Landnutzung zerstört Kohlenstoffspeicher
Pflanzen und Böden speichern 344 Milliarden Tonnen weniger
Stark beweidete Flächen tragen wesentlich zum Verlust von Kohlenstoffspeichern bei – laut LMU-Studie gehen rund 30 % des globalen Defizits auf die Ausweitung von Weideland zurück. (Bildquelle: © Judgefloro / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
Wälder, Böden und Vegetation speichern große Mengen Kohlenstoff – doch Abholzung, Landwirtschaft und Weidewirtschaft haben diese Speicher stark geschwächt. Eine LMU-Studie zeigt: 24 Prozent der natürlichen Speicher an Land sind verloren, rund 344 Milliarden Tonnen. Klimamodelle unterschätzen diesen Verlust deutlich.
Seit Jahrtausenden verändert der Mensch seine Umwelt. Schon die frühen Agrargesellschaften rodeten Wälder, um Felder anzulegen, oder nutzten Feuer, um Weideflächen zu schaffen. Mit der Industrialisierung beschleunigte sich diese Entwicklung, und heute sind rund drei Viertel der weltweiten Landoberfläche durch menschliche Eingriffe geprägt. Der Einfluss auf die globalen Kohlenstoffspeicher in Böden und Vegetation ist enorm – und bislang war unklar, wie groß das Defizit tatsächlich ist.
Globale Bestandsaufnahme mit Satelliten und KI
Das Team um Raphael Ganzenmüller von der LMU München hat hochauflösende Erdbeobachtungsdaten mit historischen Landnutzungsinformationen kombiniert und mithilfe von maschinellem Lernen die Differenz zwischen aktuellen und potenziellen Kohlenstoffspeichern berechnet. Unter „potenziell“ versteht man, wie viel Kohlenstoff Pflanzen und Böden unter heutigen klimatischen Bedingungen speichern könnten – ohne direkte menschliche Eingriffe.
Das Ergebnis: 344 Milliarden Tonnen Kohlenstoff fehlen weltweit, was einer Reduktion der Speicher um 24 Prozent entspricht. Besonders groß ist der Verlust in stark genutzten Regionen wie China, Europa, den USA und Teilen Südamerikas. Tropische Wälder, boreale Böden und gemäßigte Zonen außerhalb der Regenwälder zeigen die höchsten Defizite.
Haupttreiber: Weiden, Felder und Wälder unter Nutzung
Wie auch Böden Kohlenstoff speichern
Böden sind nicht nur Untergrund für Pflanzen, sondern auch gewaltige Kohlenstofflager. Wenn Pflanzen wachsen, nehmen sie CO₂ aus der Luft auf und wandeln es in Biomasse um. Abgestorbene Wurzeln, Blätter und Pflanzenreste werden von Mikroorganismen zersetzt und teilweise in Humus verwandelt. Dieser Humus enthält organische Kohlenstoffverbindungen, die über Jahrzehnte bis Jahrhunderte im Boden gespeichert bleiben können.
Wird der Boden aber gepflügt, stark gedüngt oder durch Abholzung freigelegt, gelangt Sauerstoff hinein und beschleunigt den Abbau organischer Substanz – der gespeicherte Kohlenstoff entweicht wieder als CO₂ in die Atmosphäre. Deshalb sind Böden entscheidend für das Klima: Sie speichern etwa doppelt so viel Kohlenstoff wie die Atmosphäre enthält.
Die Studie konnte auch die Ursachen des Defizits genau aufschlüsseln. Den größten Anteil hat die Ausweitung von Weideland mit 30 Prozent, gefolgt von Ackerbau mit 24 Prozent und der intensiven Bewirtschaftung von Wäldern mit 23 Prozent. Allein diese drei Faktoren erklären mehr als drei Viertel des weltweiten Kohlenstoffverlustes.
„Unsere Ergebnisse zeigen den tiefgreifenden menschlichen Einfluss auf den globalen Kohlenstoffkreislauf“, erklärt Ganzenmüller. „Das Defizit von 344 Milliarden Tonnen Kohlenstoff ist in der Größe vergleichbar mit den weltweiten CO₂-Emissionen aus Kohle, Öl und Erdgas der letzten 50 Jahre.“
Auch die Böden tragen erheblich zum Defizit bei: Rund ein Fünftel des verlorenen Kohlenstoffs steckt nicht in der Biomasse, sondern in den oberen 30 Zentimetern des Bodens. Besonders die Forstwirtschaft wirkt sich negativ auf die Bodenkohlenstoffspeicher aus, da Bewirtschaftung, Rodungen oder Brände den Humusabbau beschleunigen.
Unterschätzte Verluste in Klimamodellen
Eine weitere zentrale Erkenntnis betrifft die Klimaforschung selbst: Dynamische globale Vegetationsmodelle (DGVMs), die für viele Klimaprognosen genutzt werden, unterschätzen das Kohlenstoffdefizit im Schnitt um 37 Prozent. Diese Modelle bilden zwar die grundlegenden Prozesse zwischen Atmosphäre, Vegetation und Böden ab, erfassen aber wichtige Faktoren wie Waldmanagement, illegale Rodungen oder Kleinbauernwirtschaft nur unzureichend.
Fossile Emissionen und Landnutzung wirken zusammen: Das durch Abholzung und Landwirtschaft verursachte Kohlenstoffdefizit entspricht laut Studie in seiner Größenordnung den weltweiten CO₂-Emissionen aus Kohle, Öl und Gas der letzten 50 Jahre.
Bildquelle: © CEphoto, Uwe Aranas / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Damit besteht die Gefahr, dass das verbleibende „CO₂-Budget“, also die Menge an Treibhausgasen, die wir noch ausstoßen dürfen, überschätzt wird. Dieses Budget ist entscheidend, um die Erwärmung unter den Zielen des Pariser Abkommens zu halten: maximal 2 °C, möglichst aber 1,5 °C. Wird das Budget zu optimistisch berechnet, ist das 1,5-Grad-Ziel noch schwerer einzuhalten, weil die Spielräume für weitere Emissionen kleiner sind als gedacht.
Bedeutung für Klimapolitik
Für die Klimapolitik liefert die Studie wertvolle Handlungsoptionen. „Die Ergebnisse können beispielsweise für die Bewertung von Maßnahmen für die CO₂-Entnahme verwendet werden und unterstreichen das große Potenzial, welches in der Wiederherstellung von Kohlenstoffvorräten an Land für die Erreichung der globalen Klimaziele steckt“, sagt Julia Pongratz, Professorin für Physische Geographie und Landnutzungssysteme an der LMU.
Aufforstung und Wiederbewaldung, der Schutz bestehender Wälder, nachhaltige Forstwirtschaft, aber auch eine Umstellung von Ernährung und Landwirtschaft können helfen, verlorene Speicher zurückzugewinnen. Besonders relevant: Böden brauchen Jahrzehnte bis Jahrhunderte, um Kohlenstoffverluste wieder auszugleichen – eine Verzögerung, die mit dem engen Zeitplan internationaler Klimaziele kaum vereinbar ist.
Quelle:
Ganzenmüller, R. et al. (2025): Humans have depleted global terrestrial carbon stocks by a quarter. In: One Earth (15. August 2025). doi: 10.1016/j.oneear.2025.101392
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Titelbild: Stark beweidete Flächen tragen wesentlich zum Verlust von Kohlenstoffspeichern bei – laut LMU-Studie gehen rund 30 % des globalen Defizits auf die Ausweitung von Weideland zurück. (Bildquelle: © Judgefloro / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
