Durchforstung veränderte das optimale photosynthetische Umfeld in einer subtropischen Nadelholzplantage

Warum Bestandesdünnung für unser sich wandelndes Klima wichtig ist

Mit der Erwärmung der Erde sollen Wälder gleich zwei Aufgaben erfüllen: Holz und Lebensraum liefern und zugleich große Mengen Kohlendioxid aus der Luft binden. Viele dieser Wälder sind menschengemachte Plantagen, dicht in Reihen gepflanzt, insbesondere in schnell „begrünenden“ Regionen Chinas. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache Frage mit weitreichenden Folgen: Wenn wir solche überfüllten Plantagen ausdünnen – also einige Bäume entfernen, um den übrigen mehr Raum zu geben – wie verschiebt sich dann der Bereich von Licht, Temperatur und Feuchte, in dem der Wald am meisten Kohlenstoff aufnimmt?

Von dichten Kiefernständen zu luftigeren Wäldern

Die Forschenden arbeiteten in einer großen subtropischen Nadelholzplantage in Südchina, die über Jahre hinweg sorgfältig überwacht wurde. Das Gelände, einst stark erosionsgefährdet, wurde in den 1980er‑Jahren mit schnell wachsenden Kiefern und Chinesischer Tanne wieder aufgeforstet. Ende der 2000er‑Jahre waren die Bäume dicht und gleichmäßig gewachsen, mit mehr als 1.300 Stämmen pro Hektar – eine klassische, eng gepflanzte Plantage. Im Winter 2012 entfernten die Forstverantwortlichen rund ein Viertel der Stockholzfläche in der Umgebung eines instrumentierten Flussturms – grob gesagt jeden dritten bis vierten Baum. Diese moderate Durchforstung, in der regionalen Forstwirtschaft üblich, öffnete das Kronendach, erhöhte den Lichtdurchlass und verringerte den Konkurrenzdruck um Wasser und Nährstoffe für die verbleibenden Bäume.

Dem Wald beim Atmen zuhören

Um zu ermitteln, wie die Kohlenstoffaufnahme auf die Dünnung reagierte, nutzte das Team die Eddy‑Kovarianz‑Methode, die kontinuierlich den Austausch von Kohlendioxid zwischen Wald und Atmosphäre misst. Über sechs Jahre – vier Jahre vor der Dünnung und zwei danach – zeichneten sie auf, wie viel Kohlenstoff die Plantage aus der Luft zog (ihre Brutto‑Primärproduktion, GPP) sowie die wichtigsten Umweltbedingungen: Nettostrahlung der Sonne, Lufttemperatur, Lufttrockenheit (Vapor Pressure Deficit) und Feuchte in der obersten Bodenschicht. Durch Gruppierung der Daten in Bereiche für jeden Faktor konnten sie beobachten, wie die GPP bei zu wenig, optimalem und zu viel Licht, zu kühlen, zu heißen oder zu trockenen Bedingungen anstieg, ihren Gipfel erreichte und dann wieder abnahm.

Das „Goldlöckchen“-Zentrum des Waldes finden

Die Analyse zeigte, dass der Wald für Licht, Temperatur und Lufttrockenheit einem klassischen „zu wenig, genau richtig, zuviel“ Muster folgte. Vor der Dünnung erreichte der Wald seine beste Leistung bei einem bestimmten Sonnenlichtniveau, einer warmen, aber nicht glühenden Lufttemperatur und mäßig trockener Luft. Nach der Dünnung verschoben sich diese Optima nach oben: der Bestand konnte nun stärkere Sonneneinstrahlung, etwas höhere Temperaturen und trockenere Luft verkraften, bevor die Photosynthese nachließ. Gleichzeitig stieg die maximale Kohlenstoffaufnahme an jedem Optimum. Beispielsweise lag die Spitzen‑GPP bei der bevorzugten Lichtstärke im gedünnten Bestand etwa 13 Prozent höher als zuvor. Die Autorinnen und Autoren führen diese Zuwächse auf eine bessere Lichtverteilung im Kronendach, verbesserte Luftzirkulation und reduzierte Konkurrenz um Bodenwasser zurück, die zusammen Bäumen und Unterwuchs erlaubten, ihre Blätter auch unter anspruchsvolleren Bedingungen effizienter arbeiten zu lassen.

Wenn die Stellschrauben der Natur zusammenwirken

Im wirklichen Leben verändern sich Licht, Temperatur und Lufttrockenheit natürlich nicht einzeln. Heiße, helle Tage sind häufig auch trocken. Die Forschenden gingen daher über Einzelfaktoren‑Tests hinaus und suchten nach realistischen Kombinationen von Bedingungen, die die höchste beobachtete GPP lieferten. Vor der Dünnung beinhaltete die beste Mischung hohe, aber nicht extreme Sonneneinstrahlung, eine milde Temperatur von rund 23 °C, mäßig trockene Luft und relativ feuchten Boden. Unter diesen Umständen erreichte der Wald eine maximale Kohlenstoffaufnahme von etwa 0,98 Milligramm CO₂ pro Quadratmeter und Sekunde. Nach der Dünnung verschob sich die „beste Mischung“: Das Optimum lag bei nahezu gleichem Lichtniveau, aber wärmeren etwa 27 °C und trockenerer Luft, mit etwas feuchterem Boden, und die Spitzen‑GPP stieg auf ungefähr 1,11 Milligramm CO₂ pro Quadratmeter und Sekunde. Wichtig ist, dass diese realen Optima nicht einfach die theoretisch besten Einzelwerte jedes Faktors waren; sie spiegelten die Kompromisse und Wechselwirkungen aller vier Faktoren wider.

Was das für die Bewirtschaftung arbeitender Wälder bedeutet

Für eine allgemeine Leserschaft lautet die Kernbotschaft, dass Dünnung mehr bewirkte als nur Platz zu schaffen; sie veränderte tatsächlich die Umwelt‑„Komfortzone“, in der diese Plantage als Kohlenspeicher am effizientesten arbeitet. Nach der Dünnung konnte der Wald unter helleren, wärmeren und trockeneren Bedingungen gedeihen und die zusätzliche Energie eher in erhöhte Kohlenstoffaufnahme als in Stress umwandeln. Da der Klimawandel viele Regionen in Richtung heißerer und variablerer Wetterlagen verschiebt, wird das Verständnis und gegebenenfalls die Anpassung dieser optimalen Zone durch forstliches Management zunehmend wertvoll. Die Studie legt nahe, dass gut geplante Durchforstung in zu dichten subtropischen Plantagen sowohl die Holzproduktion erhalten als auch Wälder als wirksame, widerstandsfähige Kohlenstoffsenken in einer sich erwärmenden Welt unterstützen kann.

Zitation: Li, S., Xu, M., Yang, F. et al. Thinning altered the optimum photosynthetic environment in a subtropical coniferous plantation. Sci Rep 16, 4867 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35052-0

Schlüsselwörter: Bestandesdünnung, Kohlenstoffaufnahme, subtropische Plantage, Photosynthese, Klimaanpassung