Großflächige Aufforstung kann Klimawandel bremsen

Das Pariser Klimaabkommen fordert, die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen CO₂-Emissionen gesenkt und bereits ausgestoßenes CO₂ wieder aus der Atmosphäre entfernt werden. Ein Team um die CDRterra-Forschenden Yiannis Moustakis und Julia Pongratz zeigt nun, dass großflächige Aufforstung einen wichtigen Beitrag dazu leisten kann. Simulationen der Forschenden bestätigen, dass durch umfassende Aufforstung Temperaturspitzen und auch die Temperatur zum Ende des Jahrhunderts reduziert und die Dauer, in der die globale Temperatur das 1,5-Grad-Ziel überschreitet, verkürzt werden könnte. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.

Aufforstung ist derzeit die am häufigsten genutzte Methode, um CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen. „Insgesamt hat die Staatengemeinschaft bereits jetzt mit bis zu 490 Millionen Hektar bis 2060 ehrgeizige Aufforstungsziele angekündigt, und diese Zahl wird wahrscheinlich noch steigen, wenn mehr Staaten ihre Langzeit-Pläne vorlegen. Wir wollten herausfinden, wie stark diese Maßnahmen das Klima beeinflussen können“, berichtet Moustakis. „Um ihre Effekte im Detail zu untersuchen, müssen hochmoderne Modelle eingesetzt werden, die einen interaktiven Kohlenstoffkreislauf darstellen können, der verschiedene Prozesse und Rückkoppelungseffekte berücksichtigt.“

Modellierung mit mehr als 1200 Szenarien

Die CDRterra-Forschenden nutzten eine bisher unerreichte Zahl von mehr als 1200 Szenarien aus sogenannten Integrated Assessment Models (IAMs) – die Modelle verknüpfen klimapolitische Maßnahmen mit künftigen Energie-, Wirtschafts-, Landnutzungs- und Klimadatenentwicklungen – sowie Prioritätenkarten zur Renaturierung und Daten zur Biodiversität, um ein ambitioniertes Aufforstungs-Szenario zu entwickeln. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowohl technische und wirtschaftliche Herausforderungen als auch sozioökonomische Aspekte bei der Aufforstung berücksichtigen und gleichzeitig auch die Biodiversität und Flächenverfügbarkeit in den Ländern einbeziehen.

Auf dieser Basis entwickelten die Forschenden ein Szenario, das bis 2060 eine Aufforstungsfläche von 595 Millionen Hektar (Mha) und bis 2100 von 935 Mha vorsieht. „Dies ist definitiv ein anspruchsvolles Szenario, und man könnte natürlich die Durchführbarkeit solch ehrgeiziger Bemühungen in Frage stellen. Es ist jedoch nicht willkürlich ehrgeizig gewählt“, stellt Moustakis heraus. „Wir haben versucht, ein Szenario zu entwickeln, das eher in der Größenordnung der weltweiten Länderpopulationen liegt, es bis zum Ende des Jahrhunderts auszudehnen und seine räumlichen und zeitlichen Rahmenbedingungen durch technisch-wirtschaftliche Erwägungen einzuschränken, dabei aber gleichzeitig die Auswirkungen auf die biologische Vielfalt so gering wie möglich halten.“

Dieses Aufforstungsszenario wurde dann mit dem Earth System Model des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg analysiert, das die Auswirkungen der Aufforstung auf das Klima modellieren kann. Die Simulationen gingen dabei von einem sogenannten Überschuss-Szenario aus. Das ist einem Klimaszenario, bei dem der Emissionsverlauf so aussieht, dass die globale Durchschnittstemperatur zunächst über das 1,5°C-Ziel hinausschießt, bevor sie gegen Ende des Jahrhunderts wieder unter diesen Wert sinkt. „Da sich einschneidende Klimaschutzmaßnahmen immer weiter verzögern, werden solche Szenarien immer wahrscheinlicher“, betont Moustakis.

Durchschnittstemperatur sinkt, Überschreitungsdauer verkürzt

Die Ergebnisse der Simulationen zeigen, dass ambitionierte Aufforstungsmaßnahmen das Klima erheblich beeinflussen könnten. Die globale Spitzentemperatur in der Mitte des Jahrhunderts könnte durch Aufforstung um 0,08°C gesenkt werden, während die Endtemperatur am Ende des Jahrhunderts um 0,2°C niedriger ausfallen würde als ohne Aufforstung. Darüber hinaus könnte die Dauer, in der die globale Temperatur das 1,5-Grad-Ziel überschreitet, um 13 Jahre verkürzt werden. Der Einfluss der Aufforstung auf die globale Temperatur wird bereits ab dem Jahr 2052 deutlich.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Simulationen ist, dass Feedbackeffekte der Aufforstung deren positive Auswirkung nicht überwiegen: Aufforstung hat nicht nur Auswirkungen auf die Kohlenstoffspeicherung, sondern sie verändert auch physikalische Eigenschaften der Erdoberfläche, wie die Verdunstung von Wasser und die Albedo – also die Reflexionsfähigkeit der Erdoberfläche. Das kann in einigen Regionen zu einer leichten Erwärmung führen. Doch die Studie zeigt, dass die kühlende Wirkung der CO₂-Aufnahme überwiegt, da die durch Aufforstung verursachte lokale Erwärmung nicht stark genug ist, um den Kühlungseffekt aufzuheben.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass globale Aufforstung tatsächlich einen wichtigen Beitrag zur Abschwächung des Klimawandels leisten kann, wenn sie im großen Stil angewendet wird“, erklärt Moustakis. „Sie ist aber kein Allheilmittel und muss in einem umfassenderen Rahmen betrachtet werden, der sozioökonomische Auswirkungen gleichermaßen berücksichtigt. Einen Wald zu pflanzen, könnte einerseits Arbeitsplätze und Einkommen schaffen und Ökosystemdienstleistungen begünstigen, aber es könnte den Menschen auch ihre Lebensgrundlage entziehen, die Armut verschärfen, Menschen finanziell oder räumlich vertreiben und lokale Nahrungsnetzwerke beeinträchtigen.“

 

Publikation:

Yiannis Moustakis, Tobias Nützel, Hao-WeiWey, Wenkai Bao, Julia Pongratz: Temperature overshoot responses to ambitious forestation in an Earth System Model. Nature Communications 2024.

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52508-x

 

Yiannis Moustakis, Julia Pongratz, Hao-WeiWey und Wenkai Bao sind Teil des CDRterra-Konsortiums CDRSynTra.

Tobias Nützel forscht im CDRterra-Konsortium STEPSEC