Wie viel Kohlenstoff enthält ein Wald?

Dafür gibt es einige etablierte Methoden. Beispielsweise erfolgt die Schätzung der C-Bestände und -Flüsse von Wäldern für nationale C-Konten, die vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) für die globale Berichterstattung verwendet werden.

Die übliche Methode besteht darin, den Durchmesser aller Bäume in einem definierten Bereich zu messen (ein Grundstück, z. B. wie Sie es vorschlagen, mit 100 Quadratmetern), dann allometrische Gleichungen zu verwenden, um entweder das Volumen oder die Biomasse jedes Baums abzuschätzen, und dies dann in C umzuwandeln ( das sind einfach 50 % der gesamten Trockenbiomasse). Dadurch erhalten Sie den C-Bestand aller Bäume in Ihrer Parzelle, der dann auf Wunsch auf den gesamten Wald hochskaliert werden kann (Sie bräuchten viele Parzellen, um eine glaubwürdige Schätzung vorzunehmen).

Allometrische Gleichungen variieren zwischen Baumarten aufgrund ihrer Unterschiede in Form und Holzdichte. Der allgemeine C-Anteil variiert jedoch kaum zwischen den Arten, er liegt immer nahe bei 50 % der Biomasse. Es ist besser, allometrische Gleichungen zu verwenden, die für die zu messende Baumart spezifisch sind, aber wenn keine verfügbar sind, können Sie eine generische Gleichung verwenden:

Für lebende Baumbiomasse werden die Durchmesser einer Baumprobe gemessen und unter Verwendung allometrischer Biomasse-Regressionsgleichungen in Biomasse- und Kohlenstoffschätzungen umgewandelt. Solche Gleichungen existieren für viele Waldtypen; einige sind artspezifisch, während andere, insbesondere in den Tropen, eher generischer Natur sind (z. B. Alves et al., 1997; Brown, 1997; Schroeder et al., 1997). Das Fällen und Wiegen einer ausreichenden Anzahl von Bäumen, um die Größe und Artenverteilung in einem Wald darzustellen, um lokale allometrische Regressionsgleichungen mit hoher Präzision zu erstellen, insbesondere in komplexen tropischen Wäldern, ist äußerst zeitaufwändig und kostspielig und kann die Mittel der meisten Projekte übersteigen . Der Vorteil der Verwendung generischer Gleichungen, die nach ökologischen Zonen stratifiziert sind (z. B. trocken, feucht und nass; siehe Brown, 1997), besteht darin, dass sie tendenziell auf einer größeren Anzahl von Bäumen basieren (Brown, 1997) und decken einen größeren Durchmesserbereich ab; diese Faktoren erhöhen die Genauigkeit der Gleichungen. Ein Nachteil besteht darin, dass die generischen Gleichungen die wahre Biomasse der Bäume im Projekt möglicherweise nicht genau widerspiegeln.

Wenn Sie bereits über Holzvolumendaten verfügen, die häufig für Produktionswälder verfügbar sind, können Sie einen Biomasse-Erweiterungsfaktor verwenden , um das Volumen in Biomasse und dann in C umzurechnen.

Eine andere Methode ist die Verwendung von Lidar (Laserscanning), um ein 3D-Modell der Bäume in Ihrer Parzelle zu erstellen und dann ihr Volumen zu berechnen -> Biomasse -> C.

Da Bäume der am einfachsten zu messende Bestandteil des Waldes sind, gibt es Methoden, um die anderen C-Pools (Streu, Boden, Wurzeln, Totholz) abzuschätzen, da es im Allgemeinen zu schwierig und zeitaufwändig ist, diese zu messen. Beispielsweise beträgt Totholz im Allgemeinen 5-40 % des C von lebenden Bäumen, aber idealerweise würden Sie eine Schätzung auf der Grundlage eines ähnlichen Waldtyps verwenden.

Sie erwähnen ausdrücklich den Klimaxwald - obwohl die Methode für alle Wälder gleich ist, ist sie für Klimaxwälder wahrscheinlich weniger genau, da sie in der Regel variabler in der Baumgröße sind und die meisten Allometrien für kleinere Bäume (z. B. in Plantagen) und entwickelt wurden sind für größere Bäume normalerweise nicht so genau. Um die Genauigkeit zu verbessern, müssten Sie einige Bäume fällen und alle ihre Komponenten messen, um Ihre eigenen Allometrien abzuleiten.

Übrigens haben Eukalyptus- und Nadelwälder in gemäßigten Regionen die höchsten C-Vorräte pro Flächeneinheit aller Wälder.

Diese Frage ist sehr weit gefasst und würde viele Berechnungen erfordern. Ich werde mich auf das Kohlendioxid in den Bäumen konzentrieren, hoffentlich können einige andere Benutzer Details in Bezug auf den Organismus und seine Kohlendioxidspeicherung hinzufügen.

Ich habe einen Artikel gefunden ( R. Jandl et al., (2007)) , der einige Berechnungen durchgeführt hat, diese Seite leistet wirklich gute Arbeit bei der Erklärung dieser Berechnungen, also werde ich das zitieren:

Wenn Bäume Photosynthese betreiben, verwenden sie Kohlendioxid (CO ₂ ) aus der Atmosphäre mit Wasser aus Regen oder Bewässerung und Nährstoffe aus dem Boden, um Kohlenhydrate zu bilden, die die Biomasse des Baumes bilden, aber wie viel Kohlenstoff wird von einem Baum in diesem Prozess hergestellt? Forscher der Ecometrica haben es herausgefunden! Die Menge an Kohlenstoff, die ein Baum speichert, hängt von seiner Größe ab, die wiederum von Faktoren wie Arten, lokalen Umweltbedingungen und der Art der Bewirtschaftung beeinflusst wird. Bei dem Versuch, eine einfache Antwort auf diese Frage zu finden, haben Forscher von Ecometrica für einen kurzen Moment ungefähr prozentual aufgeschlüsselt, wie viel Kohlenstoff in jedem Element eines typischen Baums (den Ästen, den Blättern, dem Stamm und den Wurzeln) gespeichert ist einfache Rechnung.

Sie verwendeten forstwirtschaftliche Standardverfahren, um die Menge an Kohlenstoff zu schätzen, die in Stamm, Ästen, Wurzeln und Blättern einer ausgewachsenen Platane (Acer pseudoplatanus) enthalten ist, die in der Nähe ihres Büros in Edinburgh gefunden wurde und einen Durchmesser von 52 cm und eine Stammhöhe von 12 m hat .

Zuerst maßen sie die verschiedenen Teile des Baumes und aus diesen Messungen; Sie berechneten ihre Volumina, die dann zur Berechnung der Biomasse (Masse der lebenden Substanz in Pflanzengewebe) verwendet wurden: Der Radius des Stammes in 1,3 m über dem Boden (r1 = 26 cm) und an der Spitze des Stammes (r2 = 20 cm) und der Höhe des Stammes (h = 12 m) Sie nutzten bekannte Beziehungen zwischen der Biomasse des Stammes und der Biomasse von Wurzeln, Ästen und Blättern, um die Gesamtbiomasse des Baumes abzuschätzen: Das Stammvolumen wurde mit geschätzt Gleichung für das Volumen eines Kegelstumpfes:           

was ein geschätztes Stammvolumen von 2,0 m3 ergab. Die Holzdichte von Bergahorn beträgt ungefähr 620 kg/m3, also unter Verwendung der Gleichung:

Masse = Dichte × Volumen die Stängelbiomasse betrug 1243 kg oder ungefähr 1,2 Tonnen. Die Biomasse der Wurzeln, Äste und Blätter einer Bergahorne macht bekanntermaßen etwa 26 %, 11 % bzw. 1 % der gesamten Biomasse aus. Diese Anteile wurden verwendet, um die Gesamtbiomasse des Baumes abzuschätzen, ohne Wurzeln ausgraben oder Äste fällen zu müssen. Zusammenfassend hatte der Bergahorn einen Stamm mit einer Biomasse von 1,2 Tonnen, Wurzeln von 0,5 Tonnen, Zweige von 0,2 Tonnen und Blätter von 0,02 Tonnen, was eine Gesamtbiomasse von 2 Tonnen ergibt.

Der Kohlenstoffgehalt von Holz (Stängel, Äste und Wurzeln) und der Blätter beträgt etwa 50 % ihrer Biomasse. Die Multiplikation der gesamten Biomasse mit dem Kohlenstoffanteil dieser Biomasse ergibt eine Schätzung der gesamten im Baum gespeicherten Kohlenstoffmenge, die in diesem Fall genau 1 Tonne betrug! Jede Tonne Kohlenstoff entspricht etwa 3,67 Tonnen CO ₂ .

Dann hängt die weitere Berechnung wirklich von der Dichte der Bäume im Wald ab (wenn Sie die genaue Anzahl wissen, lassen Sie es mich wissen). Es gibt viele Artikel, die einige Zahlen angeben, die Reichweite basiert auf diesen Artikeln irgendwo zwischen 30 und 400 (und einige sogar 1200 Bäume). Ich habe die Daten aus diesem Artikel verwendet, die die optimale Dichte für den Anbau gemessen haben. Ich bin davon ausgegangen, dass der Höhepunktwald einfach natürlich ist, also habe ich einfach 400 Bäume pro Morgen gepflückt (das ist natürlich nur eine Vermutung und ich habe das nur für alle Bäume verallgemeinert, aber ich habe 400 in einem anderen Artikel gesehen ): Dann können wir einfach ein bisschen rechnen für das Kohlendioxid für die Bäume:

Gesamt-CO _{2 für die Bäume} = 400 x 3,67 = 1468 Tonnen

Lassen Sie mich wissen, ob jemand die Baumdichte eines Höhepunktwaldes finden kann

Es ist sicherlich möglich, eine Schätzung vorzunehmen, und andere Antworten haben bereits auf die verwendeten Methoden eingegangen. Zur zugrunde liegenden Frage, wie viel dies zur Speicherung von Kohlenstoff beiträgt: Lewis et al . haben eine Studie (in Nature) veröffentlicht, in der sie die über lange Zeiträume in afrikanischen Tropenwäldern gespeicherte Kohlenstoffmenge abschätzen. Sie kombinierten dies mit anderen Veröffentlichungen und schätzten, dass 1,3 Pg C yr-1 in den tropischen Wäldern unseres Planeten gespeichert sind.