Entwicklungen der CO2-Speicherleistung des Waldes frühzeitiger abschätzen – Einordung der Ergebnisse der Bundeswaldinventur

Gründe für die veränderte Senkenleistung des Waldes in Deutschland liegen hauptsächlich in den extremen Bedingungen wie Dürre und Sturm, gefolgt von Baumschäden durch Käferbefall. Da der massive Verlust der Waldsenke aus den vergangenen Jahren erst mit Veröffentlichung der aktuellen vierten Bundeswaldinventur (BWI-4) bekannt wurde, hat eine wesentliche Informationsgrundlage für politische Entscheidungen zur Steuerung von Klimaschutz in Wäldern gefehlt. Um unsere Klimaschutzziele zu erreichen, ist der Wald aber als natürliche CO₂-Senke fest eingeplant. In den kommenden Jahren stehen weitere relevante politische Entscheidungen für den Klimaschutz an, weshalb fundierte, richtungssichere und möglichst zeitnahe Einschätzungen für die Waldentwicklung in den nächsten fünf Jahren wichtig sind.

„Der Wald fällt als Klimaschützer aus“ und Senkenziele laut Bundes-Klimaschutzgesetz von -25 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalenten (Mio. t CO₂-Äq.) im Jahr 2030 für den Landnutzungssektor (LULUCF) „sind nicht mehr erreichbar“ – diese oder ähnliche Aussagen werden nach der Veröffentlichung der BWI-4 geäußert. Aus unserer Sicht sind diese Aussagen für den Wald nicht ausreichend differenziert:

1. Der Waldsenkenverlust ist vor allem eine Folge von zusammengebrochenen Fichtenbeständen, die in den 1950er Jahren überwiegend an ungeeigneten Standorten gepflanzt wurden.
2. Die Waldsenke hatte sich in der Periode 2012 bis 2017 noch aufgebaut. Danach nahm sie bis zum Jahr 2022 massiv ab. Waldmodelle können helfen zu verstehen, wie sich diese Entwicklung fortsetzen wird.

Die Fichten-Antwort

Alle 10 Jahre wird in Deutschland die Bundeswaldinventur durchgeführt. Aktuell wurden die Ergebnisse der BWI-4 für die Periode 2012 bis 2022 beim Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft vorgestellt (Broschüre zur BWI-4). Auf mittlerweile fast 80.000 Erhebungspunkten werden Baumarten erfasst, Baumdurchmesser sowie -höhen bestimmt, Totholz vermessen und weitere biodiversitätsrelevante Strukturen wie Spechthöhlen aufgenommen. Die Zeitreihen der Bundeswaldinventuren – zusammen mit den um fünf Jahre versetzten Zwischeninventuren – ermöglichen eine Analyse der zeitlichen Entwicklung der Waldflächen in Bezug auf Holzvorräte, Lebensraumqualität und die Einbindung von CO₂ für den Klimaschutz.

Folgende Perioden werden hier unterschieden: Periode 2002-2012 entspricht der BWI-3; Periode 2012-2017 umfasst die Zwischeninventur CI-2017 und die erste Hälfte der BWI-4 (Ergebnisse zu Veränderungen beziehen die Jahre 2013 bis 2017 ein); Periode 2017-2022 umfasst die zweite Hälfte der BWI-4 (Ergebnisse zu Veränderungen beziehen die Jahre 2018 bis 2022 ein). Zusammenfassende Daten zu BWI-3, CI-2017 und BWI-4 sind frei verfügbar. Anhand dieser Daten wurden Ergebnisse der Perioden 2012-2017 und 2017-2022 berechnet, da Detaildaten zu den Erhebungspunkten für CI-2017 und BWI-4 nicht vorliegen.

Vor allem die Jahre 2018 bis 2020 waren durch sehr starke natürliche Störungen geprägt. Anhaltende Dürre sowie Sturmereignisse, gefolgt von Käferkalamitäten haben zu einem Rückgang der Holzvorräte geführt. Dabei sind drei Aspekte zu beobachten:

• Die Mortalitätsrate stieg für die Fichte in der Periode 2017 bis 2022 auf Werte von 9 bis 12 Prozent. Für andere Baumarten war der Anstieg der Mortalitätsrate deutlich geringer, insbesondere für Eiche und Buche (siehe Anhang 1).
• Der Zuwachs der Bäume hat sich in der Periode 2012 bis 2022 laut BWI-4 um 14,9 Prozent verringert. In der Periode 2012 bis 2017 wurde laut Zwischeninventur nur ein geringer Zuwachsrückgang von 1,8 Prozent beobachtet. In der Periode von 2017 bis 2022 kann daher mit Zuwachsrückgängen von über 25 Prozent gerechnet werden, die aus den schlechten Bedingungen für das Baumwachstum in dieser Periode resultieren (siehe Anhang 2).
• Die Holzentnahme hat – nach Berechnung des Thünen-Instituts – in den Jahren 2018 bis 2021 in Summe stark zugenommen und erreichte hohe Werte von über 80 Millionen Kubikmeter pro Jahr. Ein wesentlicher Anteil davon war Schadholz (Anhang 3), weshalb der Anteil der regulären Ernteaktivitäten geringer war als in den Jahren vor den Waldschäden. In Folge wurde also in Beständen ohne starke Schädigungen im Durchschnitt weniger Holz geerntet. Die Bäume konnten hier weiterwachsen und an Vorrat zulegen. Dies puffert den Vorratsverlust durch die gestiegenen Mortalitätsraten zum Teil ab.

In Abbildung 1 ist die jährliche Veränderung der Holzvorräte im Wald für Laub- und Nadelbäume dargestellt. Werte über Null bedeuten, dass in der Netto-Bilanz der Holzvorrat gestiegen ist und der Wald eine Senke für CO₂ darstellte. Negative Werte stehen für eine Abnahme der Holzvorräte bzw. einer Quelle für CO₂ (siehe auch Anhang 4).

Für Laubbäume nahm der Vorratsaufbau von der Periode 2002 bis 2012 zur Periode 2012 bis 2017 – trotz Zunahme der Laubbaumbestände durch Waldumbau – leicht ab. In der Periode 2017 bis 2022 trat für Laubbäume immer noch eine Zunahme der Vorräte auf, und die Laubbäume waren eine CO₂-Senke, der Holzvorratsaufbau halbierte sich aber in etwa. Dies ist auf eine Kombination aus Zuwachsverringerung und leicht erhöhter Mortalität bei den Laubbäumen zurückzuführen.

Die Vorratsveränderung der Nadelbäume ist stark durch die negative Entwicklung der Fichte geprägt. Bereits in der Periode 2002 bis 2012 nahm ihr Vorrat ab. Ursache dafür war vor allem Windwurf durch Stürme in der Periode 2002 bis 2007. In der Periode 2012 bis 2017 traten deutlich weniger natürliche Störungen auf, und die Fichtenbestände zeigten einen starken Vorratsaufbau. In der Periode 2017 bis 2022 gingen sehr hohe Vorratsmengen durch die gestiegene Mortalität und Zuwachsminderung bei der Fichte verloren. Somit wurden Fichtenbestände zu einer hohen CO₂-Quelle. Die übrigen Nadelbäume wie beispielsweise die Kiefer waren weniger stark von natürlichen Störungen betroffen. Allerdings war ihr Vorratsaufbau in der Periode 2017 bis 2022 sehr gering.

Es ist festzuhalten, dass vor allem der Verlust der Vorräte in Fichtenbeständen dazu führte, dass die Waldbestände in Deutschland in der Periode 2017 bis 2022 zu einer CO₂-Quelle wurden. Laubbaumbestände waren in dieser Periode – trotz der extremen Bedingungen – noch eine CO₂-Senke.

Waldmodelle können richtungssichere Prognosen bereitstellen

Erst jetzt mit der BWI-4 liegen für die Periode 2017 bis 2022 verlässliche Messwerte zum Wald vor. Unter der UN-Rahmenkonvention zum Klimawandel (UNFCCC) ist Deutschland zur Berichterstattung der nationalen Treibhausgasemissionen verpflichtet. Im nationalen Treibhausgasinventar der Bundesregierung (NIR 2024) wurden bereits Aussagen über die Emissionen und CO₂-Entnahmen durch den Wald in der Periode 2017 bis 2022 getroffen.

In Abbildung 2 ist bis zum Jahr 2022 die Treibhausgasbilanz der lebenden Biomasse, also der lebenden Bäume, dargestellt. Bis zum Jahr 2017 beruht die THG-Bilanz der lebenden Bäume auf Daten der Waldinventuren und der Holzentnahmestatistiken. Für die Jahre 2018 bis 2022 wurden die Ergebnisse der Zwischeninventur (CI-2017), die die Periode 2012 bis 2017 abdeckt, fortgeschrieben. Berücksichtigt wurden dabei die gestiegene Holzentnahme. Ergebnisse aus der BWI-4 lagen für die Berichterstattung noch nicht vor. Mit diesem einfachen Modellansatz wurde für die lebenden Bäume im Wald in Deutschland für die Jahre 2018 bis 2022 eine Senkenleistung von -27,4 bis -38,8 Mio. t CO₂-Äq. berichtet. In dieser Fortschreibung fehlen Annahmen zur erhöhten Mortalität der Bäume und zu erwartbaren Zuwachsabnahmen aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen wie Trockenheit.

Im Waldmodell FABio-Forest, das am Öko-Institut entwickelt wurde, haben wir die Annahmen im Treibhausgasinventar in einer Kurzstudie nachgestellt (gestrichelte grüne Linie in Abbildung 2) sowie jährliche berichtete Mortalitätsraten aus der Waldzustandserhebung einbezogen (gepunktete grüne Linie in Abbildung 2) und Schätzwerte für die Zuwachsabnahme getroffen (durchgezogenen grüne Linie in Abbildung 2). Mit diesen Annahmen konnten wir für die Periode 2017 bis 2022 zeigen, dass die lebenden Bäume im Wald in Deutschland zu einer Quelle im Mittel von 25,6 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr wurden. In der Fortschreibung ab dem Jahr 2022 haben wir die Entwicklung im Mit-Maßnahmen-Szenario aus dem Projektionsbericht der Bundesregierung wiederum nachgestellt (zu sehen in Abbildung 1).

Wie gut können die Ergebnisse der BWI-4 mit FABio-Forest abgeschätzt werden?

In der Broschüre zur BWI-4 werden erste Ergebnisse zur Kohlenstoffbilanz der Waldfläche dargestellt. Die Biomasse der lebenden Bäume – wie in Abbildung 3 zu sehen – setzt sich aus der oberirdischen und unterirdischen Biomasse zusammen. Die Veränderung der Senkenleistung in der Periode 2012 bis 2017 betrug -260 Mio. t CO₂-Äq. und in der Periode 2017 bis 2022 +132 Mio. t CO₂-Äq. (Umrechnungsfaktor: Mio. t C * 44/12).

Umgerechnet in jährliche Emissionswerte wurden in der Periode von 2012 bis 2017 im Mittel -52,1 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr als Senke im Wald festgelegt (Abbildung 4 und Tabelle 1). Die Neuberechnungen auf Basis der CI-2017 und BWI-4 zeigen also in der Periode 2012 bis 2017 eine Verbesserung der Senkenleistung um ca. -6 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr an. Zum Vergleich: Die bisher im NIR 2024 allein auf Basis der CI-2017 berichteten Werte lagen bei -45,8 Mio. t CO₂-Äq.

Die THG-Bilanz – dargestellt in Abbildung 4 und Tabelle 1 weiter unten – der lebenden Bäume für die Periode 2017 bis 2022 war laut Broschüre zur BWI-4 im Mittel eine Quelle von 26,4 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr. Im NIR 2024 wird für diese Periode im Mittel eine Senkenleistung von -32,2 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr berichtet. Damit überschätzt die bisherige Berichterstattung die Senkenleistung der lebenden Bäume in Deutschland um 58,6 Mio. t CO₂-Äq. pro Jahr.