Nadelwald: Langfristige Auswirkungen von Bränden in borealen Wäldern nicht absehbar
Neben der Freisetzung enormer Mengen Kohlendioxid beeinflussen die Brände von Nadelwäldern auch langfristig die Landschaft und das regionale Klima. Die Auswirkungen auf das Klima sind oft jahrzehntelang nachweisbar.
Waldbrände in borealen Nadelwäldern, die weltweit rund die Hälfte aller Waldgebiete ausmachen, hinterlassen nicht nur kurzfristige Schäden. Eine aktuelle Studie zeigt, dass die Klimawirkungen solcher Brände noch Jahrzehnte später messbar sind.
Abgebrannte Waldflächen weisen über Jahrzehnte höhere Oberflächentemperaturen auf, wie Forschende um Dr. Manuel Helbig vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam nun nachweisen konnten. Die Untersuchungen zeigen, dass die Temperaturveränderungen in den Sommermonaten besonders ausgeprägt sind.
Die Schwankungen werden durch geringere Luftverwirbelungen und eine geänderte Vegetationsstruktur verursacht. Intakte Wälder verfügen normalerweise über eine komplexe Baumstruktur, die den Wärmeaustausch zwischen Boden und Atmosphäre fördert. Nach Bränden fehlen diese Eigenschaften jedoch, was zu einer stärkeren Erwärmung der Erdoberfläche führt.
Untersuchung von Temperaturveränderungen
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kombinierten Satellitendaten mit Bodenmessungen, um die Temperaturveränderungen in abgebrannten Nadelwaldflächen Nordamerikas zu analysieren. Sie untersuchten Parameter wie Oberflächentemperaturen, die Reflexionsstrahlung (Albedo) und die Blätterdichte (Blattflächenindex).
Die Analysen von über 100 Brandflächen in Kanada und Alaska bestätigen, dass abgebrannte Wälder bis zu fünf Jahrzehnte lang tagsüber höhere Temperaturen aufweisen. Besonders betroffen sind Gebiete mit geringer Vegetationshöhe, da diese weniger Schatten spenden und die Sonnenstrahlung stärker absorbieren.
Waldbrände und Treibhausgasemissionen
Darüber hinaus betreffen die langfristigen Klimawirkungen von Waldbränden auch die Emission von Treibhausgasen. Brände können Permafrostböden auftauen, was die Freisetzung von Methan – einem besonders klimawirksamen Gas – fördert. Diese Entwicklung könnte durch die Zunahme von Waldbränden infolge des Klimawandels noch verstärkt werden.
„Die Folgen für die Ökologie und das Klima sind tiefgreifend und erfordern eine verstärkte Aufmerksamkeit in der Klimaforschung“, erklärt Dr. Manuel Helbig vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam, Hauptautor der Studie.
Die Studie simulierte Szenarien bis 2050, um die möglichen Auswirkungen häufiger Brände zu bewerten. Bei einer starken Zunahme der verbrannten Waldfläche um 150 Prozent könnte die durch Brände verursachte Erwärmung um 30 Prozent steigen. Im Gegensatz dazu zeigen Szenarien mit moderater Zunahme keine signifikanten zusätzlichen Erwärmungseffekte.
Auswirkungen auf Ökosysteme
Die Veränderungen haben tiefgreifende Folgen für die borealen Wälder: Die steigenden Temperaturen gefährden die Kohlenstoffspeicherung im Boden und beeinflussen die Biodiversität in den Wäldern.
„Unsere Untersuchungen machen auch deutlich, wie wichtig es ist, die Treibhausgasemissionen global zu senken“, sagt Helbig. „Denn sie erhöhen über die Beschleunigung der Erderwärmung auch die Gefahr für Waldbrände und damit für das Auftauen von Permafrostböden und die Freisetzung von weiterem Kohlendioxid und Methan aus den Böden.“
Die Dynamiken von Waldbränden borealer Wälder sowie ihre Rolle im Klimasystem erfordern verstärkte Aufmerksamkeit, um die langfristigen Folgen des Klimawandels besser zu verstehen und effektive Gegenmaßnahmen zu entwickeln.
Quellenhinweis:
Helbig, M., Daw, L., Iwata, H., Rudaitis, L., Ueyama, M., & Živković, T. (2024): Boreal forest fire causes daytime surface warming during summer to exceed surface cooling during winter in North America. AGU Advances, 5, e2024AV001327. https://doi.org/10.1029/2024AV001327