Mit dem CO2-Messband kann die abstrakte Grösse von Kilogramm CO2, die z.B. ein CO2-Fussabdruck ausmachen, vor Ort im Wald begreifbar gemacht werden.
Wie nutzt man das Messband?
Forstfachleute messen den Umfang oder Durchmesser der Bäume jeweils auf Brusthöhe: dies nennt man Brusthöhendurchmesser (BHD). Die Brusthöhe ist bei 1.30 Meter über Boden definiert worden. Der Brusthöhendurchmesser (BHD) ist im Wald einfach und schnell zu messen und viele forstlich relevante Grössen (Vorrat, Grundfläche, …) hängen direkt oder indirekt vom BHD ab. Darum basieren die meisten forstlichen Berechnungen und Planungen auf dem BHD.
Nach dem Umlegen des Massbandes liest man mit Hilfe der Anfangskante ab, wie viel Kilogramm CO2 der Baum ungefähr gespeichert hat. Dafür sind alle 2 cm mit dem CO2 Äquivalent beschriftet. Dabei ist zu bedenken, dass das Resultat eine grobe Schätzung ist und ein Baum diese Menge an CO2 über seine ganze Lebensspanne speichert. Man muss somit vorsichtig sein, wenn man diese aktuelle Messung zum Beispiel mit dem CO2-Verbrauch eines Menschen pro Jahr vergleicht.
Wenn man wissen möchte, wie viel ein Baum pro Jahr speichert, muss man dessen Jahreszuwachs kennen. Da die Speicherung nicht linear abläuft (siehe Skala Messband), kann man nicht einfach die CO2-Menge durch die Anzahl Jahre dividieren. Genauer wird es mit den Werten «Jetziger Umfang» und «Umfang vor einem Jahr». So kann man hochrechnen, wie viel CO2 der Baum in einem Jahr gespeichert hat.
Vielleicht gibt es in der Nähe auch einen Baumstrunk derselben Art und derselben Durchmesserklasse. Daran kann man abmessen, wie viel ein Baum pro Jahr ungefähr wächst.
Warum kann man vom Durchmesser eines Baumes auf sein Volumen schliessen?
Es gibt eine Korrelation zwischen der Dicke und der Höhe der Bäume, da sie jeweils in beide Richtungen gleichzeitig wachsen (h/d-Verhältnis: https://de.wikipedia.org/wiki/H/d-Verhältnis). Dieses Verhältnis wurde über Jahre untersucht. Mit der Formel BHD² / 1000 erhält man eine grobe Schätzung – welche genaugenommen nur für Bäume mit einer Höhe von 27 Metern und einer Formzahl von 0.47 genaue Ergebnisse liefert. Für viele forstwirtschaftliche Abschätzungen reicht diese Genauigkeit.
Wenn man es genauer haben will kann man die erweiterte Denzin-Formel (V = BHD²/1000 +(BHD²/1000)×(h-NH)×Volumenkorrekturprozent) nutzen, in welcher auch die Baumhöhe miteinbezogen wird (http://www.forst-rast.de/pflrechner05.html). Mit erweiterten Denzin-Formel würde man genauere Resultate erhalten. Nebst der Baumhöhe muss man dazu jedoch zusätzlich die Normalhöhe der Baumart NH und ein Volumenkorrekturprozent für diese Baumart kennen.
Wie kommt man vom Umfang über das Volumen zum gespeicherten CO2?
Der erste Rechnungsschritt vom Umfang auf den Durchmesser (BHD = Umfang/π) ist relativ einfach, da ein Stamm annähernd einem Kreis gleicht.
Für die Berechnung des Baumvolumens haben wir die einfache Denzin-Formel V = BHD²/1000 verwendet (s.o.). Mit dieser Formel kann aus dem Brusthöhendurchmesser (BHD) ein ungefähres Volumen des Derbholzes abgeleitet werden. Das Derbholz beinhaltet alle überirdischen Teile des Baumes, welche einen Durchmesser über 7 cm haben.
Vom Volumen kann man eine ungefähre Masse des Baumes (m = V * ρ) abschätzen. Dafür braucht man die Dichte des jeweiligen Holzes. Diese ist bei Nadelbäumen (Fichte: 470 kg/m³) und Laubbäumen (Buche: 720 kg/m³) ziemlich unterschiedlich. Für die Werte auf dem Messband sind wir von einer durchschnittlichen Dichte von 538 kg/m³ ausgegangen.
Holz besteht vor allem aus Lignin und Zellulose. Diese Kohlenstoffverbindungen enthalten – wie es der Name sagt – Kohlenstoff. Der Anteil des Kohlenstoffs an der Holzmasse beträgt rund 50% (mC = m * 0.5). Damit wird die Menge des gespeicherten Kohlenstoffes berechnet.
Meistens wird die Speicherung resp. der Ausstoss an Kohlenstoff in der Menge Kohlendioxid (CO2) angegeben. CO2 besteht aus einem C-Atom mit der Molaren Masse von 12 g/mol und zwei Sauerstoffatomen (O2) mit der Molaren Masse von je 16 g/mol. Der Anteil Kohlenstoff in einem Kohlendioxidmolekül (Molare Masse 12 + 2 * 16 = 44 g/mol) beträgt somit 12/44. Damit beträgt die Masse des gespeicherten Kohlendioxides mCO2 = mC * 12/44
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