{{:banner_small.png|}} <html> <FONT SIZE="5"><center>Kopfweiden und Waldmoore – Kulturlandschaft und Klimaschutz am Beispiel des Biosphärenreservats Flusslandschaft Elbe</center></FONT SIZE="5"> </html>

Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

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moore_als_kohlenstoffsenke [2015/09/01 15:49]
lenafiechter
moore_als_kohlenstoffsenke [2018/02/09 10:28]
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-<​h3>​Moore als Kohlenstoffsenke</​h3>​ 
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-====== Einleitung ====== 
-Im Hinblick auf die weltweite Beobachtung der Klimaerwärmung rücken natürliche Kohlenstoffspeicher immer mehr in den Fokus der Menschen. Dazu zählen beispielsweise Regenwälder aber auch natürliche Moore. Moorböden nehmen Kohlenstoff auf und speichern dieses. Im Vergleich zu anderen Ökosystemen ist das ein Vielfaches an Kohlenstoff pro Hektar n(C)/ha. Diese Speicherung wird als Kohlenstoffsenke bezeichnet. Deshalb spielen Moore nicht nur in Bezug auf den Bodenschutz sondern auch in Bezug auf den Klimaschutz eine wichtige Rolle. Auch Deutschland verfügt über große Moorflächen. (SRU 2012: 243) Moore entwickeln sich, wo sich über mineralischem Grund langfristig wassergesättigtes organisches Material (Torf) mit mehr als 30% organischer Substanz bilden kann (DIERSSEN 2001: 8). Bei Niedermoore ist dabei das organische Material dauerhaft grundwassergeprägt. Wenn diese Torfschicht >3dm beträgt, spricht man von einem Moor. 
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-====== 1 Kohlenstoffspeicherung in Mooren ====== 
-===== 1.1 Stellenwert der Böden als Kohlenstoffspeicher ===== 
-Böden enthalten global ca. 1600 Gt Kohlenstoff (C) und damit mehr als doppelt so viel wie die Atmosphäre. Moore machen davon ca. 500 Gt C aus, obwohl sie eine vergleichsweise kleine Landfläche von nur rund 3% bedecken. Das Kohlenstoff wird gespeichert indem Kohlenstoffdioxid (CO<​sub>​2</​sub>​) von der Pflanzen aufgenommen wird und nach dem Absterben entweder wieder freigesetzt oder von den Böden gespeichert wird. In Mooren wird dieser Kohlenstoff in Form von Torf gebunden. Stark verlangsamter bodenbiologischer Humusabbau bedingt die Torfbildung und führt zumindest zeitweilig zu einer Kohlenstoffsenke (SCHEFFER 2010: 76). Diese Torfe enthalten zwischen 48 und 63% C (DIERSSEN 2001: 60). Er enthält zehn mal mehr C/ha als andere Ökosysteme. (SRU 2012: 245) 
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-===== 1.2 Treibhausgasemissionen ===== 
-Naturnahen oder wiedervernässte Moore setzten hauptsächlich CH<​sub>​4</​sub>​ frei. Entwässerte Moore, die oft landwirtschaftlich genutzt werden, spielen keine Rolle mehr als Kohlenstoffsenke. Sie gelten als Kohlenstoffquelle. Denn durch eine Entwässerung verändert sich der Stoffhaushalt der Moore und die Produktivität der organischen Substanz ist nicht mehr höher als der Abbau des Humus, welches die Torfbildung bedingt. Durch die Absenkung der Wasserstände vergrößert sich der durchlüftete Abschnitt des Torfkörpers und der bodenbiologische Humusabbau wird durch den Sauerstoffzutritt angeregt (DIERSSEN 2001: 145). 
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-Schätzungsweise werden 31 Mio. t CO<​sub>​2</​sub>​-Äquivalente (Maßzahl für den relativen Effekt des Beitrags zum Treibhauseffekt gemessen an CO<​sub>​2</​sub>​) durch Moor- und Torfnutzung freigesetzt. Das entspricht 2,8% der klimarelevanten Treibhausgase in Deutschland. Davon stammen ca. 84% aus landwirtschaftlich und forstwirtschaftlich genutzten Moorflächen,​ 9% aus nicht oder sehr extensiv genutzten Moorflächen und 7% aus industriell genutzter Abtorfung. Die ackerbauliche Nutzung führt schließlich zu einer hohen Emission von Treibausgasen (45 t CO<​sub>​2</​sub>​-Äquivalente ha<​sup>​-1</​sup>​a<​sup>​-1</​sup>​) (DGMT 2010). Um die weitere Freisetzung von Kohlenstoffdioxid und Lachgas bei drainierten Mooren aufzuhalten,​ müssen Renaturierungsmaßnahmen vorgenommen werden. Sie können einen relevanten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Ein entsprechendes Wassermanagement muss geleistet werden um Torfwachstum zu schaffen. Es muss allerdings damit gerechnet werden, dass ein Wachstum von Torf deutlich langsamer verläuft, als der Abbau von Torfen entwässerter Moore (DGMT 2010). 
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-====== 2 Moore und Klimaschutz ====== 
-Obwohl die biologischen Aktivitäten in Mooren sehr langsam und gering sind, sollten sie nicht übersehen werden. Die biologischen Aktivitäten hängen sehr vom Wassergehalt und von der Temperatur ab, aber auch von der Torfart und Düngung: Je nachdem wie weit die Zersetzungsvorgänge unter dem Einfluss von Sauerstoff verlaufen oder sich unter Luftabschluss vollziehen, ändert sich die Zusammensetzung der Gase in Mooren. Es treten Kohlenstoffdioxid,​ Methan und Lachgas aus (OVERBECK 1975). 
-In einem intakten natürlichen Moor unter anaeroben (ohne Sauerstoff) Bedingungen nutzen Bakterien zunächst kurzkettige organische Verbindungen als Elektronenakzeptator und produzieren dabei das Gärungsprodukt Methan (CH<​sub>​4</​sub>​) (GÖTTLICH 1990: 264). Bei leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen wie Glucose (C<​sub>​6</​sub>​H<​sub>​12</​sub>​O<​sub>​6</​sub>​) wird im ersten Schritt durch die Oxidation bei diesem Prozess Brenztraubensäure produziert: ​ 
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-<​m>​C_{6}H_{12}O_{6} {right} 2 CH_{3}COCOOH+4 H^{+} + 4e^{-}</​m> ​ 
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-Nach weiteren Reaktionen wird schließlich CH<​sub>​4</​sub>​ produziert: ​ 
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-<​m>​CH_{2}+8 H^{+}+8 e^{-} {right} CH_{4}+2 H_{2}O</​m>​ 
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-Dieses Methan tritt dann als Gas aus dem Moor und entweicht in die Atmosphäre. 
-In aerobem (mit Sauerstoff) Milieu, also dann wenn der Wasserspiegel des Moores abgesunken ist, wie durch menschliches Eingreifen einer Drainage zur agrarwirtschaftlichen Nutzung des Moores fungiert Sauerstoff (O<​sub>​2</​sub>​) als Elektronenakzeptator und CO<​sub>​2</​sub>​ wird freigesetzt: ​ 
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-<​m>​C_{6}H_{12}O_{6}+6H_{2}O {right} 6CO_{2}+6 H_{2}O + ΔE</​m> ​ 
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-Wenn in ein solches Moor gebundenes Stickstoff beispielsweise durch Nitrat-Düngung zugefügt wird, entsteht neben CO<​sub>​2</​sub>​ auch das Gas N<​sub>​2</​sub>​O (Lachgas). Diese Emission nimmt allerdings vergleichsweise stark zu. Das künstlich zugeführte Nitrat hemmt die Reduktion von N<​sub>​2</​sub>​O zu N<​sub>​2</​sub>​ (Stickstoff) (DIERSSEN 2001: 246). Günstige Bedingungen für die Denitrifikation liegen vor (ausreichende Bodenfeuchte und die Nachbarschaft von aeroben und anaeroben Zonen). Diese drei Gase sind Treibhausgase und tragen unterschiedlich stark zum Effekt des Treibhauses und damit auch unterschiedlich stark zur Klimaerwärmung bei. Um diese Gase vergleichbar zu machen, werden sie in eine CO<​sub>​2</​sub>​-Äquivalente umgerechnet. Dabei ist CO<​sub>​2</​sub>​e(CO<​sub>​2</​sub>​) =1, CO<​sub>​2</​sub>​e(CH<​sub>​4</​sub>​) =21 und CO<​sub>​2</​sub>​e(N<​sub>​2</​sub>​O) =310 (IPCC 1996: 22). Trotz der hohen Klimawirksamkeit von Lachgas und Methan ist die Kohlenstoffdioxidfreisetzung unter Klimaschutzaspekten das Hauptproblem der Torf- und Moornutzung. 
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-====== 3 Methoden zur Quantifizierung des Kohlenstoffflusses und Kohlenstoffgehaltes in Niedermooren ====== 
-Zur Ermittlung des Kohlenstoffflusses und Kohlenstoffgehaltes wird das Netto-ÖkosystemAustausch (NEE), welches die Differenz des aus dem Boden freigesetzten CO<​sub>​2</​sub>​ und das durch die aktive Biomasse gebundene CO<​sub>​2</​sub>​ darstellt, häufig manuell oder auch automatisch mit Hilfe der Haubentechnik oder der Eddy Kovarianz Messung berechnet. Neben Kohlenstoffdioxid können mit diesen Messmethoden auch die klimarelevanten Gase Methan und Lachgas erfasst werden. Die Haubentechnik besitzt ein einfaches Kühlsystem bestehend aus einem Kühlaggregat und einem Ventilator, die einen maximalen Lufttemperaturunterschied zwischen dem Haubeninneren und außen von 1F bewirken und den Anstieg der Luftfeuchtigkeit begrenzen. Tests bei voller Sonneneinstrahlung ergaben einen Lufttemperaturanstieg von >​3F⋅min-1 und einen Anstieg der relativen Luftfeuchtigkeit auf >85% nach bereits ein bis zwei Minuten Einschlusszeit (DRÖSLER 2005: 159). Durch das Kühlsystem bleiben die von der Temperatur abhängigen Gasflüsse unbeeinträchtigt. Zusätzlich bewirkt ein Druckausgleichsventil eine Stabilisierung des Luftdrucks innerhalb und außerhalb der Haube (DRÖSLER 2005: 160).  
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-Bei der Eddy Kovarianz Messung geht man davon aus, dass der Stofftransport zwischen der bodennahen Schicht und der Atmosphäre mit unzähligen kleinen Luftwirbeln stattfindet (Eddys). Wenn die Geschwindigkeit und Ausrichtung dieser Eddys in Kombination mit einem CO<​sub>​2</​sub>​ Messgerät erfasst wird, kann darüber ebenfalls der NEE berechnet werden. Zum Messsystem einer Eddy Kovarianz Station gehören ein dreidimensionaler Windmesser, ein Thermometer und ein Luftfeuchtigkeitsmessgerät. Dieses Messsystem ist im Gegensatz zur Haubentechnik kostenintensiv. Auch die Technik des Eddy Kovarianz Systems benötigt eine große homogene Fläche, um die Messungen durchzuführen. Außerdem ist eine Messung von Methan und Kohlenstoffdioxid zwar möglich, von Lachgas aber noch nicht auf dem Markt erwerbbar. Die Haubentechnik allerdings ermöglicht das Erfassen der Daten aller drei Gase. Des weiteren sind bei der Haubentechnik die topographischen Gegebenheiten nachrangig, da die Messung auf sehr kleiner Fläche stattfinden kann (>1m²). Die Arbeitsbelastung ist hierbei jedoch deutlich größer als bei einer Messung mit der Eddy Kovarianz Methode. Ein Vorteil dieser ist auch ein durch das Messgerät unbeeinflusster Gasaustausch,​ der bei der Haubentechnik nicht grundsätzlich gegeben ist. Diese wiederum benötigt keinen Stromanschluss (DRÖSLER 2005: 2). 
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-====== 4 Schlussfolgerung ====== 
-Insgesamt lässt sich sagen, dass naturnahe Moore wichtige Kohlenstoffspeicher sind. Damit sie auch weiterhin als diese gelten, müssen sie geschützt werden und dürfen nicht drainiert werden. Denn durch die Veränderung des Wasserhaushaltes eines Moores kommt es zu einer veränderten Freisetzung von Gasen. Für die Messung dieser Gase haben die Haubentechnik und die Eddy Kovarianz Methode jeweils individuelle Vor- und Nachteile. Welche Methode nun für eine Messung verwendet wird, muss durch die Punkte topographische Gegebenheiten,​ dem Vegetationstyp und der Fragestellung abgewogen werden. 
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-====== Literatur ====== 
-DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR MOOR- UND TORFKUNDE E.V. (DGMT), 2010: Was haben Moore mit Klima zu tun?,  2. Auflage ​ 
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-DIERSSEN, K. ,DIERSSEN, B., 2001: Moore, Verag Ulmer: Stuttgart, 230 S.  
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-DRÖSLER, M., 2005: Trace Gas Exchange And  Climatic Relevance Of Bog Ecosystems, ​ Southern Germany, 179 S.  
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-DRÖSLER, M., 2009: Was haben Moore mit dem Klima zu tun?, Laufener Spezialbeiträge 02/09, 11 S. 
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-GÖTTLICH, K., 1990: Moor und Torfkunde, E. Schweizerbart'​sche Verlagsbuchhandlung:​ Stuttgart, 529 S.  
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-OVERBECK, F., 1975: Botanisch- geologische Moorkunde, Karl Wachholtz Verlag: Neumünster,​ 719 S.  
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-ROWELL, D. L, 1997: Bodenkunde: Untersuchungsmethoden und ihre Anwendungen. Springer Verlag: Heidelberg, 614 S. 
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-SACHVERSTÄNDIGENRAT FÜR UMWELTFRAGEN (SRU), 2012: Umweltgutachten 2012: Verantwortung in einer begrenzten Welt. Erich Schmidt Verlag, 422 S. 
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-SCHEFFER, F., SCHACHTSCHABEL,​ P., 2010: Lehrbuch der Bodenkunde. 16. Aufl., Spektrum Akademischer Verlag: Heidelberg, 569 S. Abb.1: SRU, 2012: 246 
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-Autorin: L. Fiechter, Datum: 18.06.2015 

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