Wenn Wälder bei Hitze mehr ausatmen: Warum wärmere Sommer die Chemie der Luft verändern

Ein Nadelwald an einem heißen Julitag riecht intensiv – harzig, würzig, manchmal fast süßlich. Was die Nase als Waldduft wahrnimmt, ist in Wahrheit ein chemischer Vorgang von globaler Tragweite. Bäume geben ständig sogenannte flüchtige organische Verbindungen ab, im Fachjargon BVOC (biogene volatile organic compounds). Und je wärmer es wird, desto mehr davon gelangt in die Luft. Aktuelle Forschungsarbeiten rücken diesen Zusammenhang zunehmend ins Blickfeld, weil er eine überraschend große Rolle für Luftqualität und Klima spielt.

Duftstoffe mit Nebenwirkung

Zu den bekanntesten dieser Verbindungen zählen Isopren und die Gruppe der Monoterpene – jene Moleküle, die vielen ätherischen Ölen ihren typischen Geruch geben. Pflanzen produzieren sie unter anderem, um sich gegen Hitzestress, Fraßfeinde oder oxidative Belastung zu schützen. Das Problem beginnt, sobald die Stoffe die Blätter verlassen. In der Atmosphäre sind Monoterpene und Isopren äußerst reaktionsfreudig. Sie reagieren mit Stickoxiden und Sonnenlicht und tragen so zur Bildung von bodennahem Ozon bei – jenem Reizgas, das im Sommer regelmäßig für Gesundheitswarnungen sorgt.

Gleichzeitig entstehen aus den Reaktionsprodukten winzige Schwebeteilchen, sogenannte sekundäre organische Aerosole. Diese Partikel können Sonnenlicht streuen und als Kondensationskeime für Wolkentröpfchen dienen. Damit greifen die unscheinbaren Baumausdünstungen direkt in den Strahlungshaushalt der Erde ein – teils kühlend, teils in schwer vorhersagbarer Wechselwirkung mit anderen Faktoren.

Der Temperatureffekt

Entscheidend ist, dass die Emissionsrate stark von der Temperatur abhängt. Zahlreiche Messungen zeigen, dass die Abgabe von Monoterpenen mit steigender Wärme nicht linear, sondern nahezu exponentiell zunimmt. Bei Hitzewellen kann sich der Ausstoß laut wissenschaftlichen Feldstudien vervielfachen, weil erhöhte Temperaturen den Stoffwechsel ankurbeln und die Spaltöffnungen der Blätter die Substanzen unmittelbar nach ihrer Bildung freisetzen. Ein wärmeres Klima bedeutet damit tendenziell auch eine Atmosphäre, die stärker mit diesen reaktiven Verbindungen gesättigt ist.

Besonders interessant ist der Blick auf unterschiedliche Baumtypen und Regionen. Untersuchungen an tropischen und subtropischen Wäldern – etwa im Amazonasgebiet – deuten darauf hin, dass gerade laubtragende Arten bei Hitze ihre Emissionen deutlich hochfahren. Weil solche Wälder riesige Flächen bedecken, summieren sich selbst kleine Änderungen pro Blatt zu erheblichen Mengen auf kontinentaler Ebene.

Eine Rückkopplung mit offenen Fragen

Was die Sache kompliziert macht, ist die Verkettung der Effekte. Mehr Wärme führt zu mehr BVOC-Emissionen, diese verändern die Chemie der Atmosphäre, beeinflussen Ozon und Aerosole – und wirken dadurch wiederum auf Temperatur und Wolkenbildung zurück. Ob diese Rückkopplung den Treibhauseffekt insgesamt abschwächt oder verstärkt, ist wissenschaftlich noch nicht abschließend geklärt. Klar ist nur, dass Wälder in Klimamodellen nicht mehr allein als Kohlenstoffspeicher betrachtet werden können, sondern auch als aktive chemische Reaktoren.

Für die Forschung ergibt sich daraus ein handfestes Messproblem: Die Emissionen schwanken mit Tageszeit, Feuchtigkeit, Baumart und Stressniveau der Pflanzen. Erst mit dichteren Messnetzen und satellitengestützter Beobachtung lässt sich abschätzen, wie sich der Ausstoß unter fortschreitender Erwärmung tatsächlich entwickelt.

Warum das über die Fachwelt hinaus zählt

Für die Praxis hat der Zusammenhang durchaus Relevanz. Wer über Aufforstung, Stadtbegrünung oder Luftreinhaltung nachdenkt, muss künftig auch berücksichtigen, welche Baumarten unter welchen Bedingungen wie stark „ausdünsten“. In stark mit Stickoxiden belasteten Ballungsräumen könnten bestimmte hochemittierende Arten die Ozonbelastung ungünstig beeinflussen, während sie andernorts unproblematisch sind. Das macht die Debatte um das „richtige“ Grün ein Stück komplexer – und zeigt zugleich, wie eng Wald, Luft und Klima miteinander verwoben sind.

Der harzige Duft im Sommerwald bleibt also ein schönes Sinneserlebnis. Er ist aber auch eine Erinnerung daran, dass selbst scheinbar stille Ökosysteme unablässig mit ihrer Umgebung kommunizieren – auf einer chemischen Ebene, die wir erst allmählich zu entschlüsseln beginnen.

Dieser Beitrag ist eine redaktionelle Einordnung eines wissenschaftlichen Themas und ersetzt keine fachwissenschaftliche Beratung. Die genannten Zusammenhänge geben den aktuellen Forschungsstand vereinfacht wieder.

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