Wendepunkt im Holzbau: Neue Wirtschaftsformen 9783035608595, 9783035610277

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WENDEPUNKT IM HOLZBAU

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WENDE Neue PUNKT Wirtschafts IM HOLZ formen BAU Ulrich Dangel

Birkhäuser Basel

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Vorwort Unsere Gesellschaft steht gegenwärtig vor zwei größeren Herausforderungen: dem von Menschen verursachten Klimawandel und der Notwendigkeit, Wohnraum für die stetig wachsende Weltbevölkerung zu schaffen. Seit der industriellen Revolution vertrauen wir auf Stahl und Beton als Baumaterialien zur Errichtung unserer Städte. Ihre Veredelung und Verarbeitung verbraucht hohe Mengen an Energie, die hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Energieträger gewonnen wird. Im Ergebnis wurde Kohlenstoff, der Millionen Jahre lang im Boden eingelagert war, im relativ kurzen Zeitraum von etwa 150 Jahren als Kohlendioxid in die Erdatmosphäre freigesetzt, was erheblich zu dem heute beobachteten Klimawandel beiträgt. Insbesondere fällt bei der Herstellung von Zement (dem Schlüsselbestandteil von Beton) pro Tonne Zement eine Tonne Kohlendioxid an. Dies ist damit einer der umweltschädlichsten Prozesse in der Bauindustrie. Um künftigen Generationen ausreichenden Wohnraum bereitzustellen und gleichzeitig die Auswirkungen auf unsere Umwelt zu verringern, müssen wir überdenken, wie in Zukunft gebaut werden soll.

Vorwort Ulrich Dangel

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Holz ist ein wahrhaft erneuerbares Baumaterial, das unbegrenzt zur Verfügung steht, wenn beim Wachstum der Wälder und der Ernte der Bäume die Prinzipien der Nachhaltigkeit angewendet werden. Bäume speichern während ihres Wachstums durch Fotosynthese Kohlenstoff und geben gleichzeitig Sauerstoff ab. Wenn Holz verrottet oder verbrennt, wird nur so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt, wie während des Wachstums aufgenommen wurde, sodass sich ein kohlenstoffneutraler Lebenszyklus ergibt. Aktuelle technologische Fortschritte in der Verarbeitung erlauben den Einsatz von Holz für die Errichtung mehrgeschossiger Gebäude, durch die unsere Gebäude und Städte von Quellen für CO2-Emissionen zu Kohlenstoffsenken werden könnten. Dieses Buch versammelt zwingende Argumente für einen vermehrten Einsatz von Holz als einer Alternative zu Baumaterialien, die auf fossilen Brennstoffen beruhen. Es will aufzeigen, dass ein integrierter Ansatz positive Auswirkungen auf die Umwelt, die örtliche Wirtschaft und insgesamt auf die Baukultur haben kann. Ulrich Dangel AIA, NCARB, ARB, Dipl.-Ing. Architekt Austin, Texas, Frühjahr 2016

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7 INHALT 8 Vorwort von Hermann Kaufmann 11 Forstwesen und Nachhaltigkeit 12 Die Wälder der Erde 16 Entwaldung 20 Klimawandel 24 Kohlenstoffkreislauf und Wälder 30 Nachhaltige Forstwirtschaft 36 Zertifizierungssysteme 41 Werkstoffe und Herstellung 42 Forstprodukte 50 Kohlenstoffbindung und Substitutionspotenzial 54 Industrie und Holznutzung 58 Wiederverwendung und Wiederverwertung 62 Ökobilanzierung 68 Globalisierungstrends 75 Handwerk und Konstruktion 76 Das Zimmermannshandwerk 84 Holzbausysteme 98 Holzwerkstoffe 108 Mischbauweise und Verbundbauteile 114 Vorfabrikation und individualisierte Massenfertigung 120 Holztechnologie und digitale Fertigung 127 Werte und Wahrnehmung 128 Tradition und Zukunft des Handwerks 132 Authentizität und Widerspruch 136 Verwitterung und Erhaltung 146 Gesundheit und Wohlbefinden 153 Potenzial und Ausblick 154 Holz in der Stadt 160 Bauen im Bestand 166 Mehrgeschossiger Holzbau 174 Schnell verfügbarer Wohnraum 178 Regionale Wertschöpfung 182 Zukünftige Entwicklungen 188 Biografie, Dank 189 Literaturauswahl 190 Abbildungsnachweis

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8 Vorwort Wir leben an einem entscheidenden Wendepunkt und spüren deutlich, dass Änderungen unseres Lebensstils nötig sind, um auch unseren Nachkommen eine lebenswerte Zukunft zu ermöglichen. Der Übergang vom fossilen ins biogene Zeitalter ist im Gange, zumindest nimmt man in vielen Bereichen des täglichen Lebens Bemühungen und Entwicklungen hin zu nachhaltigen Strategien wahr. Diese Themen sind noch sehr jung, erst ein halbes Menschenleben alt. Als ich vor vierzig Jahren Architektur studiert habe, war von ressourceneffizientem Bauen noch keine Rede. Auch war ich als Sohn eines Zimmermanns sehr verwundert, wie unmotiviert und rückständig uns angehenden Architekten das Thema Holzbau vermittelt wurde. Die Moderne mit ihren Baustoffen Stahl und Beton war eben noch nicht vorbei, und ihr ist es zuzuschreiben, dass der Baustoff Holz einfach vergessen wurde.

Aber das ändert sich derzeit weltweit. Nach zwanzig Jahren Forschung und Entwicklung zum Thema Energieeinsparung im Betrieb von Gebäuden und der Einführung regenerierbarer Energien stellt sich die Frage nach der Herkunft der knapp werdenden Ressourcen. Der Ruf nach nachwachsenden Rohstoffen ist gerade beim Bauen unüberhörbar, und so ist Holz aufgrund seiner Verfügbarkeit und seinen außerordentlichen guten Eigenschaften zu einem vielversprechenden Material für die Zukunft des Bauens geworden. Galt mehrgeschossiges Bauen mit Holz noch vor wenigen Jahren als undenkbar, haben wir heute schon Höhen von achtzehn Geschossen erreicht und auch die Bauvolumen der umgesetzten Holzbauten werden immer größer. Damit einher geht auch der stete Wiedereinzug von Holz in den urbanen Raum. Noch sind es Anzeichen, aber der Trend wird sich verstärken, wenn jetzt die richtigen Maßnahmen ergriffen werden. Dazu gehört vor allem die umfassende Ausbildung aller in der Holzkette tätigen Professionen. Erfahrungen zeigen deutlich, dass hoher Wissensstand Garant für eine erfolgreiche Umsetzung einer neuen Holzbaustrategie ist: angefangen im Forst über die Säge- und Holzindustrie und die Holzbaubetriebe – insbesondere auch deren Mitarbeiter – bis hin zu den Planenden und nicht zu vergessen den Bewilligungsbehörden. Damit sind viele Bildungseinrichtungen gefordert, ganz entscheidend die Berufs- und Fachausbildungen in den spezifischen Bauberufen und die akademische Ausbildung von Ingenieuren und Architekten. Parallel dazu ist es notwendig, verstärkt fachlich vertiefte Informationen zu publizieren, um den Stand der Technik für alle bereitzustellen, aber auch verstärkte Anstrengungen zu unternehmen, konstruktiv und bauphysikalisch gesicherte Standards festzulegen, damit Bauen mit Holz vereinfacht wird. Das bedurfte bei allen modernen Bauweisen konzentrierte Entwicklungsarbeit, und auch der Holzbau benötigt ausreichend Zeit und koordinierte Ressourcen, um diese Ausbildungs- und Standardisierungsziele zu erreichen. Meines Erachtens wird sich die schon eingeleitete Entwicklung im Holzbau beschleunigen, da der politische und gesellschaftliche Wille, nachhaltig zu bauen, nicht mehr zu übersehen ist.

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Das vorliegende Buch von Ulrich Dangel erzählt in übersichtlicher und interessanter Art und Weise die umfassende Geschichte des Holzbaus, vom Wald bis zum fertigen Gebäude, und wird so zum längst fälligen und wichtigen Motivator für die Wiedereinführung einer alten Bautradition unter neuen Vorzeichen. Erst das grundlegende Verständnis dafür, warum es sinnhaft und dringend an der Zeit ist, nachwachsende Rohstoffe als die zukünftigen modernen Materialien zu sehen, motiviert, diesem Weg in die Zukunft zu folgen. Dieses Buch ist ein wichtiger Beitrag dazu.

Vorwort Hermann Kaufmann

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Hermann Kaufmann Univ.-Prof. DI

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12 Die Wälder der Erde Heute bedecken Wälder weltweit rund 4 Milliarden Hektar; das entspricht rund 30 Prozent der gesamten Landfläche der Erde.1 Die Waldvegetation verteilt sich in großen Streifen um den Planeten, deren Aufbau und Merkmale vom Breitengrad und der jeweiligen Klimazone abhängen. Satellitenbilder zeigen drei unterschiedliche Muster: Der boreale Nadelwald nahe dem Nordpol erstreckt sich über große Teile Alaskas, Kanadas, Skandinaviens und Russlands. Weiter vom Pol entfernt ziehen sich die Wälder der gemäßigten Klimazone der nördlichen Hemisphäre über Nordamerika, Europa und Asien. Aufgrund des höheren Anteils von Meer gegenüber Land auf der Südhalbkugel nehmen die entsprechenden Wälder hier nur relativ kleine Küstengebiete Südamerikas, des südlichen Afrikas, Australiens und Neuseelands ein. Als dritter reicht der Streifen der subtropischen und tropischen Wälder von Zentral- und Südamerika über Afrika und den indischen Subkontinent bis nach Südostasien.2

Wälder sind an Land die vorherrschenden und biologisch vielfältigsten Ökosysteme der Erde. Sie bilden den Lebensraum für mehr als 80 Prozent der an Land lebenden Tiere, Pflanzen und Insekten.3 Die Zahl der Menschen, die Produkte des Waldes nutzen, um ihre Grundbedürfnisse nach Nahrung, Energie und Unterkunft zu befriedigen, geht in die Milliarden.4 Wälder liefern der Menschheit nicht nur Holz, eine der nachhaltigsten Ressourcen, sondern auch eine Reihe wichtiger Nichtholzprodukte (non-timber forest products / ntfp), darunter Kautschuk, Kork, Früchte und Inhaltsstoffe für Arzneimittel.5 Die Energiegewinnung aus Holz, zum Beispiel in Form von Brennholz und Holzkohle, ist in den ländlichen Gebieten weniger entwickelter Länder oft die einzige Energiequelle; es wird geschätzt, dass rund 2,4 Milliarden Menschen weltweit Holz zum Kochen verwenden. In Form von Hackschnitzeln und Pellets wird Holz auch zunehmend für häusliche Heizzwecke in den entwickelten Ländern eingesetzt, um dadurch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu vermindern.6 Wälder spielen eine entscheidende Rolle im Wasserkreislauf, weil sie die Oberflächenwasser- und Grundwasserströme regulieren und durch natürliche Filtrierung zur Erhaltung einer hohen Wasserqualität beitragen. Sie helfen bei der Verhinderung von Bodenerosion, Erdrutschen, Überflutungen und Dürren und vermindern das Risiko von Wüstenbildung und Versalzung. Bewaldete Wassereinzugsgebiete speisen die Flüsse und sind entscheidend für die Bereitstellung eines großen Teils des weltweit für häusliche, landwirtschaftliche und industrielle Zwecke benötigten Süßwassers.7 Indem sie Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit regulieren, können Wälder günstige Mikroklimate schaffen, die in bestimmten Regionen den Anbau von landwirtschaftlichen Erzeugnissen begünstigen.8 Der Sauerstoff in der Luft, den die meisten Landlebewesen benötigen, ist das Ergebnis der Fotosynthese. Sie ist ein natürlicher Vorgang, bei dem Pflanzen die Sonnenenergie nutzen, um die Nahrung zu erzeugen, die sie für ihr Leben und ihr Wachstum benötigen. Wasser und Mineralien aus dem Erdboden werden von den

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Wurzeln bis zu den Nadeln oder Blättern eines Baumes transportiert, die zugleich Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Chlorophyll, ein Biomolekül, das in spezialisierten Zellen, den sogenannten Chloroplasten, enthalten ist, verwendet die Energie des Sonnenlichts, um Kohlendioxid (CO2) und Wasser in Sauerstoff (O2) und Kohlenhydrate wie zum Beispiel Glucose umzuwandeln – einen lebenswichtigen Nährstoff, den die Bäume für ihr Wachstum benötigen. Der Baum gibt den entstandenen Sauerstoff in die Atmosphäre ab und erhält damit das Leben von Tieren und Menschen.9 Im Kampf gegen den CO2-Anstieg in der Atmosphäre kommen Wäldern und der Fotosynthese ebenfalls entscheidende Bedeutung zu, weil durch sie die Auswirkungen der CO2-Emissionen auf die Umwelt vermindert werden.

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Wälder leisten einen wichtigen Beitrag zur Gesundheit des Planeten und zum Wohlbefinden seiner Bewohner. Diese lebenswichtigen Ökosysteme gegen konkurrierende menschliche Interessen zu schützen, ist eine der weltweit größten Herausforderungen.

1 Global Forest Resources Assessment 2015. Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2015. S. 3. 2 Pan, Yude. „The Structure, Distribution, and Biomass of the World's Forests“. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. Bd. 44 (2013). S. 595. 3 Vital Forest Graphics. United Nations Environment Programme, Food and Agriculture Organization of the United Nations, United Nations Forum on Forests, 2009. S. 38. 4 State of the World's Forests 2014. Rom: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2014. S. xiii. 5 Wegener, Gerd. „Forests and their Significance“. Building with Timber: Paths into the Future. Hg. v. Hermann Kaufmann und Winfried Nerdinger. München: Prestel, 2011. S. 10. 6 State of the World's Forests 2014. S. xiii. 7 Forests and Water: International Momentum and Action. Rom: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2013. S. 1–2. 8 Vital Forest Graphics. S. 33. 9 Fact Sheet: Photosynthesis. Portland, OR: Oregon Forest Resources Institute.

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Tropischer und subtropischer Wald Wälder der temperierten Zone Borealer Wald

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Zucker C6H12O6 = Wachstum

Licht Light

Kohlendioxid 6 2CO2 Carbon Dioxide 6CO

Oxygen 6O2 Sauerstoff

6 O2

Water 6H62OH2O Wasser

6 CO2 + Kohlendioxid

6 H2O Wasser

Licht Light

C6H12O6 Zucker

+

6 O2 Sauerstoff

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1 Die Wälder der Erde 2 Fotosynthese 3 Borealer Wald in Nordfinnland 4 Tropischer Regenwald in Thailand 5 Wald in der gemäßigten Klimazone der USA

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16 Entwaldung Entwaldung ist als die dauerhafte Umwandlung von Waldgebieten in waldlose Gebiete definiert und geschieht in allen Regionen der Erde aus vielen unterschiedlichen Gründen. Das Bevölkerungswachstum und der daraus resultierende Bedarf nach mehr Land lassen sich als wichtige zugrunde liegende Ursachen der Entwaldung bestimmen.1 Darüber hinaus werden Bäume geschlagen, um als Brenn- oder Bauholz verwendet oder verkauft zu werden. Zu großflächiger Entwaldung kommt es aber vor allem dann, wenn Wald für landwirtschaftliche Nutzung gerodet wird, insbesondere für den Anbau hoch profitabler landwirtschaftlicher Erzeugnisse wie Ölpalmen, Sojabohnen, Zuckerrohr und Reis. Häufig werden Wälder auch gerodet, um Viehweiden für die Fleischproduktion zu gewinnen.2 Anders als allgemein angenommen, ist das Schlagen von Tropenholz selten der Hauptgrund für Entwaldung. Hier schaffen jedoch die angelegten Straßen für den Abtransport der Hölzer tendenziell einen leichten Zugang zu zuvor unberührten Gebieten und erleichtern damit die Rodung der dortigen Wälder und die Umnutzung des Landes für andere Zwecke.3

In den vergangenen 25 Jahren sind die Waldflächen weltweit von 4,1 Milliarden Hektar auf knapp unter 4 Milliarden Hektar zurückgegangen, was einer Abnahme um 3,1 Prozent entspricht.4 Die Gewinne und Verluste von Waldgebieten weltweit zu verfolgen, ist ein sehr schwieriges Unterfangen, selbst mit hochauflösenden Satellitenbildern.5 Im Laufe der Geschichte ereignete sich Entwaldung häufiger in gemäßigten als in subtropischen und tropischen Regionen, weshalb Europa heute der Kontinent mit dem geringsten Anteil verbliebener ursprünglicher Wälder ist.6 In den vergangenen Jahrzehnten jedoch war die Rate der Umwandlung von Wäldern in Nichtwaldgebiete in den Tropen am höchsten, wo seit 1990 kontinuierliche Verluste zu verzeichnen sind.7 Im Zuge der Globalisierung reagieren viele tropische Entwicklungsländer auf Nachfragen des Weltmarktes, indem sie neue Exportchancen nutzen. Dies beschleunigt die Entwaldung, häufig durch Brandrodung, bei der die gewonnene Fläche anschließend als landwirtschaftliche Anbaufläche oder als Weidefläche für Nutztiere verwendet wird. Zu den Ländern, die jährlich den größten Rückgang an Waldgebieten verzeichnen, zählen Brasilien, der weltweit zweitgrößte Produzent von Sojabohnen und Rindfleisch, und Indonesien, ein Hauptlieferant von Palmöl.8 Myanmar, Nigeria und Tansania komplettieren die Liste der fünf Länder mit den höchsten Nettoverlusten von Waldgebieten. Im Gegensatz dazu hat die Waldfläche in Ländern der gemäßigten Klimazone zugenommen, darunter Australien, Chile und die usa, während insbesondere die Volksrepublik China ein Vorreiter großflächiger Wiederaufforstungsprogramme ist.9 Die Zunahme von Waldgebieten in den entwickelten Ländern lässt sich auf grundsätzliche Veränderungen der Anbaumethoden in den 1940er- und 1950er-Jahren zurückführen, als die dortige Landwirtschaft von Zugtieren zu Traktoren und mechanischen Gerätschaften überging. Die gesteigerte Produktivität, substanzielle Ertragsgewinne und der zurückgehende Bedarf an Weideland ließen die Umwandlung von Acker- in Wald-

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land zu, und dieser Trend setzt sich auch heute fort.10 In der borealen und subtropischen Klimazone hat sich der Anteil der Waldgebiete in diesem Zeitraum kaum verändert.11 Nach der Verbrennung fossiler Energieträger gilt Entwaldung als der zweitgrößte Faktor für den Anstieg der Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre. Entwaldung und die Schädigung von Wäldern sind verantwortlich für 12 Prozent der von Menschen verursachten Treibhausgase, die bei der Rodung, dem Verbrennen aus dem Wald stammender Biomasse sowie der Zersetzung von Pflanzenresten und des Kohlenstoffs aus dem Erdboden freigesetzt werden.12 Das Abholzen von Bäumen ohne ausreichende Aufforstung hat nicht nur einen negativen Einfluss auf die Kohlenstoffaufnahme- und -speicherfähigkeit des Waldes. Es bringt auch den Verlust aller Ressourcen des Waldes – Holz und Nichtholzprodukte – sowie negative Auswirkungen auf Wasser, Böden und Artenvielfalt mit sich.13

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Ein Versuch, dem in den Wäldern gespeicherten Kohlenstoff einen finanziellen Wert zu verleihen, ist das Programm Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (Verringerung von Emissionen aus Entwaldung und Waldschädigung / redd) der Vereinten Nationen. Es bietet Entwicklungsländern Anreize und strategische Ansätze, ihre Waldflächen zu erhalten und nachhaltig zu bewirtschaften.14 Diese Initiative gilt vielen als eine vielversprechende Lösung im Kampf gegen den weltweiten Klimawandel.15 Das Schicksal der Wälder der Erde wird von verantwortungsbewusstem Regieren, vernünftigen Land- und Ressourcenrechten sowie der Entwicklung nachhaltiger, effizienterer Strategien bei der Erzeugung von Nahrungsmitteln und anderen Handelsprodukten abhängig sein.16

1 Vital Forest Graphics. United Nations Environment Programme, Food and Agriculture Organization of the Uni-

ted Nations, United Nations Forum on Forests, 2009. S. 12. 2 Vital Forest Graphics. S. 20–23. 3 Vital Forest Graphics. S. 11–12. 4 Global Forest Resources Assessment 2015. Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2015. S. 14. 5 Global Forest Resources Assessment 2015. S. 3. 6 Vital Forest Graphics. S. 11. 7 Global Forest Resources Assessment 2015. S. 14. 8 Vital Forest Graphics. S. 20–23. 9 Global Forest Resources Assessment 2015. S. 15. 10 Fernholz, Kathryn. „Understanding Your Environment: Forest, Trees, and Responsible Wood Products“. Austin, TX. 22. Jan. 2014. Vortrag. 11 Global Forest Resources Assessment 2015. S. 14. 12 Van der Werf, Guido R. „CO2 Emissions from Forest Loss“. Nature Geoscience. Bd. 2. November 2009. S. 737. 13 Vital Forest Graphics. S. 12. 14 „United Nations Environment Programme“. REDD+. Internet, abgerufen am 14. Sept. 2015. 15 Vital Forest Graphics. S. 12. 16 Sizer, Nigel. „Tree Cover Loss Spikes in Russia and Canada, Remains High Globally“. World Resource Institute, 2. April 2015. Internet, abgerufen am 14. Sept. 2015.

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Zugewinn (netto)

Verlust (netto)

Mehr als 500 000 ha

Mehr als 500 000 ha

>100 000–500 000 ha

>100 000–500 000 ha

>10 000–100 000 ha

>10 000–100 000 ha

Keine Veränderung

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März 1977

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11. April 2008

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28. Juni 1975

16. August 2009

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1 Jährlicher Nettogewinn und -verlust an Waldfläche

pro Land (1990–2015) 2 Brandrodungswirtschaft in Rondônia, westliches Brasilien 3 Mehrere Brandrodungen in Pará, Brasilien, um Waldflächen für die Landwirtschaft zu erschließen. Foto aus der Internationalen Raumstation (ISS). 4 Entwaldung 5 Veränderung der Landnutzung durch Ackerbau und Viehzucht, Gran Chaco, Paraguay. 6 Änderung der Landnutzung in Rondônia, dem Bundesstaat mit der höchsten Waldverlustrate im brasilianischen Amazonasgebiet

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20 Klimawandel Im Laufe der Geschichte war das Klima der Erde Schwankungen unterworfen. Das Vordringen und der Rückzug der Gletscher wechselten in Zyklen ab; die letzte Kaltzeit endete abrupt vor etwa 12.000 Jahren und erleichterte die Entwicklung der menschlichen Zivilisation. Die meisten der damit verbundenen Temperaturschwankungen lassen sich auf Änderungen im Kreislauf der Erde um die Sonne und des Ausmaßes der Sonneneinstrahlung zurückführen, die die Erde während einer bestimmten Periode empfing.1 Die gegenwärtige Erwärmungstendenz hat jedoch kein Vorbild in der Geschichte; zudem wurde sie durch Messungen sowohl in der Luft als auch im Wasser der Ozeane nachgewiesen.2 Der Zeitraum zwischen 1983 und 2012 war höchstwahrscheinlich der wärmste 30-Jahre-Zeitraum der letzten 1400 Jahre in der nördlichen Hemisphäre.3 Mit dem weltweiten Temperaturanstieg gehen Änderungen des Wetters und Klimas einher: Der Meeresspiegel steigt, die Ozeane werden wärmer und saurer; die Gletscher ziehen sich zurück; die Eisschilde und Meereisflächen nehmen ab und ebenso die Schneedecke.4 Viele Gebiete in aller Welt erleben mit zunehmender Häufigkeit extreme Wetterereignisse wie starke Regenfälle, Überflutungen, Dürren und Erdrutsche.5

In wissenschaftlichen Kreisen herrscht ein ausgeprägter Konsens, dass der weltweite Klimawandel die direkte Folge menschlichen Handelns ist.6 Die Treibhausgase in der Atmosphäre absorbieren und reflektieren Sonnenenergie zurück auf die Erdoberfläche, die sonst in den Weltraum abgestrahlt würde. Ohne diese Gase würde die Erde so extreme Temperaturschwankungen erfahren, dass es Leben, wie es heute existiert, nicht geben könnte. Jedoch verändert der von Menschen verursachte Ausstoß von Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid und Fluorkohlenwasserstoffen den natürlichen Treibhauseffekt und führt zu einer beispiellosen Konzentration dieser Stoffe in der Atmosphäre.7 Durch die Verbrennung fossiler Energieträger ist beispielsweise der Kohlendioxidanteil von 0,028 Prozent im Jahr 1750 auf heute über 0,04 Prozent gestiegen und liegt damit höher als jemals zuvor in den letzten 420.000 Jahren.8 Dieser Anstieg der Treibhausgase wird für die Erwärmung verantwortlich gemacht, die sich seit der Mitte des vorigen Jahrhunderts beobachten lässt.9 Die fortgesetzten Emissionen in die Atmosphäre werden zu einem weiteren Temperaturanstieg und langfristigen Wetter- und Klimaveränderungen führen, mit denen die Wahrscheinlichkeit schwerer und irreversibler Folgen für die Menschheit und die gesamte Erde zunimmt.10 Gegenwärtig ist das Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen zum Klimawandel (United Nations Framework Convention on Climate Change; unfcc) der einzige Klimavertrag mit umfassender Geltung. Mit ihm hat die internationale Gemeinschaft beschlossen, den Klimawandel durch eine Begrenzung des Anstiegs der weltweiten Durchschnittstemperatur auf 2° C über dem Niveau in vorindustrieller Zeit zu bekämpfen.11 Strategien zur Begrenzung der Erwärmung werden in den nächsten Jahrzehnten eine substanzielle Reduktion der Emissionen und bis zum Ende des 21. Jahrhunderts die nahezu vollständige Vermeidung des Ausstoßes von CO2 und anderen langlebigen Treibhausgasen erfordern.12 Ein nicht aufrechtzu-

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erhaltendes Konsumverhalten und Produktionsprozesse, die stark von fossilen Brennstoffen abhängig sind, liegen dem Problem zugrunde, daher wird der Übergang zu belastbaren, CO2-armen Gesellschaften und Ökonomien entscheidend sein, um die nachteiligen Auswirkungen des Klimawandels abzumildern.

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1 „Climate Change Evidence: How Do We Know?“ Climate Change: Vital Signs of the Planet. NASA. Internet,

abgerufen am 15. Sept. 2015. 2 Joint Science Academies’ Statement: Global Response to Climate Change. Washington, D. C.: National Academies of Sciences, Engineering, Medicine, 2005. 3 Core Writing Team. Hg. v. Rajendra K. Pachauri und Leo Meyer. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Genf: IPCC, 2015. S. 2. 4 „Climate Change Evidence: How Do We Know?“ 15. Sept. 2015. 5 „Climate Change: Basic Information“. EPA. Environmental Protection Agency. Internet, abgerufen am 15. Sept. 2015. 6 A Summary of Current Climate Change Findings and Figures. Genf: World Meteorological Organization, 2013. S. 1. 7 Core Writing Team. Hg. v. Rajendra K. Pachauri und Leo Meyer. S. 4. 8 Joint Science Academies’ Statement: Global Response to Climate Change. 2005. 9 Core Writing Team. Hg. v. Rajendra K. Pachauri und Leo Meyer. S. 4. 10 Core Writing Team. Hg. v. Rajendra K. Pachauri und Leo Meyer. S. 56. 11 European Environment Agency. EEA SIGNALS 2015: Living in a Changing Climate. Luxemburg: Publications Office of the European Union, 2015. S. 6. 12 Core Writing Team. Hg. v. Rajendra K. Pachauri und Leo Meyer. S. 56.

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440 420

Gegenwärtiges Niveau

400

CO2-Teile pro Mio.

380 360 340 320 300

Jahrhundertelang lag der Anteil des Kohlendioxids in der Atmosphäre nie über diesem Wert

1950

280 260 240 220 200 180 160 400,000

350,000

300,000

250,000

200,000

150,000

100,000

50,000

0

Jahre vor heute (0 = 1950)

2

Temperaturanomalien (°C)

0.50

0.25

0.00

-0.25

-0.50 1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Jahr

3 Die Sonnenstrahlung wird von der Atmosphäre und der Erdoberfläche reflektiert

Langwellige Sonnenstrahlung

Ein Teil der Infrarotstrahlung durchdringt die Atmosphäre und wird in den Weltraum abgestrahlt

here mospphäre

t os AAtm

Kurzwellige

Short-wave Infrarotinfrared strahlung radiation

Ein Teil der Sonneneinstrahlung wird von der Erdoberfläche absorbiert und in Wärme umgewandelt, wodurch die Emission von Infrarotstrahlung verursacht wird

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Ein Teil der Infrarotstrahlung wird von den Treibhausgasen in der Atmosphäre absorbiert und remittiert, wodurch die Erdoberfläche aufgeheizt wird

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Jul. 28, 1986

Jul. 2, 2014

1941

2004

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2007

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2015

6

1 Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre

2 Globaler Land-Meer-Temperaturindex (5-Jahres-Durchschnitt) 3 Treibhauseffekt 4 Der Columbia-Gletscher in Alaska begann sich in den 1980er-Jahren stark zurückzuziehen 5 Abschmelzen des Muir-Gletschers in Alaska 6 Verlandung des Aralsees, Zentralasien

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24 Kohlenstoffkreislauf und Wälder Kohlenstoff ist das vierthäufigste Element im Universum und bildet die Basis des bekannten Lebens. Er befindet sich in jedem lebenden Organismus und vielen unbelebten Substanzen, unter anderem in den Menschen, den Pflanzen, den Böden und in der Luft. Kohlenstoff wird in Kohlenstoffreservoiren oder Kohlenstoffsenken gespeichert, zu denen die Meere, das Land mit seiner Vegetation und die Atmosphäre gehören. Jedes Kohlenstoffreservoir kann durch die Abgabe von Kohlenstoff als Quelle oder durch dessen Aufnahme als Senke fungieren. Der dynamische Austausch, der „Fluss“ des Kohlenstoffs zwischen den Reservoiren wird als Kohlenstoffkreislauf beschrieben. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Erdklimas, weil die Aufrechterhaltung der richtigen Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre dazu beiträgt, im weltweiten Maßstab stabile Durchschnittstemperaturen zu gewährleisten.1

Ohne menschliches Eingreifen blieb der natürliche Zwei-Wege-Fluss des biogenen Kohlenstoffs zwischen der Atmosphäre und den Lebewesen in den Meeren und an Land bisher vergleichsweise ausgewogen. Durch die Fotosynthese absorbieren die Pflanzen Kohlenstoff und speichern ihn; er wird wieder freigesetzt, wenn die Pflanze stirbt. Über einen Zeitraum von Jahrmillionen wurde organisches Material, das tief in den Sedimenten der Ozeane begraben lag (und damit gegen Verwesung geschützt war), zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt, sodass sich große Lagerstätten von Kohle, Erdöl und Erdgas bildeten. Die Verbrennung dieser fossilen Energieträger sowie die Umwandlung von Kalkstein zu Kalk im Zuge der Zementproduktion haben große Mengen Kohlenstoff aus uralten Lagerstätten in einem relativ kurzen Zeitraum freigesetzt. Dieser „einseitige“ Fluss fossilen Kohlenstoffs, der in der Form von CO2 emittiert wird, zerstört das Gleichgewicht des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs, indem er den Anteil der Treibhausgase in der Atmosphäre erhöht.2 Während der Fotosynthese wandeln Bäume das absorbierte Kohlendioxid in kohlenstoffhaltige Verbindungen um, die für das Wachstum neuer Zellen wesentlich sind. Infolgedessen besteht ungefähr die Hälfte der Trockenmasse von Holz aus Kohlenstoff.3 Kohlenstoff wird aber nicht nur im Stamm, sondern auch in den Zweigen, der Rinde, den Wurzeln und Blättern der Bäume gespeichert, weshalb er sich auch im abgeworfenen Laub und in den Böden des Waldes findet. Wenn Bäume heranwachsen, konkurrieren sie mit anderen um Wasser, Sonnenlicht und Nährstoffe, sodass manche absterben, während andere gedeihen. Mit zunehmendem Alter nehmen ihr Wachstum und dadurch ihre Kohlenstoffaufnahmerate beträchtlich ab. Obwohl ältere Wälder mehr Kohlenstoff speichern können als jüngere Waldbestände, absorbieren sie Kohlenstoff in immer geringer werdendem Umfang.4 Selbst die Netto-Kohlenstoffspeicherfähigkeit kann wegen der steigenden natürlichen Mortalität zurückgehen; dieses Stadium beginnt in der Regel, wenn die Bäume ein durchschnittliches Alter von 100 bis 150 Jahren erreicht haben. Während die Zahl der Bäume und ihr Alter und Durchmesser anwachsen, können natürliche Störungen schwere Auswirkungen auf betroffene Waldbestän-

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de haben. Waldbrände, Stürme, Insektenbefall und Krankheiten können einen beträchtlichen Baumverlust verursachen. Das Absterben von Bäumen und die Verwesung ihrer Biomasse führen zu größeren Kohlenstofffreisetzungen, durch die ein Wald potenziell von einer Kohlenstoffsenke zu einer Kohlenstoffquelle wird.5

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Wälder enthalten 80 Prozent des terrestrischen Kohlenstoffs des Planeten. Während sie im Vergleich zu den Ozeanen nur ein relativ kleines Kohlenstoffreservoir darstellen, lässt sich ihr Kohlenstoffspeicherpotenzial leicht durch Regeln für die Landnutzung und durch nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien beeinflussen.6 Zweifellos reduziert das Abholzen von Bäumen die Menge des in einem Wald gespeicherten Kohlenstoffs. Wenn aber ein Wald verantwortlich bewirtschaftet wird, übersteigt das Wachstum neuer Bäume die Menge der abgeholzten, sodass die Menge des gespeicherten Kohlenstoffs gleich bleibt oder im Verlauf der Zeit sogar wächst. Anders als in unbewirtschafteten Wäldern werden Bäume geschlagen, bevor sie anfangen abzusterben, zu verrotten und CO2 freizusetzen. Eine nachhaltige Forstwirtschaft verhindert durch selektive Ausdünnung auch einen zu dichten Bewuchs, sodass die verbleibenden Bäume ausreichend Platz haben, zu wachsen und zu gedeihen, was wiederum die Gefahr natürlicher Schäden wie zum Beispiel Waldbrände oder den Ausbruch von Krankheiten stark verringert.7 Unbewirtschaftete Wälder können einerseits theoretisch beträchtliche Mengen von Kohlenstoff aufnehmen, andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, dass es durch natürliche Störungen zu Kohlenstoffverlusten kommt, viel größer als in Wirtschaftswäldern mit geringerer Kohlenstoffspeicherkapazität und weniger totem oder absterbendem Holz.8 Wirtschaftswälder verfügen darum über ein größeres langfristiges Potenzial im Hinblick auf die Reduzierung der CO2-Emissionen, obwohl große Mengen Holz jährlich aus ihnen entfernt werden. Während weltweit der Kohlenstoffgehalt der Wälder der gemäßigten und der borealen Zone durch aktive Bewirtschaftung in den letzten 150 Jahren mehr oder weniger konstant geblieben ist, sind in den subtropischen und tropischen Regionen beträchtliche Kohlenstoffverluste durch Entwaldung zu verzeichnen.9

1 Lippke, Bruce, Elaine Oneil, Rob Harrison, Kenneth Skog, Leif Gustavsson und Roger Sathre. „Life Cycle Impacts

of Forest Management and Wood Utilization on Carbon Mitigation: Knowns and Unknowns“. Carbon Management. Bd. 2.3 (2011). S. 304. 2 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. Carbon 101: Understanding the Carbon Cycle and the Forest Carbon Debate. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2012. S. 3–4. 3 Carbon in Wood Products – The Basics. Minneapolis: Dovetail Partners, 2013. S. 1. 4 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. S. 4, 7. 5 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Kathryn Fernholz, Jeff Howe und Sarah Stai. Managing Forests for Carbon Mitigation. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2011. S. 3–4. 6 Wegener, Gerd, und Bernhard Zimmer. „Wald und Holz als Kohlenstoffspeicher und Energieträger – Chancen und Wege für die Forst- und Holzwirtschaft“. Weltforstwirtschaft nach Kyoto. Wald und Holz als Kohlenstoffspeicher und regenerativer Energieträger. Hg. v. Andreas Schulte, Klaus Böswald und Rainer Joosten. Aachen: Shaker Verlag, 2001. S. 114. 7 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Kathryn Fernholz, Jeff Howe und Sarah Stai. S. 5–6. 8 Lippke, Bruce, Elaine Oneil, Rob Harrison, Kenneth Skog, Leif Gustavsson und Roger Sathre. S. 309. 9 Wegener, Gerd, und Bernhard Zimmer. S. 115.

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Atmosphäre

Biogener Kohlenstoffzyklus Fossiler Kohlenstoff

Fotosynthese

Respiration Emissionen fossiler Brennstoffe

Organischer Kohlenstoff

Ozeane

Tote Organismen und Abfallprodukte

Fossilien und fossile Brennstoffe

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5 1 Ein Hubschrauber wirft Wasser während eines

Waldbrands ab 2 Waldbrand in Kanada 3 Der Kohlenstoffzyklus 4 Emissionen fossiler Brennstoffe 5 Insektenbefall: die braun verfärbten Bäume sind vom Bergkiefernkäfer befallen, Kanada 6 Sturmschäden im Wald, Kanada

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30 Nachhaltige Forstwirtschaft Die Ursprünge des Begriffs der „Nachhaltigkeit“ und ihrer leitenden Prinzipien liegen in den europäischen Forstwirtschaftsbestimmungen des 18. Jahrhunderts. Zu jener Zeit hatte die frühe Industrialisierung eine gesteigerte Nachfrage nach Holz als Baumaterial und Energiequelle geschaffen. Für den Abbau von Metallen und die Gewinnung von Salz waren in Deutschland, Österreich und der Schweiz gewaltige Mengen an Holz erforderlich, während gleichzeitig Meeresanliegerstaaten wie Großbritannien, Frankreich, Portugal und Spanien im Streben nach der Vorherrschaft zur See und der Errichtung von Kolonien in Übersee Holzschiffe in großen Zahlen bauten. Wenn das Land einmal gerodet war, wurde es landwirtschaftlicher Nutzung zugeführt, sodass ein Nachwachsen der Wälder unmöglich wurde.1 Hans Carl von Carlowitz, ein deutscher Beamter, der für die Sicherstellung des Holznachschubs für die Bergwerke im Kurfürstentum Sachsen verantwortlich war, kritisierte deutlich den verschwenderischen, auf kurzzeitigen Gewinn ausgerichteten Gebrauch von Holz. In seinem 1713 erschienenen Buch Sylvicultura Oeconomica, dem ersten umfassenden Traktat zur Forstwirtschaft, verwendete er das Wort „nachhaltend“ und forderte erstmals die Erhaltung von Wäldern und ihre Bewirtschaftung in einer auf Dauer angelegten, nachhaltigen Weise.2 In den darauffolgenden zweihundert Jahren verbreitete sich sein Konzept der Nachhaltigkeit nach und nach über Europa und in andere Teile der Welt. Sein Buch wurde nicht nur zum wissenschaftlichen Grundstein der modernen Forstwirtschaft, sondern auch zur Grundlage dessen, was heute als nachhaltige Entwicklung bezeichnet wird, die im 1987 veröffentlichten Brundtland-Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung der Vereinten Nationen als eine Entwicklung beschrieben ist, „die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können“3.

Historisch gesehen konzentrierte sich Nachhaltigkeit im Bereich der traditionellen Forstwirtschaft vornehmlich auf eine nachhaltige Holzproduktion und die Realisierung wirtschaftlicher Ziele. In den letzten Jahrzehnten jedoch hat sich der Umfang von nachhaltiger Forstwirtschaft erweitert und umfasst nunmehr allgemeinere gesellschaftliche, kulturelle und ökologische Ziele.4 Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (fao) hat eine Definition übernommen, die ursprünglich von der Ministerkonferenz zum Schutz der Wälder in Europa (mcpfe) entwickelt wurde. Nach ihr bedeutet nachhaltige Forstwirtschaft „die Verwaltung und Nutzung von Wäldern und Waldland in einer Weise und einem Umfang, bei dem ihre Artenvielfalt, Produktivität, Erneuerungsfähigkeit, Vitalität sowie ihr Potenzial, heute und in der Zukunft wesentliche ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Funktionen auf lokaler, nationaler und globaler Ebene wahrzunehmen, erhalten bleiben und andere Ökosysteme nicht geschädigt werden“5. In diesem Rahmen besteht das Hauptziel darin, eine Balance zwischen den stetig wachsenden Bedürfnissen der Gesellschaft und der Erhaltung der Wälder der Welt zu erreichen. Nachhaltige Forstwirtschaft hat sich zu einem facettenreichen, dynamischen Konzept entwickelt, das Wäldern eine Vielfalt von Funktionen zuschreibt. Dazu gehören beispielsweise die Gewinnung von

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Bauholz, der Schutz von Böden und Wassereinzugsgebieten, die Erhaltung der Artenvielfalt sowie Kultur- und Erholungszwecke.6 Obwohl viele dieser Zwecke voneinander abhängen und gleichzeitig angestrebt werden können, ermöglicht eine multifunktionale Bewirtschaftung größere Flexibilität in Reaktion auf unterschiedliche sozioökonomische Bedingungen, Umweltaspekte und Markttrends.7

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Wälder erbringen langsamer Renditen als die meisten Formen landwirtschaftlicher Landnutzung, und deswegen wird die Abholzung der Wälder in Entwicklungsländern häufig als die einzige Möglichkeit betrachtet, Einnahmen zu generieren. Durch die Bereitstellung alternativer Mittel zur Erzielung von Einkünften kann eine nachhaltige Forstwirtschaft zu einer ökologisch vertretbaren wirtschaftlichen Entwicklung in diesen Teilen der Welt beitragen. Da Millionen von in Armut lebenden Menschen für ihren Lebensunterhalt direkt von Wäldern abhängen, gehört es zu den gesellschaftlichen Verpflichtungen einer nachhaltigen Forstwirtschaft, für diese unterprivilegierten Menschen Nahrung, Unterkunft und medizinische Versorgung sowie Energie zum Kochen und Heizen bereitzustellen.8 Eine auf dem Wald beruhende Nahrungsmittelproduktion ist in vielen Ländern Teil des kulturellen Erbes und des traditionellen Wissens. Indigene und andere lokale Bevölkerungen in forstwirtschaftliche Strategien einzubinden, fördert die Gleichberechtigung der Geschlechter, eröffnet Gemeinschaften neue Möglichkeiten und sichert vorhandene Gewohnheitsrechte.9 Hinsichtlich der Auswirkung auf die Umwelt können nachhaltig bewirtschaftete Wälder den Klimawandel stärker abmildern als unbewirtschaftete und gleichzeitig eine Reihe lebenswichtiger ökologischer Vorteile erbringen, so die Erhaltung des Lebensraums von Tieren und Pflanzen, den Schutz der Artenvielfalt und die Sicherstellung einer guten Wasser- und Bodenqualität. Die Praxis, die Pflanzung, das Wachstum, die Zusammensetzung, den Gesundheitszustand und die Qualität von Wäldern und Bäumen zu steuern, wird als „Waldbau“ bezeichnet.10 Durch verschiedene waldbauliche Maßnahmen können Förster den Zustand des Waldes beeinflussen und eine Reihe gesellschaftlicher, ökonomischer und ökologischer Vorteile schaffen. Dabei werden oft die Auswirkungen natürlicher Störungen (wie Waldbrände, Stürme, Pflanzenkrankheiten oder Insektenbefall) nachgeahmt, die in einem nicht bewirtschafteten Wald auftreten. Das Ausdünnen ist zum Beispiel eine waldbauliche Maßnahme, bei der einige Bäume entfernt werden, damit die übrigen mehr Platz zum Wachsen haben und sich dadurch die Konkurrenz um Sonnenlicht, Wasser und Nährstoffe vermindert. Bei einem Kahlschlag werden alle Bäume aus einem bestimmten Gebiet entfernt, wobei oft Baumgruppen als Wildhabitat oder als Pufferzonen an Bächen und Flüssen zum Schutz des Wassers und der Fische stehen gelassen werden. Obwohl Kahlschlag eine in der Öffentlichkeit umstrittene Maßnahme ist, wird sie oft gewählt, um bestimmte ausgewählte Baumarten zu begünstigen, die bei vollem Licht am besten wachsen und deshalb in alten Wäldern nicht gedeihen können. Neben Ausdünnen und Kahlschlag existieren Walderneuerungsmethoden, die eine teilweise Abholzung beinhalten. So werden bei einem Schirmschlag die meisten

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32 Bäume geschlagen, aber ein ausgelichtetes Kronendach alter Bäume belassen, sodass die jungen Bäume in einer teilweise beschatteten Umgebung heranwachsen können. Sobald sich die nachwachsenden Bäume etabliert haben, werden die verbliebenen schirmenden Bäume des Altbestands in der Regel entfernt. Bei einem Gruppen-Auswahlsystem werden hingegen verstreute Lichtungen im Wald geschaffen, durch die die Erneuerung verschiedener Baumarten gefördert wird, die ein unterschiedliches Ausmaß an Schatten benötigen. Bei diesem Verfahren entstehen Baumbestände unterschiedlichen Alters mit einer großen Höhenstaffelung, die die Artenvielfalt begünstigt und verschiedenartige Lebensräume für Tiere und Pflanzen bietet. Nachhaltige Forstwirtschaft ist als ein dynamischer Prozess auf allen Ebenen zu verstehen, der kontinuierlich neues Wissen aufgreift und sich an die sich verändernden Bedürfnisse und Werte der Gesellschaft anpasst. Damit schließlich die Umsetzung im globalen Maßstab als erfolgreich angesehen werden kann, muss nachhaltige Forstwirtschaft die Widerstandsfähigkeit der Wälder weltweit gewährleisten und gleichzeitig einen bedeutenden Beitrag zur Minderung des Klimawandels erbringen.

1 Schmithüsen, Franz. „Three Hundred Years of Applied Sustainability in Forestry“. Unasylva. Bd. 64.240 (2013).

S. 4–5. 2 Grober, Ulrich. Die Entdeckung der Nachhaltigkeit: Kulturgeschichte eines Begriffs. München: Verlag Antje Kunstmann, 2013. S. 114–117. 3 Building Green with Wood: Module 10: Forest Practices in the United States. ReThink Wood. S. 3. 4 „Sustainable Forest Management“. Sustainable Forest Management. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Internet, abgerufen am 29. Sept. 2015. 5 RESOLUTION H1: General Guidelines for the Sustainable Management of Forests in Europe. Helsinki: Second Ministerial Conference on the Protection of Forests in Europe, 1993. S. 1. Deutsche Übersetzung durch den Autor. 6 „Sustainable Forest Management“. Internet, abgerufen am 29. Sept. 2015. 7 Schmithüsen, Franz. S. 11. 8 „SFM for Social Development“. Sustainable Forest Management. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Internet, abgerufen am 29. Sept. 2015. 9 „Social Inclusion“. Sustainable Forest Management. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Internet, abgerufen am 29. Sept. 2015. 10 „SAFnet Dictionary | Definition For [silviculture]“. SAFnet Dictionary | Definition For [silviculture]. Society of American Foresters. 30. Sept. 2015.

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1 Titelblatt des Buchs Sylvicultura Oeconomica, oder

Haußwirthliche Nachricht und Naturmäßige Anweisung zur Wilden Baum-Zucht, Hannß Carl von Carlowitz, 1713 2 Holzfäller 3 Vollerntemaschine für Holz

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4 4 Beladener Langholzlaster, Kanada

5 Ein Kahlschlag in Kanada ahmt natürliche Störungen wie Waldbrände, Stürme, Ausbrüche von Krankheiten oder Insektenbefall nach; einige Baumgruppen bleiben als Wildhabitat bestehen 6 Bei einer gruppenweisen Abholzung, hier in Kanada, entsteht ein Muster verstreuter Lichtungen im Wald – diese Methode erzeugt einen Forstbestand ungleichen Alters mit einer großen Höhenstaffelung, die die Artenvielfalt begünstigt und eine Vielfalt von Wildhabitaten bietet

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7 Schirmschlag: Ein Kronendach älterer Bäume

ermöglicht das Nachwachsen junger Bäume in einer teilweise beschatteten Umgebung 8 Aufforstung 9 Aufzucht von Setzlingen 10 Junge Bäume auf einer wieder aufgeforsteten Stätte

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36 Zertifizierungssysteme Die Zertifizierung von Wäldern unterstützt und ergänzt die Steuerungsmaßnahmen und Ziele einer nachhaltigen Forstwirtschaft, indem sie sicherstellt, dass Papier und Holzprodukte aus gut bewirtschafteten Wäldern und aus legalem Baumschlag stammen.1 Holz ist tatsächlich das einzige konstruktive Baumaterial, für das unabhängige Zertifizierungssysteme existieren, die gewährleisten, dass die Produkte aus einer nachhaltig bewirtschafteten Quelle kommen. Ein verstärktes Umweltbewusstsein und wachsende Sorgen über gängige Holzerntemethoden und Waldschädigung führten in den 1990er-Jahren zur Entstehung verschiedener Zertifizierungssysteme. Sie stellen nützliche Werkzeuge dar, um die ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen von Waldbaupraktiken zu erfassen und zu vermitteln. Die Waldzertifizierung durch unabhängige Organisationen ist ein freiwilliger Prozess, bei dem die Verfahren und die Durchführung forstwirtschaftlicher Aktivitäten von unabhängigen, beglaubigten Prüfern auf der Grundlage einer Reihe festgelegter Standards evaluiert werden. Ein Team von Experten, bestehend unter anderem aus Forstwissenschaftlern, Biologen, Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlern, führt die Prüfungen im Auftrag der Zertifizierungsorganisationen durch, die dann gemäß ihrer jeweiligen programmatischen Zielsetzung Zertifikate ausstellen. Nach der initialen Zertifizierungsprüfung stellen jährliche Überprüfungen sicher, dass die Bewirtschaftung kontinuierlich den Richtlinien des jeweiligen Programms entspricht.2

Gegenwärtig gibt es mehr als fünfzig unabhängige Waldzertifizierungsstandards, worin sich die weltweite Vielfalt der Waldarten, Ökosysteme und Eigentumsverhältnisse widerspiegelt. Von diesen sind der Forest Stewardship Council® (fsc®) und das Programme for the Endorsement of Forest Certification (pefc) – beides internationale Nichtregierungsorganisationen – die beiden wichtigsten Zertifizierungs-Dachorganisationen. Der fsc unterstützt regionale Standards, die auf seinen internationalen Prinzipien und auf Kriterien beruhen, die an die jeweiligen lokalen Bedingungen angepasst sind. Das pefc fördert hingegen nachhaltige Forstwirtschaft durch die Bewertung und Anerkennung nationaler Forstzertifizierungssysteme. Es ist die größte Zertifizierungsorganisation dieser Art. Zu den bekannteren Standards, die vom pefc anerkannt werden, zählen jene der Canadian Standards Association (csa), der Sustainable Forestry Initiative (sfi) und des American Tree Farm System (atfs).3 Während jedes Zertifizierungssystem bei der Definition der Prinzipien einer nachhaltigen Forstwirtschaft einen etwas anderen Ansatz verfolgt, erleichtert die Verschiedenheit der Standards eine Zertifizierung, weil dadurch die Möglichkeit besteht, die regionalen Bedingungen und die spezifischen Bedürfnisse der jeweiligen Waldbesitzer zu berücksichtigen.4 Die Waldzertifizierung geht oft mit einer Produktkettenzertifizierung einher, das heißt einem Verfahren, bei dem das Holz über die gesamte Lieferkette vom Ort der Ernte unter Einbezug aller Zwischenstufen der Verarbeitung, Weiterverarbeitung und der Distribution bis zum Endverbraucher verfolgt wird. Dies erlaubt Organisationen und Unternehmen, die

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Herkunft des in ihrem Besitz befindlichen Holzes zu verifizieren, und erbringt damit den Beweis, dass zertifiziertes Material in einem zertifizierten Produkt tatsächlich aus zertifizierten Wäldern stammt. Viele Programme verwenden auch Warenzeichen oder auf dem Produkt angebrachte Etiketten, die auf die Zertifizierung hinweisen und für Vermarktungszwecke genutzt werden.

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Die insgesamt zertifizierte weltweite Waldfläche entspricht derzeit nur ungefähr 10 Prozent der gesamten globalen Waldfläche.5 Während die Zertifizierung darauf abzielt, die forstwirtschaftlichen Verfahren weltweit zu verbessern, finden sich die meisten zertifizierten Waldflächen in den europäischen und nordamerikanischen Wäldern der borealen und gemäßigten Zone. Waldzertifizierung in Entwicklungsländern stellt eine beträchtliche Herausforderung dar, weil oft das Bewusstsein und die Fähigkeiten fehlen, um sich einer Zertifizierungsprüfung zu unterziehen und kontinuierlich Bewirtschaftungsformen beizubehalten, die den geforderten Standards entsprechen. Das Fehlen forstwirtschaftlicher Vorschriften, schwache staatliche Verwaltungsinstitutionen und ineffektive Mechanismen zur Durchsetzung von Gesetzen und Bestimmungen verschärfen die Lage zusätzlich, sodass die Abholzung wertvoller tropischer Wälder in diesen Regionen weiter voranschreitet. Gleichwohl lassen die Ausbreitung ökologischen Bauens und der vermehrte Einsatz von Biokraftstoffen den Schluss zu, dass die weltweite Nachfrage nach zertifiziertem Holz weiter zunehmen wird. Es bleibt abzuwarten, ob das verfügbare Angebot von Holz aus nachhaltig und ökologisch angemessen bewirtschafteten Wäldern ausreichen wird, um diese Nachfrage in der Zukunft zu befriedigen.6

1 Examining the Linkage Between Forest Regulation and Forest Certification Around the World. naturally:wood, 2010. S. 2. 2 Building Green with Wood: Module 10: Forest Practices in the United States. ReThink Wood. 3 Wood Specification Green Building Rating System Guides: Certified Wood. naturally:wood, 2015. 4 British Columbia Forest Facts: Third-Party Forest Certification in British Columbia. naturally:wood, 2013. 5 Fernholz, Kathryn, Karolina Ehnstrand, Florian Kraxner, Igor Novoselov, Jukka Tissari, und Rupert Oliver. „Policies Shaping Forest Products Markets“. Forest Products Annual Market Review 2013–2014. Genf: United Nations Economic Commission for Europe, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2014. S. 15. 6 Vital Forest Graphics. United Nations Environment Programme, Food and Agriculture Organization of the United Nations, United Nations Forum on Forests, 2009. S. 55.

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1

Europa einschl. Russland Nord- und Zentralamerika Asien

Afrika

Südamerika

Ozeanien

Zertifizierte Waldgebiete (PEFC) Zertifizierte Waldgebiete (FSC) Nicht zertifizierte Waldgebiete

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PEFC/01-00-01 Promoting Sustainable Forest Management www.pefc.org

4

1 Schnittholz mit PEFC-Zertifizierungsstempel 2 Weltweit sind nur sehr wenige Waldgebiete zerti-

5

SFI-01669

fiziert 3–7 Markenzeichen der folgenden Organisationen: Forest Stewardship Council, Programme for the Endorsement of Forest Certification, Sustainable Forestry Initiative, Canadian Standards Association Group – Sustainable Forest Management System, American Tree Farm System

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42 Forstprodukte Unter den vielen Rohstoffen, die Wälder liefern, ist Holz die bei Weitem wichtigste erneuerbare Ressource. Jahrtausendelang wurde es hauptsächlich in seiner Grundform als Baumaterial und als Energiequelle sowie zur Herstellung von Werkzeugen, Möbeln und anderen Gegenständen des täglichen Gebrauchs genutzt. Die Industrialisierung des 19. Jahrhunderts ermöglichte die mechanische und chemische Aufspaltung von Holz, die die Voraussetzung für die Herstellung Tausender von Produkten schuf, von Holzwerkstoffen über Papier bis hin zu Stofffasern für die Textilindustrie. Heute lässt sich die große Palette verfügbarer Holzprodukte grob in die Kategorien Rundholz, Schnittholz, Holzwerkstoffe, Zellstoff- und Papierprodukte, chemische Holzprodukte und Brennstoffe unterteilen.

Rundholz stellt eine der effizientesten Nutzungen von Holz dar, weil es zwischen der Ernte des Baumes und der Vermarktung des baulichen Endprodukts nur einer minimalen Bearbeitung bedarf. Pfosten und Pfähle werden einfach entrindet, getrocknet und oft mit einem Schutzmittel gegen Verrottung und Insektenbefall behandelt.1 Bei der Verarbeitung von Baumstämmen zu Schnittholz werden die Stämme in einzelne Hölzer aufgeschnitten, die Kanten begradigt und die Hölzer in der gewünschten Länge zugeschnitten. Das so zugesägte Nadel- oder Laubholz ist in einer Reihe von Standardgrößen für den Einsatz als Balken, Brett, Bohle, Träger, Sparren und weitere konstruktive Elemente verfügbar.2 Holzwerkstoffe wurden hauptsächlich in Reaktion auf schnellere Wuchsraten, geringere Stammdurchmesser und den zunehmenden Marktanteil jüngeren Holzes entwickelt, das eine geringere Festigkeit als das Holz älterer, langsam gewachsener Bäume aufweist. Bei ihrer Herstellung wird kleinere Strukturelemente wie Bretter, Furniere, Späne oder Fasern miteinander verbunden, um großformatige Produkte von höherem konstruktivem Gebrauchswert als Vollholz zu bilden. Sperrholz, Oriented Strand Board (osb / Grobspanplatte), Brettschichtholz, Furnierschichtholz (lvl) und Brettsperrholz (clt) gehören zu den gebräuchlichsten Holzwerkstoffen. Darüber hinaus wird eine beträchtliche Reihe nicht tragender Holzwerkstoffe als Platten für Verkleidungen, Täfelungen, Tischlerarbeiten und im Möbelbau eingesetzt. Andere Holzverbundwerkstoffe werden hergestellt, indem Holzfasern mit Materialien wie Glasfasern, Portlandzement und diversen Arten von Metall oder Kunststoff verbunden werden.3 Papier und Pappprodukte werden aus Holz hergestellt, das zu einer faserigen Zellstoffmasse aufgeschlossen wurde, die dann gepresst und getrocknet zu flexiblen Blättern verarbeitet wird. Papier dient der Kommunikation, dem Speichern von Informationen, als Verpackungsmaterial, für Sanitär- und Einwegprodukte sowie als Grundstoff für diverse industrielle Anwendungen.4 Für viele chemische Holzprodukte wird Holz in seine grundlegenden chemischen Bestandteile Zellulose, Hemizellulose und Lignin aufgespalten. Diese Produkte finden zum Beispiel Anwendung als Agenzien in Färbemitteln und Anstrichfarben, als Bestandteile in Klebstoffen und Lacken oder als Bindemittel in Tierkraftfutter oder Textilien. Kunststoffprodukte wie Tischtennisbälle oder Klaviertasten werden aus Zellulo-

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severbindungen geformt. Die Substanzen, die als „Kiefernölprodukte“ bekannt sind, darunter Terpentin und Kolophonium, werden aus Kiefernzellstoff gewonnen und bei der Herstellung chemischer Klebstoffe und Anstriche wie Farben, Lacken und Firnissen eingesetzt.5 Zellulosefasern aus Holz werden unter anderem in der Textilindustrie zur Herstellung von Viskose verwendet, weichen halbsynthetischen Regeneratfasern für Kleidung, Polstermöbel, Vorhänge und Teppichböden. Viskose gilt oft als Alternative zu Baumwolle, weil zu ihrer Herstellung weniger Wasser und Land benötigt werden. Zellulose-Regeneratfasern aus chemisch gelöster Holzzellulose besitzen Eigenschaften, die eher denen von Naturfasern wie Baumwolle, Flachs, Hanf oder Jute ähneln als denen von thermoplastischen, auf Petroleum basierenden Synthetikfasern wie Nylon oder Polyester.6 Eine kürzlich entwickelte Faser, deren Eigenschaften früheren Zellulose-Regeneratfasern überlegen sind, ist das (ebenfalls aus Holzzellstoff hergestellte) Lyocell, das sich zudem durch einen umweltfreundlicheren Herstellungsprozess auszeichnet.

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Zu den Holzenergieprodukten gehören Scheitholz (aus Rundholzstämmen) und Holzkohle sowie Abfallprodukte wie Sägemehl, Späne und Schnitzel, die bei der Holzfällung und in Sägewerken anfallen. Weltweit gesehen wird Holz immer noch in erster Linie als Brennmaterial zum Heizen und Kochen verwendet; die Produktion von Brennholz hat einen Anteil von über 50 Prozent an der gesamten weltweiten Holzernte. In vielen Entwicklungsländern ist es die einzige im Land verfügbare und gleichzeitig günstige Energiequelle. Auch wenn Brennholz weltweit gesehen keine Hauptursache für Entwaldung ist, kann es doch auf lokaler Ebene negative Auswirkungen haben.7 Auch in den Industrieländern hat der Einsatz von Holzbrennstoffen in den letzten Jahren zugenommen. Im Bestreben, die ehrgeizigen Klimaziele der Europäischen Union zu erreichen, nach denen bis 2020 20 Prozent der Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden sollen, greifen viele europäische Länder auf gepresste Holzpellets zurück und gewähren für deren Einsatz beträchtliche Subventionen. Da Europa nicht genug Holz produziert, um diese zusätzliche Nachfrage zu befriedigen, wird ein großer Anteil der benötigten Holzpellets heute aus Nordamerika importiert, was die Gesamtbelastung der bestehenden Wälder und weiterer Ökosysteme erhöht. Die Herstellungsverfahren und der Transport erfordern zudem eine beträchtliche Menge an Energie, was der Verminderung der CO2-Emissionen, die durch den Umstieg auf Holz erreicht werden soll, entgegenwirkt. Der Einsatz von Holz als Energiequelle kann als kohlenstoffneutral angesehen werden, sofern das Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern stammt, da dort die abgeernteten Flächen wieder neu bepflanzt werden und das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung ausgestoßen wird, in gleichem Maß durch die neu wachsenden Bäume aufgenommen wird.8 Die hohen anfänglichen Kohlenstoffemissionen, die langsame Regeneration der Wälder und die langfristige Bindung von Kohlenstoff haben öffentliche Diskussionen über den wirklichen unmittelbaren Vorteil von Energie aus Holz-Biomasse ausgelöst, insbesondere weil die Voraussagen zur Kohlenstoffbilanz von Annahmen über eine künftige Wiederaufforstung ausgehen,

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44 die angesichts des Klimawandels und der weltweit wachsenden Nachfrage nach Holzprodukten äußerst ungewiss sind.9 Hinsichtlich der langfristigen Auswirkungen ist jedoch die Energieerzeugung aus verantwortungsvoll erzeugtem Energieholz dem Einsatz fossiler Energieträger vorzuziehen, da deren Verbrennung Kohlenstoff aus uralten Lagerstätten freisetzt und damit eine Kohlendioxid-Zunahme in der Atmosphäre bewirkt, die allenfalls in erdgeschichtlichen Zeiträumen ausgeglichen werden kann.10 Forstplantagen werden zumeist von staatlichen Behörden oder Privatunternehmen angelegt, um die steigende Nachfrage nach Holzprodukten zu befriedigen. In aller Regel handelt es sich um großflächige, aktiv bewirtschaftete Waldflächen, die Holz in Monokulturen mit Bäumen gleichen Alters für die kommerzielle Produktion von Bauholz, Energieholz, als Rohmaterial für Plattenprodukte sowie als Faserholz für die Herstellung von Zellulose und Papier erzeugen. Der Holzertrag von Forstplantagen ist generell höher als in natürlichen Wäldern, da der Schwerpunkt auf dem Anbau schnell wachsender Bäume liegt. Verglichen mit Arten der gemäßigten Klimazone, die zum Heranwachsen in der Regel 60 bis 150 Jahre benötigen, beträgt der Zyklus bei tropischen Kiefern und Teakbäumen durchschnittlich nur 20 Jahre. Industriell genutztes Laubholz wie Eukalyptus oder Akazie kann sogar schon weniger als zehn Jahre nach dem Pflanzen geerntet werden. Wegen ihrer hohen Produktivität können Forstplantagen dazu beitragen, den Nachfragedruck nach Holz aus natürlichen Wäldern zu mindern. Gleichzeitig ist jedoch zu befürchten, dass alte Wälder zunehmend durch Forstplantagen ersetzt werden: Dieser Trend ist in tropischen Regionen besonders deutlich, weil dort das örtliche Klima gut für schnell wachsende Bäume geeignet ist und die Preise für Land sowie die Arbeitskosten gering sind. Diese Zunahme schnellwüchsiger Forstplantagen kann nachteilige Auswirkungen auf die Artenvielfalt und auf die Fruchtbarkeit der Böden haben und einen Verlust von Einkommensquellen für indigene Bevölkerungen, die für ihren Lebensunterhalt von den Wäldern abhängen, nach sich ziehen.11 Neben Holz liefern Wälder eine Reihe wichtiger Nichtholzprodukte (ntfp), bei denen es sich um Waren, Stoffe oder Materialien handelt, die aus dem Wald ohne die Abholzung von Bäumen gewonnen werden.12 Dazu gehören Nahrungsmittel (Nüsse, Früchte, Samen, essbare Pilze, Öle, Baumsäfte, Gewürze usw.), industrielle Pflanzenöle, natürliche Farbstoffe, pflanzliche Gummis und Harze, Rinde, Fasern, Blätter, pflanzliche Insektizide, Latex, Kork und Heilpflanzen. Viele dieser Produkte dienen auch als Rohmaterial für die pharmazeutische und kosmetische Industrie, die Landwirtschaft und die Lebensmittelindustrie.13 Während die Ernte von Nichtholzprodukten aus den Wäldern weltweit verbreitet ist, hängt die Nutzung vom jeweiligen sozioökonomischen und ökologischen Kontext ab. Die Menschen verwenden sie zur Selbstversorgung, zur Bewahrung kultureller Traditionen, für spirituelle Zwecke, für Gesundheit und Wohlbefinden sowie als ergänzende oder sogar als Haupteinkommensquelle.

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Der Handel mit Nichtholzprodukten hat einen beträchtlichen wirtschaftlichen Wert, da aber viele dieser Produkte meist direkt auf informellen Wegen an den Endverbraucher gelangen, ist ihr Beitrag zur regionalen oder nationalen Wirtschaft schwer einzuschätzen. Viele Regierungen, Entwicklungs- und Nichtregierungsorganisationen (ngos) fördern die Produktion und den Verkauf von Nichtholzprodukten als Mittel zum Kampf gegen die Armut, zur Entwicklung lokaler Märkte und zur Erhaltung der kulturellen und biologischen Vielfalt sowie zur Ergänzung einer nachhaltigen Forstwirtschaft.14 Nichtholzerzeugnisse lassen sich auch in verschiedenen Formen der Agroforstwirtschaft erzeugen, einem Landnutzungssystem, das bewusst Bäume und Sträucher in Landwirtschaft und Viehzucht einbezieht. Durch Nutzung der wechselseitigen Vorteile, die sich aus der Interaktion von Land- und Forstwirtschaft ergeben, trägt diese Methode zur Schaffung vielfältiger, produktiver und nachhaltiger integrierter Landnutzungssysteme bei.15

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1 Wood Handbook: Wood as an Engineering Material. Madison, WI: United States Department of Agriculture, Fo-

rest Service, Forest Products Laboratory, 2010. S. 6–1. 2 Bowyer, Jim L., Rubin Shmulsky und John G. Haygreen. Forest Products and Wood Science: An Introduction. 5. Aufl. Ames, IA: Blackwell, 2007. S. 321. 3 Bowyer, Jim L., Rubin Shmulsky und John G. Haygreen. S. 353, 383. 4 Bowyer, Jim L., Rubin Shmulsky und John G. Haygreen. S. 435. 5 Bowyer, Jim L., Rubin Shmulsky und John G. Haygreen. S. 476–478. 6 Mass, Ed. „Rayon, Modal, and Tencel – Environmental Friends or Foes“. YesItsOrganic.com. Internet, abgerufen am 21. April 2016. 7 Criteria and Indicators for Sustainable Woodfuels. Rom: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2010. S. 3–5. 8 „The Fuel of the Future“. The Economist. 6. April 2013. Internet, abgerufen am 28. Okt. 2015. 9 Ernstling, Almuth. Sustainable Biomass: A Modern Myth. Biofuelwatch, 2012. S. 30. 10 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. Carbon 101: Understanding the Carbon Cycle and the Forest Carbon Debate. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2012. S. 11. 11 Vital Forest Graphics. United Nations Environment Programme, Food and Agriculture Organization of the United Nations, United Nations Forum on Forests, 2009. S. 24–25. 12 „Glossary of Forestry Terms in British Columbia“. Ministry of Forests and Range Library. British Columbia Ministry of Forests and Range, März 2008. Internet, abgerufen am 28. Okt. 2015. 13 Green Economy and Trade: Trends, Challenges and Opportunities. Genf: United Nations Environment Programme, 2013. S. 132. 14 „Forests and Non-timber Forest Products“. Forests and Non-timber Forest Products. Center for International Forestry Research. Internet, abgerufen am 29. Okt. 2015. 15 „Agroforestry Practices“. Agroforestry Practices. USDA National Agroforestry Center. Internet, abgerufen am 29. Okt. 2015.

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1

1 Entladen von Rundholz, Schweiz 3 Schnittholz, Schweiz

2 Rundholz

4 Holzwerkstoffe:

Sperrholz, Grobspanplatten (OSB), Brettschichtholz und Stegträger

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2

3

4

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6

5

7

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Werkstoffe und Herstellung

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8

9

10

5 Brennholz: Schnitzel

6 Brennholz: Pellets

7 Kiefernforstplantage

8 Agroforstwirtschaft:

Kaffeeplantage unter Walddach 9 Nichtholzprodukt: Gewinnung von Latex für die Gummiherstellung 10 Nichtholzprodukt: Korkrinde

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50 Kohlenstoffbindung und Substitutionspotenzial Wie bereits erläutert, dienen Wälder als Kohlenstoffsenken, da die Bäume während ihres Wachstums Kohlenstoff absorbieren und ihn auf viele Jahre lagern. Diese langfristige Lagerung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre wird als „Kohlenstoffbindung“ bezeichnet. Der Kohlenstoff wird auf natürlichem Wege erst wieder in die Atmosphäre freigesetzt, wenn die Bäume absterben und verrotten oder einem Waldbrand zum Opfer fallen. Wenn Bäume geerntet werden, um Holz zu erhalten, speichern die daraus hergestellten Baumaterialien oder anderen Produkte weiterhin Kohlenstoff, solange sie existieren, und bilden damit in Form langlebiger Holzprodukte einen Kohlenstoffspeicher. Ein Holzgebäude beispielsweise speichert damit den in seinem Holz gebundenen Kohlenstoff aus der Atmosphäre für die Dauer seines Bestehens. In einem nachhaltig bewirtschafteten Wald schafft jeder geschlagene Baum zugleich Platz für das Wachstum neuer Bäume, die weiteren Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden können.

Holz entsteht mit dem Einsatz von Sonnenenergie im Prozess der Fotosynthese, und sehr wenig zusätzliche Energie ist vonnöten, um daraus nutzbare Baumaterialien herzustellen. Verglichen mit Produkten aus nichterneuerbaren Materialien enthalten Holzprodukte relativ wenig graue Energie. Das ist die Energiemenge, die im gesamten Lebenszyklus eines Produkts einschließlich Herstellung, Transport, Nutzung und Entsorgung benötigt wird. Die Energiemenge, die zur Herstellung von fertigen Holzprodukten erforderlich ist, beträgt generell weniger als die Hälfte der in ihnen gespeicherten Energiemenge.1 Die Herstellung ist weit weniger von fossilen Brennstoffen abhängig als bei vielen anderen Bauprodukten, zumal die Forstindustrie einen großen Teil der von ihr benötigten Energie selber durch die Verbrennung von Sägewerksabfällen wie Sägemehl oder Baumrinde und von Nebenprodukten der Papierherstellung erzeugt. Die meisten Holzprodukte lassen sich am Ende ihres Lebenszyklus leicht wiederverwenden oder wiederverwerten. Alternativ kann die in dem Holz gespeicherte Energie als CO2-neutrale Quelle zur Erzeugung von Heizenergie oder Strom genutzt werden. Der geringe Energieverbrauch bei der Produktion und der begrenzte Einsatz von Energie aus fossilen Brennstoffen führen dazu, dass Holzprodukte in der Regel weit geringere Kohlendioxidemissionen verursachen als funktional vergleichbare Produkte.2 Energie- und kohlenstoffintensive Materialien wie Aluminium, Stahl, Beton und Ziegel für langfristige Anwendungen durch Holz zu ersetzen, kann deshalb zu beträchtlichen Vorteilen in der CO2-Bilanz führen, die sich im Lauf der Zeit akkumulieren.3 Mehrere Bewertungsstudien zum Lebenszyklus, die in den letzten Jahren fertiggestellt wurden, belegen, dass Gebäude aus Holz verglichen mit Gebäuden, die aus anderen konventionellen Baustoffen hergestellt werden, die wenigste Energie benötigen.4 Da ein großer Teil des in einem Gebäude verbauten Materials für das konstruktive System eingesetzt wird, kann die Verwendung von Holz für das Haupttragwerk den Energieverbrauch beträchtlich reduzieren, insbesondere den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die damit verbundenen Emissionen fossilen Kohlenstoffs. 5

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Die Sorgen hinsichtlich der Auswirkungen des Bauens auf das globale Klima wachsen weltweit, und die Umweltvorteile von Gebäuden, die während ihrer Lebenszeit den Energieverbrauch minimieren – mit entsprechend niedrigen Betriebskosten –, werden von der Öffentlichkeit inzwischen zur Kenntnis genommen. Während leistungsstärkere, energieeffizientere Gebäude entwickelt werden, wird die Notwendigkeit, ihre graue Energie zu reduzieren, deutlicher, da diese einen beträchtlichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes über seine gesamte Lebenszeit hat.6 Auch wenn Holz nicht notwendigerweise für alle Anwendungen angemessen ist, ergeben sich deutliche Umweltvorteile, wenn es überall, wo es möglich ist, verwendet wird – solange das Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Quellen stammt. Eine gesunde Nachfrage nach Holzprodukten motiviert Grundeigentümer außerdem, ihr Land weiter als Forst zu nutzen, und trägt damit zur Vermeidung großer Kohlenstoffverluste an die Atmosphäre bei, die durch Landnutzungsänderungen entstehen.7 Während noch viele Anstrengungen nötig sind, um Entwaldung und Waldschädigung – insbesondere in tropischen Regionen – zu reduzieren, kann sich der Ersatz von Baustoffen, die große Mengen Energie aus fossilen Quellen verbrauchen, durch Holz als eine machbare Strategie zur Linderung der Folgen des Klimawandels und zum Erreichen einer „grünen“ wirtschaftlichen Entwicklung erweisen.

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1 Bauen mit Holz = Aktiver Klimaschutz. München: Holzforschung München, Technische Universität München, 2010. S. 6–8. 2 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. Carbon 101: Understanding the Carbon Cycle and the Forest Carbon Debate. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2012. S. 8. 3 Oliver, Chadwick Dearing, Nedal T. Nassar, Bruce R. Lippke und James B. McCarter. „Carbon, Fossil Fuel, and Biodiversity Mitigation With Wood and Forests“. Journal of Sustainable Forestry. Bd. 33.3 (2014). S. 248. 4 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Alison Lindburg und Kathryn Fernholz. Wood Products and Carbon Protocols: Carbon Storage and Low Energy Intensity Should Be Considered. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2008. S. 4. 5 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. S. 8; Mayo, Joseph. Solid Wood. New York, NY: Routledge, 2015. S. 10. 6 Bauen mit Holz = Aktiver Klimaschutz. S. 10. 7 Ward, Roxane, und Dave Patterson. The Impact of Wood Use on North American Forests. ReThink Wood, 2015. S. 7.

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Wälder als Kohlenstoffsenke Wachstumsund Erntezyklus

Holzprodukte als Kohlenstoffsenke Mit der Zeit steigende Speicherkapazität

1

900

Kohlenstoff in Wäldern 800

Kohlenstoff in Holzprodukten 700

Kohlenstoff (t/ha)

600

Vermiedene Kohlenstoffemissionen (durch den Ersatz von Beton durch Holz)

500 400

Hypo

t h et

r unb ische

ew i r t s

c h af tet

er Wald

300 200 100 0 2000 2010

2020 2030 2040

2

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2050 2060 2070

2080 2090 2100

2110

2120

2130

2140

2150

2160

Jahre

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Werkstoffe und Herstellung

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3

4

5

1 Kohlenstoffspeicherung durch Holzprodukte 2 Substitutionspotenzial von Holzprodukten 3 Bewirtschaftete Wälder binden Kohlenstoff

aus der Atmosphäre 4 Langlebige Holzprodukte als Kohlenstoffsenken: Brettsperrholzplatten 5 Einsatz von Holz anstelle von Stahl oder Beton beim Tragwerk; Whitmore Road, London; Architekt: Waugh Thistleton Architects, Tragwerksplanung: Akera Engineers

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54 Industrie und Holznutzung Während Entwaldung und Waldschädigung weiterhin zu Verlusten von Waldgebieten in den tropischen Regionen führen, wächst der Waldbestand in den industrialisierten Ländern Nordamerikas und Europas. Das nachwachsende Holz übersteigt in den bewirtschafteten Wäldern dieser Länder weiterhin, wie schon in den letzten Jahrzehnten, die entnommene Menge. Die geernteten Mengen entsprechen gegenwärtig durchschnittlich rund 60 bis 65 Prozent des nachwachsenden Holzes, sodass der Nettobestand zunimmt.1 Zudem wird nur ein sehr kleiner Prozentsatz des vorhandenen Baumbestands jährlich abgeholzt. In den Vereinigten Staaten sind beispielsweise nur rund 1,3 Prozent von jährlichen Holzernten betroffen, in Deutschland sogar nur etwa 0,2 Prozent, was deutlich unter dem Maximalwert liegt, bei dem noch von Nachhaltigkeit gesprochen werden kann.2

Das aus den Wäldern entnommene Holz kann heute von Sägewerken und anderen Verarbeitungsbetrieben sehr effizient und fast ohne Abfall verarbeitet werden. In den vergangenen 75 Jahren hat die Holzverarbeitungsindustrie in den Industrieländern durch die Entwicklung neuer Produkte und durch Investitionen in innovative Fertigungsverfahren bemerkenswerte Fortschritte hin zu einer abfallfreien Wirtschaftsbranche gemacht und die Auswirkungen auf die Umwelt deutlich reduziert. In den 1940er-Jahren lag der Ertrag von Schnittholz aus den Stämmen, die in die Sägewerke kamen, bei 35 bis 39 Prozent und das Abfallvolumen bei 50 bis 60 Prozent. Während ein Teil der Schnittabfälle für die Erzeugung von Strom und Wärme verwendet wurde, wurde der größte Teil einfach nur verbrannt oder auf die Deponie geschafft. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die Effizienz erheblich gesteigert, als die Sägewerksabfälle zunehmend in Papierverarbeitungsprozessen und bei der Herstellung von Spanplatten Verwendung fanden. Die Computerisierung des Sägewerksbetriebs in den 1970er-Jahren führte zur elektronischen Erfassung und Bewertung der Stämme und ihrer genauen Positionierung während des Sägens, wodurch das Zuschneiden optimiert und der Ertrag an Schnittholz verbessert wurde. Technologische Neuerungen führten zu Fortschritten bei der Produktion von Sperrholz und erlaubten die Entwicklung neuer konstruktiver Holzwerkstoffe und Holzwerkstoffplatten wie zum Beispiel Furnierschichtholz (lvl) und osb-Platten. Die neuen Verarbeitungstechniken ermöglichten die wirtschaftliche Nutzung von Bäumen mit kleinem Stammdurchmesser und geringer Festigkeit zur Herstellung von großformatigen Produkten mit hoher Tragfähigkeit, für die zuvor nur Stämme von großem Durchmesser genutzt werden konnten. Damit erhöhte sich der Holzertragsanteil bis Mitte der 1980er-Jahre auf 41 Prozent. Strengere Umweltauflagen und die Ölkrise von 1973 motivierten viele Sägewerke, ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen durch einen erhöhten Einsatz von Holzabfällen zur Gewinnung von Wärme und Betriebsenergie zu vermindern.3 Heute liefern Biotreibstoffe – in Form von Abfällen beim Schlagen, Sägeabfällen und Stämmen kleinen Durchmessers, die bei der Waldausdünnung anfallen – fast 70 Prozent des Energiebedarfs der Holzverarbeitungsindustrie, die damit nahezu zum Selbstversorger geworden ist.4

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Viele Verarbeitungsbetriebe produzieren Wärme und Strom aus Holzbrennstoffen mittels Kraft-Wärme-Kopplung, die viel effizienter als herkömmliche Energieerzeugungssysteme ist und so zur Verminderung von Treibhausgasemissionen beiträgt. Zwar wird bei der Verbrennung von Holz-Biomasse anstelle von fossilen Energieträgern immer noch Kohlendioxid freigesetzt, aber es handelt sich um biogene Kohlenstoffemissionen, die zum natürlichen Kreislauf gehören und durch den neuen Baumwuchs ausgeglichen werden.5 Seit dem Beginn des 21. Jahrhunderts haben fortgesetzte Anstrengungen zur technologischen Verbesserung und Ertragssteigerung zu einem Anstieg des Schnittholzanteils auf 52 Prozent geführt, wobei praktisch kein Abfall mehr entsteht. Die Stämme, die in Sägewerke und Fertigungsbetriebe gelangen, werden fast zur Gänze zu nützlichen Produkten weiterverarbeitet. Durch die vollständige Verwertung früher ungenutzter Sägerückstände besitzt die Holzverarbeitungsindustrie heute Einrichtungen, die keinen Abfall mehr erzeugen. Der nächste Schritt wird sein, die Wiederverwendung, Wiederverwertung und Rückgewinnung von Holzprodukten am Ende ihrer Lebensspanne auszuweiten.6

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1 Forest Europe, 2015: State of Europe's Forests 2015. Madrid: Ministerial Conference on the Protection of

Forests in Europe, 2015. S. 117; National Report on Sustainable Forests – 2010. United States Department of Agriculture, Forest Service, 2011. S. II–40; „National Forestry Database (NFD)“. National Forestry Database (NFD). Internet, abgerufen am 10. Nov. 2015. 2 Trend Data. Forest Service: Forest Inventory and Analysis National Program. Internet, abgerufen am 10. Nov. 2015; Der Wald in Deutschland: Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. Berlin: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 2014. S. 29–38. 3 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich und Kathryn Fernholz. Utilization of Harvested Wood by the North American Forest Products Industry. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2012. S. 2–6. 4 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich, Matt Frank, Jeff Howe, Sarah Stai und Kathryn Fernholz. Carbon 101: Understanding the Carbon Cycle and the Forest Carbon Debate. Minneapolis, MN: Dovetail Partners, 2012. S. 9. 5 Miner, Reid. Impact of the Global Forest Industry on Atmospheric Greenhouse Gases. Rom: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2010. S. 5. 6 Bowyer, Jim, Steve Bratkovich und Kathryn Fernholz. S. 6–8.

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56 1940

1970

35-39%

41-45%

23-24%

37-38%

16% 20%

Zu Bauholz verarbeitet

23%

Als Rohmaterial in andere Einrichtungen gebracht

1112%