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<html> <h3>Klimatische Charakteristiken von Mooren</h3> </html> ====== Einleitung ====== Im Zuge des Projektes "Kopfweiden und Waldmoore – Kulturlandschaft und Klimaschutz am Beispiel des Biosphärenreservats Flusslandschaft Elbe" und der Erstellung eines Leitbilds für die Entwicklung eines Niedermoorstandortes in der Prignitz, stellt sich die Frage, welche Eigenschaften Moore aufweisen, u.a. im Bezug auf das Kleinklima. Eine häufige Aussage, die man bei der Literaturrecherche bezüglich Kleinklima und Moore antrifft, ist die, dass Moore ein „ausgeprägtes Kleinklima aufweisen“ (vgl. EGGELSMANN 1975; HEATHWAITE 1993). Welche Aussagen und Untersuchung sich zum Kleinklima von Mooren finden lassen und worin diese Besonderheiten genau bestehen ist im Folgenden aufgeführt. Dazu wurden Untersuchungen zum Kleinklima von Mooren zusammengetragen und abschließend bewertet. ====== Mikroklimatische Ausprägungen von Mooren ====== Bevor auf die klimatischen Eigenschaften von Mooren eingegangen wird, sollen zunächst die verschiedenen Skalen – Mikro-, Lokal-, Meso- und Makroklima – in denen Klima betrachtet wird, umrissen werden. ===== Mikro-, Lokal-, Meso- und Makroklima ===== Das Mikroklima, auch Kleinklima genannt, ist das spezielle Klima eines Gebietes, das sich in der bodennahen Luftschicht bildet. Es wird hauptsächlich beeinflusst von der vorhandenen Oberflächenstruktur (Untergrund, Vegetation, Relief) und deren Eigenschaften (Rauigkeit, Alebdo, Wärmeleitfähigkeit etc.) (DWD, 2014). Die betrachtete Skala beträgt nach ORLANSKI (1975) wenige Millimeter bis einige hundert Meter. Das Kleinklima beeinflusst vor allem die Flora und Fauna eines Gebietes. Lokal- und Mesoklima beschreibt „räumlich begrenzte Klimaeinheiten, die sich auf Einflüsse der Topographie zurückführen lassen“ (LAUER & Bendix 2006, S. 13). Darunter fällt beispielsweise auch das Stadtklima. Das Makroklima reicht in der räumlichen Dimension bis zu 10^4 km weit und betrachtet somit erdumspannende, kontinentale oder großregionale Bereiche. In Tabelle 1 werden die räumlichen und zeitlichen Dimensionen der Skalen aufgeführt. [{{ ::skaleneinteilung_klimazonen.png?direct | Tabelle 1: Skaleneinteilung der Klimatologie (nach Wanner 1986, verändert) }}] ===== Klimatische Bedingungen in Mooren ===== Moore werden in Europa seit dem 17. Jahrhundert entwässert, um sie land- und forstwirtschaftlicher Nutzung zugänglich zu machen. Damit ging ihnen jedoch die Fähigkeit verloren, große Mengen an Treibhausgasen zu speichern. Im Zuge der Klimadebatte finden sich in der Literatur zahlreiche Studien zur Klimawirkung von Mooren sowie dem Nutzen der Renaturierung von Mooren für den Klimaschutz. (z.B.: DRÖSSLER ET AL., 2012; MOORE,T. R., KNOWLES, R. ,1989). Hierbei wird vor allem das globale Klima betrachtet. Untersuchung zum Einfluss von Mooren auf das Kleinklima jedoch sind deutlich weniger in der Literatur vertreten. Allgemeine Aussagen verschiedener Studien zum Kleinklima eines Moores sind im Folgenden zusammen getragen. HEATHWAITE et al. (1993) untersuchte die hydrologischen Prozesse von stillgelegten und renaturierten Mooren. Das Mikroklima der Moore beschreibt er im Vergleich zu mineralischen Böden als frostgefährdeter, außerdem weisen sie größere Unterschiede im Tagestemperaturverlauf auf, höhere Luftfeuchte sowie häufigere Nebelbildung. Die Maximaltemperaturen von Mooren unterscheiden sich nur leicht von denen mineralischer Böden, bei den Minimaltemperaturen treten hingegen große Unterschiede auf (IMCGIPS 2002). Nach EDOM (2001, zit. nach IMCGIPS 2002) lässt sich die häufige Nebelbildung dadurch erklären, dass Moore klassischerweise sehr nasse und in Senken gelegene Areale sind, in denen sogenannte Kaltluftseen entstehen, die Nebelentstehung begünstigen (IMCGIPS, 2002). Die Luft- und Bodentemperatur von Mooren sind demnach im Sommer wesentlich kühler als die mineralischer Böden. Der Einfluss von Mooren auf das regionale Klima ist nach EDOM (2001, zit. nach IMCGIPS) größer in warmen oder trockenen Klimaten. ===== Thermische Eigenschaften moorspezifischer Standorte ===== Neben solchen eher allgemein gehaltenen Aussagen, finden sich einige Studien, die thermische Eigenschaften moorspezifischer Standorte untersuchen. SCHMIDT (1997) verglich in seiner Studie das Kleinklima verschiedener typischer Moorstandorte – Schlenkengewässer, Rasengesellschaften und Flachbulten – in Süddeutschland. Torfmoor-Schlenken sind Regenerations- und Pionierstadien von Mooren auf nährstoffarmen, sauren, feuchten bis nassen Rohboden-Standorten und nach § 30 BNatSchG besonders geschützt Biotope (LFULG 2014), typischerweise bedeckt mit sehr seltenen Sumpfwasserschlauch-Gesellschaften. Die Rasengesellschaften sind bewachsen mit Seggenbeständen. Bulten sind erhöhte Kuppen aus Torf- oder Braunmoosen, die am Untersuchungsort mit stark gefährdeten Glockenheide-Gesellschaften bewachsen waren. Im Ergebnisse der Untersuchung zeigen sich unterschiedlich kleinklimatische Ausprägungen dieser drei typischen Moorstandorte (DIERSSEN & DIERSSEN 2001). Auf Schlenkengewässern treten im Tagesverlauf starke Schwankungen der Temperaturen auf, Teilbereiche der Schlenken bilden im Jahresmittel "Wärmeinseln" mit deutlichen höheren Temperaturen als die Umgebung mit niedrigerer Frostempflindlichkeit. Die hohe Verdunstung wird mit verursacht durch die Strahlungsabsorption durch Huminstoffe im Wasserkörper und den unbedeckten, dunklen Torfschlamm (verringerter Albedo). Auf rasigen Seggenbeständen finden sich ähnliche Erscheinung von höheren Temperaturen als sie in der Umgebung auftreten. Aufgrund der vergleichsweise geringen Amplitude des Tagesverlaufs der Lufttemperatur wird das Kleinklima über diesen Standorten auch als "ozeanischen" bezeichnet. Im Jahresmittel sind Bulten mikroklimatisch eher kühl, hingegen gibt es höhere Schwankungen der Temperatur. Dunkle, trockene Torfböden erreichen Temperaturen über 60 °C. Die thermischen Eigenschaften des Torfes, dem typischen Moorboden, unterscheiden sich je nach Bedeckung (s. 2.4) und Feuchtigkeitsgrad. So hat nasser Torf die doppelte Temperaturleitfähigkeit, 7-fache Wärmeleitfähigkeit und 6-fache Wärmekapazität von getrocknetem Torf (nach GEIGER 1961 zit. nach DIERSSEN & DIERSSEN 2001). Diese Eigenschaften sind abhängig von verschiedenen Faktoren. Die Bodentemperatur wird zum einen beeinflusst von der Wärmeleitfähigkeit (Wärmemenge, die in 1s durch 1 m Stoffschicht der Fläche 1m² fliesst in Ws) und zum anderen von der Wärmekapazität (Energiemenge zur Erwärmung von 1 kg eines Stoffes um 1 K in J/(kg K)). Wasser hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Eis leitet Wärme schneller als Wasser. Beim Torf sind diese Größen wiederum abhängig von der Lagerungsdichte und dem Wasservolumen im Verhältnis zum Luftvolumen. Deswegen wird nasser Torfboden sehr viel langsamer warm als trockener und ist folglich auch frostgefährdeter. Solche "Tundra ähnlichen" Kleinklimate auf Moorflächen unterscheiden sich oft von dem der unmittelbaren Umgebung des Moores. ===== Einfluss des Wasserhaushalts – Evapotranspiration ===== Neben der Feuchtigkeit bestimmt die Evapotranspiration, also die Summe aus direkter Verdunstung und Transpiration (DIERSSEN & DIERSSEN 2001, 16), die durch Vegetationsbedeckung des Torfbodens bestimmt ist, das Kleinklima im Moor. NEUHÄUSEL, R. (1975) entwickelte eine Systematik von vier Standortstypen nach ihrer Evapotranspirationsleistung: * Niedrige Transpiration/ hohe Evaporation, z. B. bei Rasenhorizonten * Hohe Evaporation/ kaum Transpiration: Auf Schlenken und sehr nassen Flächen * Mäßige Transpiration/ geringe Evaporation: Z. B. Niedermoore mit weitgehend geschlossener Krautschicht * Hohe Transpiration/ verringerte Evaporation: Dicht bewaldete Moorflächen, Gründland-Moor (entwässert) Eine hohe Evapotranspiration verursacht feuchtes Klima, Abkühlung der bodennahen und Erwärmung der höheren Luftschichten. Trockene Pflanzen hingegen haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit und –kapazität und können so bei hoher Einstrahlung einen Wärmestau verursachen und bei geringer Eintstrahlung bzw. niedrigen Temperaturen die Frostgefahr erhöhen (EGGELSMANN 1990). Welche Auswirkungen die Veränderung der Evapotranspirationsleistung bzw. des Wasserhaushaltes z. B. durch Entwässerung haben kann, zeigt eine Studie, die die Folgen der Entwässerung von Mooren für das Regionalklima untersucht. ===== Entwässerung von Mooren – Folgen für das regionale Klima ===== Verlässt man den kleinklimatischen Raum und wechselt in die lokal- bzw. regionalklimatische Betrachtung, ergeben sich bereits ganz andere Erkenntnisse als die bisher aufgezeigten Aussagen zum Kleinklima von Mooren. Aufgrund unterschiedlicher Skalen können diese auch nicht verglichen werden; sie zeigen aber den Einfluss der Veränderung des Gewässerhaushalts auf das regionale Klima, der sich auch im kleinklimatischen Bereich als entscheidender Faktor erweist. Anfang des 19. Jahrhunderts wurde im schweizer Mittelland, nordwestlich von Bern, eine Fläche über etwa 400 km² entwässert sowie entwaldet. Durch diese sogenannte Juragewässerkorrektion wurde die bis dahin größte Moorfläche der Schweiz nutzbar gemacht für Siedlung, Land- und Forstwirtschaft. SCHNEIDER, EUGSTER & SCHICHLER (2003) untersuchten in ihrer Studie die Auswirkungen dieser Landnutzungsänderung auf das lokale Klima und kamen dabei zu einem überraschenden Ergebnis. Mittels einer Computermodellierung konnten sie Vergleiche zwischen heutigen Klimabedinungen und jenen vor der Entwässerung (1850) anstellen. Dazu wurden meteorologische Prozesse (Beschreibung der Boden-, Oberflächen- und Pfanzeneigenschaften) berechnet, deren Grundlage historische Karten zur Landnutzung waren. Untersucht wurden die Temperaturen an drei typischen Sommertagen, jeweils vor 1850 und zum Zeitpunkt der Studie. Betrachtet wurde vor allem die Luftschicht der oberflächennahen Bereiche. Es zeigte sich, dass die Tagestemperatur um 0,1 bis 0,3 °C, die Nachttemperatur bis zu 0,6°C gegenüber damals abgenommen hat. Die Temperatur von Flächen, die bewaldet waren, nahm sogar um bis zu 2,0°C ab. Die größten Temperaturunterschiede zeigten sich dabei während der Nacht, vor allem auf Flächen, die heute zur Landwirtschaft genutzt werden. Entgegen der eigentlichen Erwartung, nahm die Luftfeuchtigkeit nach der Juragewässerkorrektur zu. Der Grund, den die Autoren hiefür angeben, ist, dass die obere Schicht der Torfböden schnell austrocknet und die Verdunstung dadurch abnimmt. Boden mit höherem mineralischem Anteil, wie sie dort heute vorzufinden sind, trocknen hingehen langsamer aus. Außerdem vermuten sie, dass sich der Alebdo, das Rückstrahlvermögen, der Oberfläche verändert hat und somit zur Abkühlung der Lufttemperatur beiträgt. ====== Fazit ====== Die Ergebnisse der meisten Studien, z. B. der Standortstypen nach ihrer Evapotranspirationsleistung (NEUHÄUSEL 1975), sind nicht allgemeingültig zu betrachten, sondern die Ergebnisse einzelner Untersuchung von Hoch- und Niedermoore in Nordeuropa und somit höchstens auf gleichartige Standorte und Breitengrade zu übertragen. Als allgemein gültiger, entscheidende Faktor, der das Kleinklima (und auch das lokale) bestimmt, kann jedoch der Wasserhaushalt betrachtet werden. Er beeinflusst maßgeblich das „typische“ Kleinklima eines Moores: Höhere Luftfeuchte und Nebelbildung, eine weitere Amplitude des Tagesverlaufs der Lufttemperatur, höhere Frostgefährund sowie kühlere Luft- und Bodentemperatur als mineralischer Boden. Da sich der Moorboden aufgrund seiner thermischen Eigenschaften im Jahresverlauf lansgsamer erwärmt als mineralischer Boden, verkürzt sich auch die Wachstumsperiode für Pflanzen. Ein intakter Wasserhaushalt bestimmt also nicht nur den Zustand eines Moores, sondern auch dessen „typisches Kleinklima“. ======Literaturverzeichnis====== DWD (DEUTSCHER WETTERDIENST) (2014): Mikroklima. [Online]: http://www.deutscher-wetterdienst.de/lexikon/index.htm?ID=M&DAT=Mikroklima [26.10.2014]. DIERSSEN, K. & DIERSSEN, B. (2001). Moore (Ökosysteme Mitteleuropas aus geobotanischer Sicht). Stuttgart: Ulmer. DRÖSSLER, M. et al. (2012): Beitrag von Moorschutz- und revitalisierungsmaßnahmen zum Klimaschutz am Beispiel von Naturschutzgroßprojekten. In: Natur und Landschaft. Jahrgang 87, Heft 2. S. 70-76. EDOM (2001), zit. nach: INTERNATIONAL MIRE CONSERVATION GROUP AND INTERNATIONAL PEAT SOCIETY (IMCGIPS) (2002): Wise use of mires and peatlands – background and principles including framework for decision-making. Saarijärven Offset Oy, Saarijärvi, Finland. HEATHWAITE, A.L., PRICE, J.S., BAIRD, A.J. (2003): Hydrological processes in abandoned and restored peatlands: An overview of management approaches. In: Wetlands Ecology and Management. Heft 11, Ausgabe 1-2 , S 65-83. LAUER, W., BENDIX, J., 2006: Klimatologie. Bildungshaus Schulbuchverlage. Braunschweig. (LFULG) SÄCHSISCHES LANDESAMT FÜR UMWELT, LANDWIRTSCHAFT UND GEOLOGIE (2014): Torfmoor -Schlenken. [Online]: http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/natur/18039.html [26.10.2014]. Moore, T.R. & Knowles, R. (1989): The influence of water table levels on methane and carbon dioxide emissions from peatland soils. In: Canadian Journal of Soil Science, 1989, Heft 69(1): S. 33-38. NEUHÄUSEL (1975): Hochmoore am Teich Velké Dárko. Vegetace CSSR A9, S. 267. SCHNEIDER, N. & EUGSTER, W. (2003): Auswirkungen der Juragewässerkorrektion auf das Lokalklima. In: UniPress Forschung und Wissenschaft an der Universität Bern. Heft 116, S. 21 – 24. SCHMIDT, B. (1997): Vergleichende Untersuchungen zum Mikroklima von Schlenkengewässern und Pflanzenbeständen in Mooren des Alpenvorlandes mit Hinweisen zu Libellen (Odonaata). Telma 27, 35-59. ORLANSKI, I. (1975): A rational subdivision of scales for atmospheric processes. In: Bulletin of the American Meteorological Society, Heft 56, S. 527-530.
