Bodenlandschaften als Quellen und Senken für klimarelevante Spurengase

Description: Das Projekt "Bodenlandschaften als Quellen und Senken für klimarelevante Spurengase" wird/wurde gefördert durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Bodenlandschaftsforschung.Bodenlandschaften stellen bedeutende Quellen und Senken für klimarelevante Spurengase dar (CO2, N2O, CH4). Ihre natürliche Funktionalität ist in vielfacher Weise durch die Landnutzung bzw. die Bewirtschaftung beeinflusst. Direkte Eingriffe in den Wasserhaushalt, z.B. durch Drainagen, verändern das Redoxmilieu, beschleunigen den Abbau des Humuskörpers, was zu einer verstärkten CO2-Emission führt und Vorprodukte für die Denitrifikation liefert. Indirekte Eingriffe, z.B. landnutzungs-induzierte, laterale Sedimenttransporte in feuchte Saumareale, erhöhen die Substratverfügbarkeit für Methanogene. Teile von Bodenlandschaften, die ursprünglich Senken für klimarelevante Spurengase darstellten, wurden so zu Quellen von kontinentaler Bedeutung. Unter dem gesellschaftlichen Auftrag des Klimaschutzes stellt sich nun die Frage, inwieweit und mit welchen Änderungen in der Landnutzung bzw. Bewirtschaftung diese Quellgebiete in Senken (re)transformiert werden können. Zwar sind Steuergrößen für die Quellfunktion weitgehend bekannt (z.B. Grundwasserstände, Substratqualität), jedoch ist deren Regionalisierung, d.h. die Übertragung in größere Raumeinheiten, derzeit mit großen Unsicherheiten behaftet. Weiterhin sind die Mechanismen der C-Sequestrierung in Böden nicht hinreichend untersucht. Es besteht ein vorrangiger Forschungsbedarf bei der Identifikation sensitiver Areale (wo lassen sich in der Landschaft überhaupt Senkenfunktion realisieren?), bei der Aufklärung chemischer Bindungsformen in Böden (Wechselwirkung zwischen Landnutzung und Pedogenese) sowie der Entwicklung von belastbaren und zugleich einfach zu ermittelnden Indikatoren für eine quantitative Abschätzung von Emissionsminderungen (neue Pools für C-Umsatzmodelle?). Schließlich sind die Auswirkungen der vorgeschlagener Maßnahmen zur Emissionsminderung auf den Landschaftswasserhaushalt sowie Landschaftsfunktionen zu berücksichtigen, wie z.B. auf die landwirtschaftliche Produktion. Projektziele Auf Basis der existierenden Kenntnislücken lassen sich folgende Ziele formulieren: Erarbeitung eines Methodensets zur regionalen Abschätzung der C-Sequestrierungspotenziale in Bodenlandschaften bei Landnutzungsänderung; Aufklärung der Mechanismen der C-Sequestrierung in Böden als Funktion der kombinierten Wirkung von Landnutzung und Pedogenese; Entwicklung eines Regionalmodells, mit dem die Wirkung von Landnutzungsänderungen auf die Lachgas- und Methanemissionen standortsspezifisch abgebildet werden kann. Die Forschungsarbeiten orientieren sich dabei an folgenden Hypothesen: Je weiter entfernt sich Bodenlandschaften von ihrem natürlichen Quasi-Gleichgewicht befinden, desto höher ist ihr C-Sequestrierungspotenzial bei geänderter Landnutzung. Das Sequestrierungspotenzial nimmt in folgender Reihenfolge zu: veränderte Flächenbewirtschaftung (Direktsaat, Rotationsbrache, nachwachsende Energieträger) - Flächenumwandlungen (Acker in Dauerbrache, Grünland oder Wald) - Rückführung von Meliorationsmaßnahmen, etc.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Denitrifikation ? Landschaftsfunktion ? Methanemission ? CO2-Emission ? Schadstoffgehalt ? Bioenergieträger ? Kombinationswirkung ? Spurengas ? Energiepflanzenanbau ? Bodennutzung ? Bodenverbesserung ? Landwirtschaftliche Brache ? Lachgas ? Landnutzungsänderung ? Grünland ? Kohlendioxid ? Methan ? Nachwachsender Rohstoff ? Schadstoffemission ? Kohlenstoffsenke ? Landschaftswandel ? Grundwasserstand ? Bodenqualität ? Ackerfläche ? Agrarproduktion ? Brachfläche ? Reaktionsmechanismus ? Regionalmodell ? Bodenbewirtschaftung ? Bodenbildung ? Dränung ? Zwischenprodukt ? Luftschadstoff ? Emissionsminderung ? Klimaschutz ? Schadstoffsenke ? Minderungspotenzial ? Bodenlandschaft ? Flächennutzung ? Bodenfunktion ? Landschaftswasserhaushalt ? Fruchtfolge ? Bewirtschaftungssystem ? Schadstoffminderung ? Schadstoffquelle ? Wasserhaushalt ? Wald ? Treibhausgas ? Landwirtschaftliche Fläche ? Sedimenttransport ? Speziation [Chemie] ? Schadstoffverbleib ? Wechselwirkung ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (Mitwirkende)
• Georg-August-Universität Göttingen (Mitwirkende)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. (Bereitsteller*in)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Forschungsstation Paulinenaue (Mitwirkende)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Bodenlandschaftsforschung (Betreiber*in)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landnutzungssysteme und Landschaftsökologie (Mitwirkende)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftssystemanalyse (Mitwirkende)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftswasserhaushalt (Mitwirkende)
• Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V., Institut für Landschaftsstoffdynamik (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Halle-Wittenberg, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung (Mitwirkende)
• Universität Kiel, Leibniz-Labor für Altersbestimmung und Isotopenforschung (Mitwirkende)

Time ranges: 2006-01-01 - 2022-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Soil landscapes as sources and sinks for greenhouse gases
  Description: Soil landscapes constitute significant sources and sinks for greenhouse gases (CO2, N2O, CH4). Their natural functionality is influenced in manifold ways by land use and land management, respectively. Direct interferences in the water balance, for example by drainage practices, are known to modify the redox environment. It is likely to speed up the decay of the humus body resulting in a stronger CO2 emission and providing initial products for denitrification. Indirect interferences, e.g. land-use induced lateral sediment transports into wetlands (edges), will increase the availability of substrates for methanogenes. Parts of soil landscapes, originally having been greenhouse gas sinks, have thus become sources of continental relevance. In view of the societal demand for climate protection now the question has arosen to what extent and by what kind of changes in land use or management these sources of greenhouse gas emissions could be (re)converted into sinks. Although controls of the source function are widely known (e.g. ground-water levels, substrate quality), their regionalisation, i.e. the extrapolation to larger areas, currently still implies major uncertainties. Furthermore, the mechanisms of C sequestration in soil landscapes have not yet been adequately clarified. There is a prime demand for research designed to identify sensitive areas (where could a sink function be realised in the landscape, if at all?), to clarify the chemical bonding forms in soils (interaction between land use and pedogenesis), as well as to develop indicators being both dependable and easy to establish, for the quantitative estimation of emission reductions (new pools for C turnover models?). Finally, the impacts of the measures proposed for emission reduction on the respective landscapes water budget, as well as on landscape functions, for example on agricultural production, must be taken into due account. Project Objectives Proceeding from the existing knowledge gaps, the project objectives can be defined as follows: Elaboration of a set of methods for the regional assessment of C sequestration potentials in soil landscapes following land use change; Elucidation of the mechanisms governing C sequestration in soils as a function of the combined effect of land use and pedogenesis; Development of a regional model by means of which the impact of land use changes on nitrous oxide and methane emissions can be depicted site-specific. The respective research activities will be guided by the following hypotheses: The farther away soil landscapes are from their natural quasi-equilibrium state, the higher is their C sequestration potential under changed land use. The sequestration potential has been found to increase in the following order: modified arable land management (direct sowing, rotation fallow, energy plants) - land conversions (arable land to permanent fallow, grassland or forest) - restoration of the original water state changed by amelioration measures, etc. https://ufordat.uba.de/

Status

Aktiv

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