Moore: Wiedervernässung & Bewirtschaftungsänderung wirken Klimawandel entgegen

Eine Studie des Peatland Science Centre (PSC) der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) zu Auswirkungen der Wiedervernässung und Klimaerwärmung auf Intensivgrünland sowie extensives Seggengrünland unterstreicht die Notwendigkeit für entschlossene Anpassungsmaßnahmen.

Open top Chambers - Plexiglaushauben zur Messung von Treibhausgasemissionen. Bild: Matthias Drösler, © HSWT.

Das Peatland Science Centre (PSC) der HSWT hat in einer experimentellen Feldstudie auf landwirtschaftlich genutztem Grünland auf organischen Böden die Auswirkungen der Wiedervernässung und der prognostizierten Klimaerwärmung auf Intensivgrünland und auf extensiv bewirtschaftetes Seggengrünland untersucht. Die Versuchsvarianten für die beiden Grünlandtypen waren entwässerte bzw. wiedervernässte Bedingungen, Umgebungsbedingungen bzw. Erwärmung sowie eine Kombination von Wiedervernässung und Erwärmung. Gemessen wurde der Netto-Ökosystemaustausch von CO2, Methan und Lachgas sowie die Biomasse-Erträge.

Hintergrund

Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 Klimaneutralität zu erreichen. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, sind erhebliche Emissionsreduktionen in allen Sektoren erforderlich. Organische Böden sind derzeit die größte einzelne Emissionsquelle innerhalb der Sektoren Landwirtschaft sowie Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft (LULUCF), daher sollte die Eindämmung der Emissionen aus Moorböden eine Priorität sein.

In Deutschland trugen die Emissionen aus entwässerten organischen Böden im Jahr 2021 mit ca. 53,7 Mio. Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten zu den gesamten nationalen Treibhausgas-Emissionen (THG) bei. Zusätzlich zu Renaturierungsmaßnahmen wird erwartet, dass eine Umstellung der Bewirtschaftungsmethoden, Wiedervernässung oder die Nutzung von Mooren für die Paludikultur die THG-Emissionen deutlich reduzieren. Die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Minderungsmaßnahmen müssen noch untersucht werden.

Ergebnisse der Forschungsstudie

In einem wissenschaftlichen Paper in Biogeochemistry berichten die Wissenschaftler:innen des PSC über die Ergebnisse des ersten Jahres der Treibhausgasmessungen nach der Verpflanzung erwachsener Carex-Bodenmonolithen, einschließlich des kontrollierten Anstiegs von Wasserstand und Temperatur. Bei allen Varianten wurden höhere Lachgasemissionen als erwartet festgestellt. Dies war vor allem für die wiedervernässten Intensivwiesen und die Carex-Varianten unerwartet, aber größtenteils darauf zurückzuführen, dass der Beginn der Wiederbefeuchtung mit Frost-Tau-Zyklen zusammenfiel. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Gesamtergebnisse zu den Minderungs- und Anpassungstrends. Es stellte sich heraus, dass wärmere Bedingungen die gesamten Treibhausgasemissionen des entwässerten Intensivgrünlands um nahezu 40% auf rund 67 Tonnen CO2-Äquivqlent pro Hektar und Jahr erhöhten. Die Umstellung der Grünlandbewirtschaftung auf die Seggen-Paludikultur führte zu der größten Treibhausgasreduzierung. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass diese starke Senke auch unter den simulierten warmen Bedingungen aufrechterhalten werden. Das Emissionsreduktionspotenzial für die Seggen-Paludikultur betrug minus 80 Tonnen CO2-Äquivalent pro Hektar und Jahr.

Fazit

"Paludikulturen sind eine wichtige Minderungsmaßnahme, um die Klimaschutzziele erreichen zu können. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese auch eine höhere Resilienz im Klimawandel haben können und daher besonders Moorböden schützen können," so Carla Bockermann, wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin.

Die Studie hat ergeben, dass das neuartige Konzept der Paludikultur das stärkste Emissionsminderungspotenzial aufweist. Die Ergebnisse liefern den ersten experimentellen In-situ-Feldnachweis, dass die beobachtete starke Senkenfunktion für Treibhausgase auch bei einer Erwärmung fortbestehen könnte. Dies zeigt das Potenzial der Paludikultur, die Auswirkungen der Erwärmung auf die Ökosystememissionen zu modifizieren und damit eine wichtige Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel auf organischen Böden zu liefern. Um die Ergebnisse dieses einjährigen Experiments zu untermauern, sind jedoch mehrjährige Studien erforderlich. Die Ergebnisse unterstreichen auch die Notwendigkeit, entschlossen geeignete Anpassungsmaßnahmen zu ergreifen, denn es wurde auch festgestellt, dass ein Temperaturanstieg von nur 0,9 °C – ein moderates Erwärmungsszenario, das für die nähere Zukunft vorhergesagt wird – die Emissionen von entwässertem Grünland auf organischen Böden deutlich erhöht. Dieses Ergebnis stellt die Zuverlässigkeit der derzeitigen Emissionsfaktoren für die Schätzung der Treibhausgasemissionen in der nahen Zukunft weiter in Frage.

Ausblick

Studien über die angepasste Artenzusammensetzung von Intensivgrünland mit angepasster Düngung für den Nassanbau könnten Möglichkeiten zur Milderung der Folgen für organische Böden an Standorten bieten, an denen eine Extensivierung der Bewirtschaftung aufgrund der Anforderungen an die Biomassequalität nicht in Frage kommt (z. B. bei der Futtermittelproduktion für die Milchviehwirtschaft). Im Hinblick auf das Anpassungspotenzial und die Widerstandsfähigkeit sind zusätzliche Studien zur Bewertung der langfristigen Stabilität der Biomasseentwicklung in der Paludikultur und des Fortbestands der Treibhausgassenke von Bedeutung. Und schließlich kann die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Paludikulturarten zu robusten Emissionsfaktoren und zu einer fundierten Entscheidungsfindung für die Umsetzung von Paludikulturen in größerem Maßstab beitragen.

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Moore: Wiedervernässung & Bewirtschaftungsänderung wirken Klimawandel entgegen

Eine Studie des Peatland Science Centre (PSC) der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) zu Auswirkungen der Wiedervernässung und Klimaerwärmung auf Intensivgrünland sowie extensives Seggengrünland unterstreicht die Notwendigkeit für entschlossene Anpassungsmaßnahmen.

Open top Chambers - Plexiglaushauben zur Messung von Treibhausgasemissionen. Bild: Matthias Drösler, © HSWT.

Das Peatland Science Centre (PSC) der HSWT hat in einer experimentellen Feldstudie auf landwirtschaftlich genutztem Grünland auf organischen Böden die Auswirkungen der Wiedervernässung und der prognostizierten Klimaerwärmung auf Intensivgrünland und auf extensiv bewirtschaftetes Seggengrünland untersucht. Die Versuchsvarianten für die beiden Grünlandtypen waren entwässerte bzw. wiedervernässte Bedingungen, Umgebungsbedingungen bzw. Erwärmung sowie eine Kombination von Wiedervernässung und Erwärmung. Gemessen wurde der Netto-Ökosystemaustausch von CO2, Methan und Lachgas sowie die Biomasse-Erträge.

Hintergrund

Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 Klimaneutralität zu erreichen. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, sind erhebliche Emissionsreduktionen in allen Sektoren erforderlich. Organische Böden sind derzeit die größte einzelne Emissionsquelle innerhalb der Sektoren Landwirtschaft sowie Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft (LULUCF), daher sollte die Eindämmung der Emissionen aus Moorböden eine Priorität sein.

In Deutschland trugen die Emissionen aus entwässerten organischen Böden im Jahr 2021 mit ca. 53,7 Mio. Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten zu den gesamten nationalen Treibhausgas-Emissionen (THG) bei. Zusätzlich zu Renaturierungsmaßnahmen wird erwartet, dass eine Umstellung der Bewirtschaftungsmethoden, Wiedervernässung oder die Nutzung von Mooren für die Paludikultur die THG-Emissionen deutlich reduzieren. Die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Minderungsmaßnahmen müssen noch untersucht werden.

Ergebnisse der Forschungsstudie

In einem wissenschaftlichen Paper in Biogeochemistry berichten die Wissenschaftler:innen des PSC über die Ergebnisse des ersten Jahres der Treibhausgasmessungen nach der Verpflanzung erwachsener Carex-Bodenmonolithen, einschließlich des kontrollierten Anstiegs von Wasserstand und Temperatur. Bei allen Varianten wurden höhere Lachgasemissionen als erwartet festgestellt. Dies war vor allem für die wiedervernässten Intensivwiesen und die Carex-Varianten unerwartet, aber größtenteils darauf zurückzuführen, dass der Beginn der Wiederbefeuchtung mit Frost-Tau-Zyklen zusammenfiel. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Gesamtergebnisse zu den Minderungs- und Anpassungstrends. Es stellte sich heraus, dass wärmere Bedingungen die gesamten Treibhausgasemissionen des entwässerten Intensivgrünlands um nahezu 40% auf rund 67 Tonnen CO2-Äquivqlent pro Hektar und Jahr erhöhten. Die Umstellung der Grünlandbewirtschaftung auf die Seggen-Paludikultur führte zu der größten Treibhausgasreduzierung. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass diese starke Senke auch unter den simulierten warmen Bedingungen aufrechterhalten werden. Das Emissionsreduktionspotenzial für die Seggen-Paludikultur betrug minus 80 Tonnen CO2-Äquivalent pro Hektar und Jahr.

Fazit

"Paludikulturen sind eine wichtige Minderungsmaßnahme, um die Klimaschutzziele erreichen zu können. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese auch eine höhere Resilienz im Klimawandel haben können und daher besonders Moorböden schützen können," so Carla Bockermann, wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin.

Die Studie hat ergeben, dass das neuartige Konzept der Paludikultur das stärkste Emissionsminderungspotenzial aufweist. Die Ergebnisse liefern den ersten experimentellen In-situ-Feldnachweis, dass die beobachtete starke Senkenfunktion für Treibhausgase auch bei einer Erwärmung fortbestehen könnte. Dies zeigt das Potenzial der Paludikultur, die Auswirkungen der Erwärmung auf die Ökosystememissionen zu modifizieren und damit eine wichtige Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel auf organischen Böden zu liefern. Um die Ergebnisse dieses einjährigen Experiments zu untermauern, sind jedoch mehrjährige Studien erforderlich. Die Ergebnisse unterstreichen auch die Notwendigkeit, entschlossen geeignete Anpassungsmaßnahmen zu ergreifen, denn es wurde auch festgestellt, dass ein Temperaturanstieg von nur 0,9 °C – ein moderates Erwärmungsszenario, das für die nähere Zukunft vorhergesagt wird – die Emissionen von entwässertem Grünland auf organischen Böden deutlich erhöht. Dieses Ergebnis stellt die Zuverlässigkeit der derzeitigen Emissionsfaktoren für die Schätzung der Treibhausgasemissionen in der nahen Zukunft weiter in Frage.

Ausblick

Studien über die angepasste Artenzusammensetzung von Intensivgrünland mit angepasster Düngung für den Nassanbau könnten Möglichkeiten zur Milderung der Folgen für organische Böden an Standorten bieten, an denen eine Extensivierung der Bewirtschaftung aufgrund der Anforderungen an die Biomassequalität nicht in Frage kommt (z. B. bei der Futtermittelproduktion für die Milchviehwirtschaft). Im Hinblick auf das Anpassungspotenzial und die Widerstandsfähigkeit sind zusätzliche Studien zur Bewertung der langfristigen Stabilität der Biomasseentwicklung in der Paludikultur und des Fortbestands der Treibhausgassenke von Bedeutung. Und schließlich kann die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Paludikulturarten zu robusten Emissionsfaktoren und zu einer fundierten Entscheidungsfindung für die Umsetzung von Paludikulturen in größerem Maßstab beitragen.

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