenstoffbindung durch Wälder deutlich – ein Umstand, der direkte Auswirkungen auf die Bewertung von CDR-Szenarien und das strategische Klimamanagement hat.

Die Analyse basiert auf Simulationen von acht verschiedenen Modellen aus dem Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6), welche auch Grundlage des IPCC-Klimaberichts sind.

Die Ergebnisse der Studie zeigen erheblich Unterschiede in der Darstellung von (Wieder-)Aufforstung und der damit verbundenen Kohlenstoffaufnahme zwischen den Klimamodellen. Hauptursachen für die Unterschiede sind verschiedene Interpretationen der Landnutzung auf Basis der Daten des Land Use Harmonization Project (LUH2). Zudem unterscheiden sich die Klimamodelle bei der Darstellung historischer Aufforstung, verwenden unterschiedliche Satellitendaten zur Kalibrierung und arbeiten mit abweichenden räumlichen Auflösungen. Auch die Modellierung der Kohlenstoffprozesse selbst trägt zu deutlichen Abweichungen in den prognostizierten Kohlenstoffspeicherungspotenzialen bei.

Am Ende der Studie sprechen die Forschenden klare Empfehlungen aus, wie die Modellierung der Kohlenstoffaufnahme von Wäldern verbessert und vereinheitlicht werden kann. Dazu gehören unter anderem eine konsistentere Darstellung der Baumbedeckung sowie des Kohlenstoffkreislaufs. Eine Umsetzung dieser Vorschläge könnte die Aussagekraft von Klimamodellen erheblich steigern – insbesondere im Hinblick auf die Rolle der Landnutzung bei der langfristigen CO₂-Reduktion.

Die Forschungsarbeit entstand während eines zweimonatigen Aufenthalts von Sabine Egerer am National Center for Atmospheric Research (NCAR) in den USA, welcher vom LMU Postdoc Support Fund unterstützt wurde. Dort konnte Egerer die umfassende Expertise im Umgang mit dem amerikanischen Klimamodell CESM nutzen. Zusätzlich arbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus allen acht beteiligten internationalen Modellierungszentren mit, was den wissenschaftlichen Austausch weiter förderte.

Erschienen ist das Paper in den Environmental Research Letters – Special Issue on Carbon Dioxide Removal.

Egerer, S., Lawrence, D.M., Lawrence P.J., Argles, A., Arora, V., Barbu, A., Harman, I.N., Miller, P.A., Raddatz, T., Vuichard, N., Warland, D., Ziehn, T., Pongratz, J. (2025): Forestation in CMIP6: Wide model spread in tree cover and land carbon uptake, Environ. Res. Lett. https://doi.org/10.1088/1748-9326/adc93e