„Es braucht einen ganzheitlichen Blick auf das Ökosystem“
Unter unseren Füßen liegt eine oft übersehene Schatzkammer: der Waldboden. Er speichert große Mengen an Kohlenstoff (CO₂) und spielt somit eine zentrale Rolle für das Klima und die Waldökosysteme. Am Internationalen Tag des Waldes, dem 21. März, rückt die enge Verbindung zwischen Klimaschutz, Wäldern und wirtschaftlicher Nutzung in den Fokus. In ihrer Dissertation hat sich Dr. Theresa Lucia Klein-Raufhake vom Institut für Landschaftsökologie der Universität Münster intensiv mit dem Waldboden beschäftigt. Im Interview mit Kathrin Kottke erklärt sie, warum unterirdische Biodiversität und Bodenkohlenstoff für die Forschung und Forstpraxis von Bedeutung sind.
Beim Spaziergang durch den Wald richten wir unseren Blick oft nach oben zu den Bäumen. Sie hingegen beschäftigen sich mit dem, was darunter liegt. Warum ist gerade der Waldboden so interessant?
Der Waldboden ist weit mehr als nur der Untergrund, auf dem Bäume wachsen. Er ist ein komplexer Lebensraum. In einer Handvoll Waldboden leben Milliarden von Mikroorganismen sowie Pilze, Würmer, Insekten und viele andere Lebewesen. Sie zersetzen abgestorbene Pflanzenreste, bauen Nährstoffe um und sorgen so dafür, dass diese den Bäumen wieder zur Verfügung stehen. Außerdem wirkt der Boden wie ein Schwamm: Er speichert Wasser, filtert es und stabilisiert den Wasserhaushalt des Waldes.
Hat man denn erst in jüngerer Zeit erkannt, welche zentrale Rolle der Waldboden im Ökosystem spielt?
Nein, seine Bedeutung ist schon lange bekannt. Neu ist eher der Blick auf die Zusammenhänge. In meiner Arbeit habe ich Bodenbiodiversität und Kohlenstoffspeicherung gemeinsam betrachtet.
Warum ist diese Verbindung wichtig?
Weil die Prozesse eng miteinander verknüpft sind. Lange Zeit wurde entweder untersucht, wie viel Kohlenstoff Wälder speichern können oder wie vielfältig das Bodenleben ist. Tatsächlich steuern aber gerade die Bodenorganismen viele der Prozesse, die für die Kohlenstoffspeicherung entscheidend sind. Sie zersetzen Blätter, Nadeln oder Totholz, bauen organisches Material um und transportieren es in tiefere Bodenschichten. Dabei entsteht Humus, in dem ein Teil des Kohlenstoffs dauerhaft gebunden wird. In vielen Wäldern ist sogar mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in den Bäumen selbst.
Rund ein Drittel der Landfläche Deutschlands ist bewaldet, und der Großteil der Wälder wird forstwirtschaftlich genutzt. Welchen Einfluss hat das auf den Boden?
Genau dieser Frage bin ich in meiner Arbeit nachgegangen. Mich hat interessiert, wie forstliche Eingriffe den Waldboden beeinflussen. Dazu gehören die Intensität der Holzernte, die Zusammensetzung der Baumarten oder Maßnahmen wie Kalkungen. Auch die Rückegassen, also Fahrspuren für Forstmaschinen, spielen eine Rolle. Sie sind Teil der Waldinfrastruktur und können je nach Abstand bis zu einem Fünftel der Waldfläche einnehmen. All dies verändert die Lebensbedingungen für Bodenorganismen und beeinflusst somit Prozesse wie Zersetzung, Nährstoffkreisläufe oder Kohlenstoffspeicherung.
Geben Sie uns dafür doch mal ein Beispiel…Wälder mit einem hohen Anteil an Laubbäumen liefern in der Regel Streu, die schneller zersetzt wird. Eine basenreiche Laubstreu fördert das Wachstum von Mikroorganismen und kann die Versauerung des Bodens verlangsamen. Auch Forstarbeiten können Auswirkungen haben. Wo Maschinen regelmäßig fahren, kann sich der Boden verdichten. Dadurch verändern sich die Wasser- und Luftverhältnisse im Boden, was für viele Bodenorganismen ungünstig ist und Prozesse verändern kann.
Entscheidend ist also nicht nur, ob Wälder bewirtschaftet werden, sondern wie?
Genau. Eine standortangepasste Wahl der Baumarten und eine bodenschonende Bewirtschaftung können viele negative Effekte verringern und gleichzeitig die wichtigen Funktionen des Waldbodens erhalten.
Sie haben den Boden sowohl in Feldstudien als auch im Labor untersucht. Wie sind Sie dabei vorgegangen?
Wir haben in vier unterschiedliche Waldregionen Nordrhein-Westfalens, die typische mitteleuropäische Waldökosysteme repräsentieren, untersucht: von Eichen-Mischwäldern auf sandigen Böden im niederrheinischen Tiefland über Eichen-Hainbuchenwälder im Münsterland bis hin zu verschiedenen Buchenwäldern im Sauerland und in den Egge-Vorbergen. Die Standorte unterscheiden sich deutlich in ihrer Bodenbeschaffenheit, ihrem Nährstoffgehalt und ihrem Säuregrad. Dabei haben wir auf rund 200 Waldflächen mehr als 1.200 Bodenproben entnommen. Im Labor mussten anschließend fast eine halbe Tonne Boden analysiert werden.
Worauf haben Sie die Proben untersucht?
Wir haben eine Vielzahl bodenphysikalischer, -chemischer und -biologischer Eigenschaften untersucht. Dazu gehören unter anderem die Bestimmung des Kohlenstoff- und Stickstoffgehalts, die Messung des pH-Werts sowie verschiedene Parameter, die Rückschlüsse auf die mikrobielle Aktivität zulassen – etwa enzymkinetische Analysen oder die Bestimmung der mikrobiellen Biomasse.
Was sind die wichtigsten Ergebnisse Ihrer Studie?
Ein zentrales Ergebnis ist, dass sich Biodiversität, Waldstruktur und Kohlenstoffspeicherung im Boden nicht immer parallel entwickeln. Faktoren, die die Kohlenstoffspeicherung in den Bäumen erhöhen, wirken sich nicht automatisch auf den Kohlenstoff im Boden aus. Gleichzeitig konnten wir zeigen, dass die Zusammensetzung der Baumarten einen starken Einfluss auf die biologische Gemeinschaft und viele Prozesse im Boden hat. In unseren Daten unterschieden sich die Lebensgemeinschaften verschiedener Organismengruppen – darunter auch Bodenmikroorganismen deutlich zwischen Laub- und Nadelbaumbeständen. Baumarten prägen über die Eigenschaften ihrer Streu und Wurzeln die chemischen und biologischen Bodeneigenschaften und beeinflussen damit indirekt die Humusbildung und Kohlenstoffstabilisierung.
Entscheidend ist also eine vielfältige Waldentwicklung, die sowohl die oberirdische Struktur als auch die Prozesse im Boden berücksichtigt.
Richtig. Wenn Wälder artenreich sein und gleichzeitig Kohlenstoff speichern sollen, reicht es nicht, nur einen einzelnen Faktor zu betrachten. Es braucht einen ganzheitlichen Blick auf das Ökosystem und ein vielfältig gestaltetes Landschaftsbild.
Was bedeutet das für die Praxis?
Es gibt verschiedene Maßnahmen, die dazu beitragen, wichtige Bodenprozesse zu erhalten. Dazu gehören eine standortangepasste Bestockung mit hohem Laubbaumanteil, das Belassen von Totholz und eine bodenschonende Holzernte. Solche Maßnahmen fördern die Biodiversität im Boden und stärken auch die Klimaschutzfunktion des Waldes. Die Ziele der Holzproduktion, Biodiversitätsförderung und Kohlenstoffspeicherung lassen sich am besten dort verbinden, wo unterschiedlich bewirtschaftete Bestände zusammenwirken.
Kurzvita
Dr. Theresa Lucia Klein-Raufhake studierte Biowissenschaften und Landschaftsökologie an der Universität Münster. Von 2020 bis 2025 war sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin am Institut für Landschaftsökologie tätig. 2025 schloss sie ihre Promotion mit dem Titel „Management intensity effects on carbon stocks and soil in temperate forests“ ab. Seitdem arbeitet sie als Postdoktorandin in der Arbeitsgruppe Biodiversität und Ökosystemforschung im Projekt „SQUEEZE – Schutz der schwindenden arktischen Tundra: Potential, Planung und Kommunikation“.