Verbesserung von Kohlenstoffsenken in China durch eine räumlich optimierte Aufforstungsstrategie

Warum die Form von Wäldern wichtig ist

Bäume zu pflanzen gilt weithin als wirksames Mittel zur Abmilderung des Klimawandels, und China betreibt eines der größten Aufforstungsprogramme der Welt. Diese Studie stellt jedoch eine auf den ersten Blick einfache Frage: Spielt es eine Rolle, an welchen konkreten Orten diese Bäume gepflanzt werden? Die Autorinnen und Autoren zeigen, dass nicht nur die Anzahl der gepflanzten Bäume zählt, sondern auch ihre räumliche Anordnung in der Landschaft darüber entscheidet, wie viel Kohlenstoff sie binden können. Durch ein Umdenken in der Walderweiterung, das stark zerschnittene Wälder mit vielen gestressten Rändern vermeidet, könnte China den Klimaeffekt seiner geplanten Wälder deutlich erhöhen.

Chinas große Aufforstungsinitiative

In den letzten Jahrzehnten hat China seine Waldfläche rasant ausgeweitet, teils um Staubstürme, Erosion und Desertifikation zu bekämpfen. Nationale Programme wie "Grain for Green" und der "Three‑North Shelter Forest" haben die Waldfläche von etwa 12 % der Landesfläche 1979 auf rund 23 % im Jahr 2019 erhöht. Für die Zukunft plant China, bis 2050 weitere 49,5 Millionen Hektar neuen Wald zu schaffen, als Teil des Versprechens, bis 2060 klimaneutral zu werden. Bislang konzentrierte sich die Planung überwiegend darauf, wie viel Fläche zu bepflanzen ist und welche Regionen ökologisch vulnerabel sind, weniger darauf, wie die Anordnung der Wälder Baumgesundheit und Kohlenstoffspeicherung beeinflusst.

Das versteckte Problem der Waldränder

Wenn Wälder als Flickwerk erweitert werden, fragmentieren sie in viele kleine Blöcke, getrennt durch Felder, Straßen oder Städte. Das schafft viele „Ränder“ – die äußere Zone, an der Wald auf Nicht‑Wald trifft. Die Autorinnen und Autoren analysierten mehr als 3 Millionen Baum‑Messungen aus über 37.000 Probeflächen in ganz China und fanden heraus, dass Bäume in Randbereichen deutlich weniger Kohlenstoff speichern als Bäume im Waldinneren. Sowohl in natürlichen als auch in gepflanzten Wäldern nahm die Baum‑Biomasse (ein Maß, das eng mit der Kohlenstoffspeicherung verbunden ist) mit zunehmender Entfernung zum Rand stetig zu. In gepflanzten Wäldern war die Biomasse nahe der Ränder etwa 40 % niedriger als in natürlichen Wäldern und stieg nur moderat ins Innere an, was darauf hindeutet, dass einfaches Nachpflanzen an Rändern das Problem nicht schnell löst.

Warum Ränder für Bäume hart sind

Um zu verstehen, warum Waldränder ärmer an Kohlenstoff sind, untersuchten die Forschenden Störungsaufzeichnungen und menschlichen Druck. Sie fanden heraus, dass Schädlinge und Krankheiten die Hauptursachen für Schäden waren und dass deren Häufigkeit und Intensität deutlich zunahmen, je näher man an die Waldboundary kam. Brände und klimabedingte Stressfaktoren traten ebenfalls vermehrt in der Nähe von Rändern auf. Der menschliche Fußabdruck – ein kombiniertes Maß aus Straßen, Gebäuden, Landwirtschaft und Bevölkerungsdichte – stieg vom Inneren zum Rand stark an, besonders in gepflanzten Wäldern. Infolgedessen waren die Baumsterberaten in Randbereichen deutlich höher, während die Neuansiedlung junger Bäume langsamer verlief. Mikroklimatische Veränderungen an Rändern, wie stärkere Winde, größere Temperaturschwankungen und trockenere Luft, schwächen die Bäume zusätzlich. Zusammengenommen machen diese Belastungen Waldränder instabiler und weniger effektiv bei der Kohlenstoffspeicherung.

„Intelligente“ Gestaltung der Waldausweitung

Statt Bäume pauschal überall dort zu pflanzen, wo Land verfügbar ist, testeten die Autorinnen und Autoren eine „räumlich optimierte“ Strategie, die gezielt die Randexposition verringert und Waldfragmente miteinander verbindet. Mit Daten zu Klima, Boden, Topographie und Arteneignung kartierten sie, wo neue Wälder am ehesten gedeihen. Dann verglichen sie zwei Zukunftsszenarien: eines, in dem neue Wälder zufällig innerhalb geeigneter Flächen angelegt werden, und ein anderes, in dem die Pflanzungen so organisiert werden, dass größere, zusammenhängende Blöcke mit weniger Rändern entstehen. Beide Szenarien verwenden dieselbe Gesamtpflanzfläche und dieselben Baumarten. Ein auf dem nationalen Forstinventar trainiertes Machine‑Learning‑Modell wurde dann eingesetzt, um zu schätzen, wie viel Kohlenstoff die Wälder bis zum Jahr 2060 unter verschiedenen Klimabedingungen speichern würden.

Gewinne an Kohlenstoff und Natur durch bessere Anordnung

Der optimierte Pflanzplan erzielte deutlich bessere Ergebnisse. Bis 2060 speicherten neu gepflanzte Wälder unter dem optimierten Layout etwa 34 % mehr Kohlenstoff als unter zufälliger Pflanzung. Betrachtet man neue und bestehende Wälder gemeinsam, ergab das optimierte Design einen 51 % größeren Kohlenstoffzuwachs – zusätzlich 986 Millionen Tonnen Kohlenstoff –, obwohl die insgesamt bewaldete Fläche gleich blieb. Etwa die Hälfte dieses Effekts resultierte direkt aus der Verringerung randbedingter Verluste; der Rest rührt daher, dass Bäume an ökologisch günstigeren Standorten gepflanzt wurden. Wichtig ist, dass auch bestehende Wälder profitierten: Durch das Einfassen mit gut geplanten neuen Wäldern erhöhte sich deren eigene Kohlenstoffspeicherung, weil schädliche Randbedingungen gemildert und Fragmente besser verbunden wurden.

Was das für Klima und Naturschutz bedeutet

Für Nicht‑Spezialisten ist die Kernbotschaft, dass Baumpflanzungen nicht einfach darin bestehen, freie Flächen mit Grün zu füllen. Als viele kleine, isolierte Flecken angelegte Wälder verlieren mehr Bäume und speichern weniger Kohlenstoff als größere, zusammenhängende Wälder. Diese Studie zeigt, dass China durch gezielte Beachtung von Waldform und Kantenlänge den Klimaeffekt seiner geplanten Aufforstung erheblich steigern und zugleich Lebensräume verbessern sowie die Ausbreitung von Schädlingen und Krankheiten verringern könnte. Anders ausgedrückt: „Intelligente“ Forstplanung kann dieselbe Zahl an Bäumen in eine stärkere und widerstandsfähigere Kohlenstoffsenke verwandeln.

Zitation: Dong, Y., Yu, Z., Pugh, T. et al. Enhancing carbon sinks in China using a spatially-optimized forestation strategy. Nat Commun 17, 1576 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68288-5

Schlüsselwörter: Waldfragmentierung, Kohlenstoffbindung, Aufforstung, Waldränder, Wälder in China