Wissenschaftler ermitteln, wie viel Wasser benötigt wird, um arktisches Ackerland wieder in Wasserspeicher umzuwandeln
Jahrhundertelang speicherten Moore Kohlenstoff, doch dann haben wir sie für die Landwirtschaft trockengelegt, und sie wurden zu Emissionsquellen. Eine Studie in Norwegen hat ermittelt, um wie viel der Wasserstand angehoben werden muss, um diese Emissionen zu kompensieren.
Um zu verstehen, was in Nordnorwegen geschieht, müssen wir zunächst wissen, was ein Torfmoor ist. Stellen Sie sich ein Gebiet vor, das die meiste Zeit über durchnässt ist. Das Wasser bedeckt den Boden und verhindert, dass fast kein Sauerstoff zu ihm gelangt. Ohne Sauerstoff arbeiten die Mikroorganismen, die organisches Material zersetzen, sehr langsam. Die Blätter, Stängel und Wurzeln der Pflanzen, die Jahr für Jahr absterben, zersetzen sich nicht vollständig. Sie sammeln sich an. Schicht für Schicht bilden sie über Jahrhunderte oder Jahrtausende hinweg eine Torfablagerung.
Diese Ablagerung besteht im Wesentlichen aus gebundenem Kohlenstoff. Pflanzen haben ihn zu Lebzeiten aus der Atmosphäre aufgenommen, und da sie nicht vollständig verrottet sind, wurde dieser Kohlenstoff im Boden gebunden. Deshalb gehören Moore in ihrem natürlichen Zustand zu den wichtigsten Kohlenstoffsenken der Erde.
Das Problem begann, als die Landwirtschaft ins Spiel kam.
Was passiert, wenn ein Moor trockengelegt wird?
Um auf Torfmooren Pflanzen anzubauen, muss zunächst der Wasserstand gesenkt werden. Dazu werden Gräben ausgehoben, Drainagerohre verlegt und der Boden trocknen gelassen. Wenn das Wasser zurückgeht, gelangt Sauerstoff in den Boden. Dadurch werden die bisher ruhenden Mikroorganismen aktiviert und beginnen zu arbeiten.
Sie beginnen, all das organische Material zu zersetzen, das dort jahrhundertelang gelagert war. Bei der Zersetzung wird Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt. Was einst eine Kohlenstoffsenke war, wird zu einer Quelle, die Kohlendioxid in die Atmosphäre abgibt.
Ein Team des Norwegischen Instituts für Bioökonomieforschung (NIBIO) hat zwei Jahre lang genau untersucht, was in einem kultivierten arktischen Torfmoor im Pasvik-Tal in Nordnorwegen vor sich geht. Die kürzlich veröffentlichten Ergebnisse tragen dazu bei, zu verstehen, wie Wasser bewirtschaftet werden kann, um die Treibhausgasbilanz zu verbessern und die Auswirkungen des Klimawandels zu verringern.
Die Schwierigkeit, alles zusammen zu messen
Wenn der Wasserspiegel in entwässerten Böden steigt, ist die Sache nicht so einfach wie „mehr Wasser, weniger Emissionen“. Das liegt daran, dass im Boden verschiedene Prozesse und Gase nebeneinander existieren.
Methan (CH₄) wird beispielsweise von Mikroorganismen gebildet, die in sauerstofffreien Umgebungen gedeihen. Wenn der Boden vollständig unter Wasser steht, kann der Methangehalt ansteigen. Lachgas (N₂O), ein weiteres starkes Treibhausgas, entsteht in der Regel, wenn der Boden feucht, aber nicht vollständig durchnässt ist – unter Bedingungen, bei denen die Stickstoffzersetzung unvollständig ist.
„Jedes Gas reagiert anders auf Schwankungen des Wasserstands“, erklärte Junbin Zhao, Forscher am NIBIO und Hauptautor der Studie. „Das eine kann sinken, während das andere steigt. Deshalb müssen wir sie alle gemeinsam über die gesamte Saison hinweg messen, um die tatsächlichen Auswirkungen zu verstehen.“
Warum hat der Norden ein Fenster?
In der Arktis hat die Anhebung des Wasserspiegels auf Ackerflächen aufgrund der langen Tageslichtstunden im Sommer eine besondere Wirkung. Wenn der Boden feuchter ist, arbeiten die Pflanzen etwas weniger, doch dies wird dadurch ausgeglichen, dass das Feld schneller den Punkt erreicht, an dem es mehr Kohlenstoff aufnimmt, als es abgibt. Bei so vielen Sonnenstunden ist dieses Absorptionsfenster viel länger als an anderen Orten.
Auch die Temperatur spielt eine Rolle. Wenn die Bodentemperatur 12 °C übersteigt, werden Mikroorganismen aktiv, und die Emissionen steigen, selbst bei hoher Bodenfeuchtigkeit. Das bedeutet, dass der Vorteil feuchter Böden in kühleren Klimazonen am größten ist und dass die globale Erwärmung diesen Vorteil schmälern könnte.
Schließlich spielen auch die Bewirtschaftungspraktiken eine Rolle. Häufiges Mähen führt dazu, dass der von den Pflanzen aufgenommene Kohlenstoff wieder freigesetzt wird, selbst bei ausreichender Wasserversorgung. Eine Möglichkeit besteht darin, Arten anzubauen, die feuchte Böden vertragen, um den Bedarf an Entwässerung zu verringern. Und da sich verschiedene Bereiche innerhalb desselben Feldes unterschiedlich verhalten können, sind genauere Messungen erforderlich, um genau zu bestimmen, was an den einzelnen Standorten vor sich geht.
Die Richtung des Wandels
Jahrhundertelang galt die Trockenlegung von Feuchtgebieten als Synonym für Fortschritt. Damit wurde einst sumpfiges Land wieder nutzbar gemacht . Angesichts des Klimawandels wird diese Gleichung heute neu bewertet.
Pasviks Studie zeigt, dass zumindest in kultivierten Torfmooren im Norden eine Anhebung des Wasserspiegels eine wirksame Strategie zur Emissionsminderung sein kann. Es handelt sich dabei jedoch nicht um eine einfache oder automatische Lösung: Temperatur, Erntehäufigkeit, Bodenvariabilität und das Verhalten anderer Gase erfordern einen ganzheitlichen Ansatz.
Aber es eröffnet eine klare Perspektive. Das gleiche Land, das jahrhundertelang für die Produktion entwässert wurde, kann nun anders bewirtschaftet werden. Es geht nicht darum, es in seinen natürlichen Zustand zurückzuversetzen, denn es ist bereits Ackerland. Es geht darum, das richtige Wassergleichgewicht zu finden, bei dem der Boden aufhört, eine Kohlenstoffquelle zu sein, und sich der Neutralität annähert oder sogar in Richtung Absorption tendiert.
Quellenhinweis:
Junbin Zhao, Cornelya F. C. Klütsch, Hanna Silvennoinen, Carla Stadler, David Kniha, Runar Kjær, Svein Wara, Mikhail Mastepanov. Substantial Mitigation Potential for Greenhouse Gases Under High Water Levels in a Cultivated Peatland in the Arctic.