Wie berechnen wir, wie viel Kohlenstoff wie lange in Bäumen gespeichert wird?

Grundsätzlich gilt: Die Kohlenstoffbindung von Bäumen ist von zahlreichen Faktoren abhängig wie Baumart, Standort, Wasserhaushalt und Klima. Eine pauschalisierte Aussage zur CO2-Speicherungskapazität von Bäumen in ihren Ökosystemen kann nicht getroffen werden. Um die Kapazität der Kohlenstoffspeicherung zu berechnen, muss das örtliche Ökosystem mit seinen verschiedenen Standortbedingungen in seiner Gesamtheit mit einbezogen werden. So unterscheiden sich die gemäßigten Regenwälder Kanadas deutlich von den temperierten Nadelholz- und  Mischwäldern der gemäßigten Breiten in Deutschland oder tropischen Wäldern.

Die Regionen in Kanada zum Beispiel, in denen die Forest Carbon Group AG Projekte entwickelt und finanziert, sind flussnahe Waldökosysteme der Pazifikküste in British Columbia. Diese gehören weltweit zu den Wäldern mit der höchsten Konzentration an Biomasse bzw. CO2 pro Hektar. Die Bäume werden sehr alt (100 bis 500 Jahre), so dass CO2 für Jahrhunderte gespeichert wird. Dank der klimatischen Bedingungen wachsen die Bäume dort erheblich schneller, haben also im Vergleich zu anderen Regionen mehr Biomassezuwachs im gleichen Zeitraum.

Im Folgenden werden die einzelnen Schritte zur Berechnung der realen Kohlenstoffspeicherkapazität aufgezeigt, wie sie unser Projektentwickler Ecosystem Restoration Associates (ERA ) in Kanada durchführt. Alle von ERA zur Berechnung der Kohlenstoffbindung von Biomasse genutzten Methoden stimmen mit den im IPCC Bericht „Good Practice Guidance For Land Use, Land-Use Change and Forestry“ (2003) dargestellten Methoden überein. Weitere Informationen finden Sie hier.

 

Als Beispielprojekt wird das „Community Ecosystem Restauration Programme“ herangezogen.

  1. Zunächst werden für alle Bereiche der in den Projektgebieten vorkommenden Ökosysteme die aus ökologischer Sicht passenden Baumarten mit Hilfe des Leitfadens „Field Guide for Site identification and Interpretation for the Vancouver Forest Region“ bestimmt.

  2. Anschließend wird das Wachstumspotenzial (Standortindex) jeder Baumart unter Beachtung des lokalen Ökosystems ermittelt. Das entsprechende Verzeichnis der Standortindexe (für Kanada) ist im Internet hier einsehbar.

  3. Die ermittelten Standortindexe und das spezifische Pflanzmuster für das CERP-Programm (relevant sind hier die Pflanzabstände zwischen den einzelnen Bäumen) fließen in ein Wachstums- und Ertragsmodell (Tree and Stand Simulator, TASS), das hier einsehbar ist. 

  4. Die Ergebnisse des TASS (Bruttovolumen pro Alterklasse, Bruttovolumen ist das gesamte Stammholz ohne die Baumwipfel und den Strunk) werden in Nettovolumen ( Nettovolumen = Bruttovolumen minus verwestes Material, Abfall und Verlust durch Bruch für jede Baumart.) pro Alterklasse umgerechnet und gehen in die Berechnung der Speicherkapazität mit Hilfe des so genannten Carbon Budget Model (CBM-CFS3) ein ( Dieses Modell des kanadischen Forstsektors wurde vom Carbon Accounting Team der Natural Resources Canada (kanadischer Forstverwaltung) in Zusammenarbeit mit dem Canadien Model Forest Network (CMFN) entwickelt).

  5. Im fünften Schritt durchlaufen die Werte für Bruttovolumen pro Alterklasse und andere ökologische Daten der verschiedenen Baumarten das „Carbon Budget Modell CBM-CFS3“ (http://carbon.cfs.nrcan.gc.ca/). Dies wird sowohl für das Ausgangs- als auch das Projekt-Szenario durchgeführt. Im Ergebnis erhält man für beide Szenarien die reale Kohlenstoffspeicherkapazität für jede Baumart.

  6. Die Ergebnisse aus dem CBM-CFS3 im Ausgangsszenario werden von den entsprechenden Ergebnissen des Projekt-Szenarios abgezogen (einzeln für alle Baumarten). So erhält man den Wert für die reale Kohlenstoffspeicherkapazität einer Art. Dieser wird in Kohlenstoff pro Hektar angegeben.

  7. Die Ergebnisse aus Schritt 6 (Kohlenstoff pro Hektar) werden mit dem Umrechnungsfaktor 44/12 multipliziert um die Kohlenstoffspeicherung in tCO2e pro ha für jede Art zu erhalten.

  8. Um die reale Kohlenstoffspeicherkapazität in Tonnen pro Hektar pro Baum der nächsten 100 Jahre zu erhalten, wird die reale Kohlenstoffspeicherkapazität durch die Dichte der gepflanzten Bäume geteilt ( Die Projektlaufzeit von CERP beträgt 100 Jahre. Zwischen ERA und den Gemeinden, auf deren Grundstücken das CERP-Projekt umgesetzt ist, bestehen Verträge, die dies garantieren).

 

 

Das Modell CBM-CFS3

Das CBM-CFS3 ist ein räumlich ungebundenes Modell, das alle im Kyoto Protokoll genannten Kohlenstoffbestände (überirdische Biomasse, unterirdische Biomasse, Todholz, Streu, organischer Kohlenstoff im Boden) berücksichtigt. Es berechnet nicht nur die CO2-Speicherkapazität eines Baumes ein, sondern auch die der anderen CO2-Speicher des terrestrischen Ökosystems (siehe Abb. 1.).

 

  • Abb. 1: Kohlenstoffbestände des CBM-CFS3, Quelle: Eigene Darstellung nach N. Virgilio, TNC, zit. in The Nature Conservency, Forest Carbon Strategies in Climate Change Mitigation, 2009.
  • Abb. 1: Kohlenstoffbestände des CBM-CFS3
    Quelle: Eigene Darstellung nach N. Virgilio, TNC, zit. in The Nature Conservency, Forest Carbon Strategies in Climate Change Mitigation, 2009.

     

    Das CBM-CFS3 wurde auch entwickelt, um der Forstindustrie ein operativ einsetzbares Instrument für die Bilanzierung von Kohlenstoff in Biomasse zu geben. Es soll Forstwirten verdeutlichen, wie die Bewirtschaftung ihres Waldes die reale Kohlenstoff-Bilanz beeinflusst. In Kanada wird das CBM-CFS3 als zentrales Modell genutzt, um den im Wald gespeicherten Kohlenstoff zu überwachen und internationalen Gremien die Kohlenstoffbilanz der kanadischen Wälder zu berichten.

    In das Modell CBM-CFS3 gehen zudem Daten ein, anhand welcher die Umwandlung von überirdischer und unterirdischer Biomasse in totes organisches Material (abgestorbene Äste, alte und verrottende Bäume und organisches Material im Boden) prognostiziert werden kann. In den küstennahen Ökosystemen im kanadischen British Columbia ist in dem toten organischen Material, das sich während der letzten Eiszeit sukzessiv aufgebaut hat, ein Anteil von 30 bis 50% des Kohlenstoffs des Gesamtökosystems gespeichert (Smithwick et al., 2002, in Black et al., 2008). Dies macht in manchen Ökosystemen mehr als 500 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar aus.

    Das Modell nutzt Informationen, die auch für forstliche Planungen benötigt werden (z.B.: Forstbestand, Baumarten, Wachstums- und Ertragskurven, Ernteplan, Informationen über Landnutzungsänderungen, natürliche und anthropogene Störungen). Die Daten werden durch nationale ökologische Kennwerte ergänzt (siehe Abb. 2). Diese sind typisch für Kanada. Für Berechnungen in anderen Ländern können andere Werte eingegeben werden.

     

  • Abb. 2 CBM-CFS3 Dateninputs, Quelle: Kull et al. 2006 zit. online unter http://carbon.cfs.nrcan.gc.ca/CBM-CFS3_e.html
  • Abb. 2: CBM-CFS3 Dateninputs
    Quelle: Kull et al. 2006 zit. online unter 

     

    Abbildung 3 gibt die Menge des gespeicherten CO2 der verschiedenen Bäume nach Art und Baum wider, die im Rahmen des CERP-Projekts im District of Maple Ridge gepflanzt wurden. Der Berechnung der Kohlenstoffbindung wird eine Projektlaufzeit von 100 Jahren zugrunde gelegt.

     

  • Abb.3 Menge des gespeicherten CO2e der verschiedenen im Rahmen des CERP-Projekts im District of Maple Ridge gepflanzten Bäume nach Art und Baum, Quelle: 2010 Appendix 7: Tonnes of CO2 Sequestered per Species per Tree – District of Maple Ridge, British Columbia. Pg. 126. Climate Community and Biodiversity Standards Methodology for the Community Ecosystem Restoration Program Project.
  • Abb. 3: Menge des gespeicherten CO2e der verschiedenen im Rahmen des CERP-Projekts im District of Maple Ridge gepflanzten Bäume nach Art und Baum

    Quelle: 2010 Appendix 7: Tonnes of CO2 Sequestered per Species per Tree – District of Maple Ridge, British Columbia. Pg. 126. Climate Community and Biodiversity Standards Methodology for the Community Ecosystem Restoration Program Project.

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