Das boreale Klima

Abstract

Das boreale Ökosystem umgibt die Erde oberhalb von etwa 48° N und umfasst Alaska, Kanada und Eurasien. Es ist nach den tropischen Wäldern das zweitgrößte Ökosystem der Welt und nimmt etwa 21 % der bewaldeten Landfläche der Erde ein (Whittaker und Likins 1975). In den kalten, feuchten Böden der borealen Wälder ist die Nährstoffausscheidung relativ gering. Whittaker und Likins (1975) schätzen die jährliche Nettoprimärproduktivität des borealen Waldes auf 800 g C m-2y-1 und der Tundra auf 140 g C m-2y-1, im Gegensatz zu tropischen Wäldern mit durchschnittlich 2200 g C m-2y-1 und gemäßigten Wäldern mit 1250 g C m-2y-1. Die relativ geringen Nährstoffzirkulationsraten in hohen Breitengraden führen jedoch zu relativ hohen langfristigen Kohlenstoffspeicherraten von durchschnittlich 30 bis 50 g C m-2y-1 (Harden et al. 1992), ein Ergebnis des relativ hohen Wurzelumsatzes von Bäumen, Sträuchern und Moosen bei relativ geringen Zersetzungsraten. In den letzten paar tausend Jahren haben diese unterirdischen Speicherprozesse ein großes und potenziell mobiles Kohlenstoffreservoir in den Toren und im Permafrost des borealen Ökosystems geschaffen. Derzeit wird geschätzt, dass das boreale Ökosystem etwa 13 % des Kohlenstoffs der Erde in Form von oberirdischer Biomasse und 43 % des Kohlenstoffs der Erde unterirdisch in den Böden gespeichert hat (Schlesinger 1991). Meridionale Gradienten in der atmosphärischen CO2-Konzentration deuten darauf hin, dass Wälder oberhalb von 40° N jährlich 1 bis 2 Gigatonnen Kohlenstoff speichern (Denning et al. 1995; Randerson et al. 1997), das sind fast 15 bis 30 % des Kohlenstoffs, der jedes Jahr durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Entwaldung in die Atmosphäre gelangt. Angesichts der enormen flächenmäßigen Ausdehnung des Ökosystems von etwa 20 Mio. km2 (Sellers et al. 1996b; >Abbildung A.45) können Verschiebungen des Kohlenstoffflusses von nur 50 g C m-2y-1 jährlich ein Gigaton Kohlenstoff in die Atmosphäre einbringen oder aus ihr entfernen. Aufgrund der Größe des borealen Waldes, seiner Empfindlichkeit gegenüber relativ kleinen Klimaschwankungen, seines Einflusses auf das globale Klima und den globalen Kohlenstoffkreislauf ist es daher von entscheidender Bedeutung, die Prozesse des borealen Ökosystems besser zu verstehen und in globalen Modellen korrekt darzustellen.