Das Projekt "DYSMON II: Dynamik der mikrobiellen Prozesse des Methankreislaufes in sauerstoffarmen Zonen der Ostsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Mit der Ausdehnung der anoxischen Sedimentbereiche in der Ostsee als Folge der wachsenden Eutrophierung kommt es zu einer Zunahme anaerober Mineralisationsprozesse unter Bildung von Methan und damit zu einer Erhoehung der Emission dieses klimarelevanten Spurengases in die Atmosphaere. Das Ziel der Forschungsarbeiten war es, die Steuerungsmechanismen der Dynamik der mikrobiellen Prozesse des Methankreislaufes in den ufernahen Flachwasserbereichen des Brackwasseroekosystems aufzuklaeren sowie die Methanemission und ihre Abhaengigkeit von den Schluesselprozessen des Methankreislaufes und den oekologischen Bedingungen zu bestimmen. Die mit einer automatischen Messanlage mit Schwimmkammern gemessenen Methanemissionen zeigten erhebliche saisonale sowie interannuelle Unterschiede. Mit maximalen Raten bis zu 240 mg Ch4 m-2 h-1 erweisen sich diese Brackwasseroekosysteme als hot sports fuer die Methanemission in die Atmosphaere. In Phasen starker Emission war ein temperaturabhaengiger diurnaler Rhythmus mit hoher Aktivitaet am Nachmittag und geringer in der Nacht nachzuweisen. Die Konzentration grosser Mengen organischer Substanz ist die Grundlage fuer hohe Methanbildungs- und Emissionsraten in diesem Brackwasseroekosystem mit der Temperatur als wichtigstem Steuerungsfaktor. Aus der Messung von Methanemission und Methanbildung und der Kalkulation von Methanoxydation und Mineralisation wurden Methanbilanzen aufgestellt. Danach wurden in der aktivsten Phase im Juni/Juli 1995 durchschnittlich 2-9 g m-2 d-1 organische Substanz ueber die anaerobe Mineralisation mit der Methanogenese als terminalem Schritt umgesetzt. Zur Aufklaerung der Dynamik der kompetitiven Beziehungen zwischen methanogenen und sulfatreduzierenden Mikroorganismen trugen Untersuchungen zur potentiellen Aktivitaet und zur Adaptationsfaehigkeit der Methanogenen bei, wobei der Einfluss von Substraten und Elektronenakzeptoren geprueft wurde.
Das Projekt "Methanquelle Wohlensee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Umwelt durchgeführt. Messungen der Methanemissionen aus dem Wohlensee nahe Bern haben unerwartet hohe Werte ergeben. Die Resultate führten zu kontroversen Diskussionen in den Medien über die Klimaneutralität der Energieproduktion in Flussstauwerken. Unbeantwortet blieb die Frage, ob die hohen Emissionen mit der Verschmutzungsgeschichte (Eutrophierung, Belastung mit organischen Abfällen, u.a. von einer Papierfabrik) zusammenhängen und der Wohlensee deswegen einen Sonderfall darstellt. Anhand von Sedimentkernen werden die Kohlenstoffakkumulationsraten des Sees bestimmt und die Herkunft des organischen Kohlenstoffs eingegrenzt. Die Rekonstruktion der Verschmutzungsgeschichte ermöglicht es, die gegenwärtige Methanbildung einzuordnen und im Vergleich zu anderen (Stau)Seen zu verstehen. Die Erkenntnisse dieser Studie fliessen in das nationale Treibhausgasinventar ein.
Projektziele:
Die hohen Methanemissionen des Wohlensees haben eine Diskussion über die Klimawirksamkeit der Wasserkraft angefacht. Für die nationale Klimaberichterstattung stellt sich die Frage, ob der Wohlensee für Flussstauseen in vergleichbarer Lage repräsentativ ist. Das Projekt legt den Schwerpunkt auf ein besseres Verständnis der Methanbildung in den Sedimenten des Wohlensees. Insbesondere soll die Frage beantwortet werden, wie die Methanemissionen mit den Einträgen an organischem Kohlenstoff und Nährstoffen aus früheren Jahrzehnten zusammenhängen. Sind die Methanemissionen des Wohlensees eine direkte Folge der (aussergewöhnlichen) Verschmutzungsgeschichte, muss der Stausee hinsichtlich seiner Klimawirksamkeit als Sonderfall betrachtet werden.
Umsetzung und Anwendungen:
In mehreren Seen und Stauseen in den gemässigten Breiten (Mitteleuropa) wurden in den letzten Jahren hohe Methanemissionsraten gemessen, deren Ursache nicht geklärt ist. Die Studie am Wohlensee, von dem im Jahr 2010 erstmals aussergewöhnlich hohe Werte berichtet wurden, stellt einen Zusammenhang zwischen den Methanemissionen und der Verschmutzungsgeschichte im Einzugsgebiet dar. Sie ist ein erster Schritt zum Verständnis, ob die Umweltgeschichte des 20. Jahrhunderts die heutigen Methanemissionen aus Seen mitbeeinflusst. Da nicht jedes Stehgewässer gemessen und überwacht werden kann, ist dieses Verständnis wichtig, um Einzelmessungen auf weitere See übertragen zu können. Mit diesem Wissen werden zukünftig die Qualität der Regionalisierung von Methan-Emissionsdaten sowie die Datengrundlage für Fragestellungen wie z.B. zur Klimaneutralität von Stauseen verbessert.