Kohlenstoffvorräte der oberirdischen Biomasse Berlins pro Block- und Teilblockflächen ohne Gewässer sowie pro Straßenfläche auf Grundlage der Blockkarte 1 : 5.000 (ISU5, Raumbezug Umweltatlas 2015). Die Daten stellen ein Teilergebnis des FE-Vorhabens NatKos der HU Berlin dar, gefördert im Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE). Datenstand ist Januar 2020.
Die "Forstlichen Strukturdaten" beinhalten für ausgewählte Projektgebiete in Baden-Württemberg folgende Rasterdatensätze: digitales Oberflächenmodell (DOM; 1 x 1 m), normalisiertes digitales Oberflächenmodel (nDOM; 1 x 1 m), Waldhöhenstrukturkarte (5 x 5 m), Überschirmung (25 x 25 m), Kronendachrauigkeit (als Perzentilabstand und Standardabweichung; jeweils 20 x 20 m, 50 x 50 m, 100 x 100 m), lockere Althölzer / Überhälterbestände (20 x 20 m), Waldtyp (offene und geschlossene Bestände sowie Bestandeslücken; 1 x 1 m), Holzvorrat (20 x 20 m) und oberirdische Biomasse (20 x 20 m). Diese Datensätze wurde im Rahmen des Verbundprojekts F³ - "Flächendeckende Fernerkundungsbasierte Forstliche Strukturdaten" erstellt. Verbundpartnerinnen dieses Projekts waren die Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) und die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA). Das F³-Projekt wurde durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Förderkennzeichen: 22025014 (FVA), 22024816 (NW-FVA).
Die Nationale Strategie zur biologischen Vielfalt sieht in Deutschland eine natürliche Entwicklung auf 5 % der Waldfläche vor. Um die Naturnähe von Wäldern besser definieren und bewerten zu können, wurden verschiedene Parameter aus den Bereichen Waldstruktur, Artenvielfalt und Waldfunktionen in 16 Waldgebieten unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Baumartenzusammensetzung im Norddeutschen Tiefland untersucht. Als Referenz für die Naturnähe der Waldstruktur reifer Waldentwicklungsstadien dienten Daten aus ostslowakischen Buchen-Urwäldern. Anhand dieser Daten wurde ein Old-Growth-Indikator (OGI) als ein Maß für die Ähnlichkeit der Waldstruktur mit reifen Waldentwicklungsphasen entwickelt. Die Urwälder zeigten eine deutlich größere Spanne der Waldstrukturdaten als die untersuchten heimischen Waldbestände. Einige alte Laubwälder wiesen jedoch ähnliche Werte auf. Die Untersuchungen zeigten außerdem, dass alte Laubwälder im Mittel etwa doppelt so viel Kohlenstoff in der oberirdischen Biomasse speicherten wie junge Kiefernforste. Letztere wiesen jedoch deutlich höhere Kohlenstoffvorräte im Mineralboden auf. Weiterhin nahm die Gesamtartenzahl der Krautschicht in alten Laubwäldern im Vergleich zu Kiefern(misch)wäldern ab. Die Zahl der auf geschlossene Wälder spezialisierten Arten sowie der an Totholz gebundenen Käfer- und Pilzarten stieg dagegen mit zunehmender Ähnlichkeit der Waldstruktur mit reifen Waldentwicklungsphasen an. Geeignete Referenzdaten sind essenziell für die Beurteilung der natürlichen Waldentwicklung ohne direkten menschlichen Einfluss. Für die erfassten Biodiversitätskenngrößen fehlten diese jedoch. Dennoch können Daten zur Biodiversität unterstützend zum OGI in die Naturnähebewertung von Wäldern eingehen.
Kopplung eines Vegetationsmodells mit abiotischen Standortbedingungen. Übertragung der Rückkopplungen zwischen den Standortfaktoren und verschiedenen Parametern des Röhrichtwachstums durch Transferfunktionen. Vegetationsmodell: • Modellierung des Wachstums und der Ausbreitung von Phragmites australis und Bolboschoenus maritimus • Prozesse: Wachstum, Mortalität und Ausbreitung durch Expansion der Rhizome • Zustandsvariablen: Rhizombiomasse, Wurzelbiomasse und oberirdische Biomasse Standortinformationen: • dynamisch in Raum und Zeit • als Raster in die Modellierung eingebunden Transferfunktionen: • Effekt der Vegetation auf Standortfaktor: Wert der Funktion ändert sich in Abhängigkeit von der Biomasse • Antwort der Vegetation auf die Standortbedingungen: Wert der Funktion ändert sich in Abhängigkeit vom Standortfaktor
Hessen ist eines der waldreichsten deutschen Bundesländer – etwa 42 Prozent der Fläche ist von Wäldern bedeckt. Der Waldboden ist Teil dieser Ökosysteme und prägt sie maßgeblich mit. Er stellt Nährstoffe bereit, speichert und filtert Wasser und sorgt mit seinem charakteristischen Bodenleben für die Zersetzung abgestorbener Pflanzenteile zu Humus. Waldböden speichern große Mengen an Kohlenstoff: In ihnen sind größere Mengen davon gebunden als in der oberirdischen Biomasse. Eine Modellierung schätzt, dass 70-80 Megatonnen organischen Kohlenstoffs in den hessischen Waldböden gespeichert sind. Waldböden bestehen aus mehreren Schichten. An der Oberfläche ist die sogenannten Streuschicht, die aus abgefallenen Blättern und Nadeln der Bäume entsteht und nach unten zunehmend zersetzt ist. Wie mächtig diese organische Auflage ist, hängt u. a. von der Menge und Beschaffenheit der Streu ab: Nadeln werden z. B. langsamer zersetzt als Laub. Außerdem bedingt ein saurer Boden eine geringere biologische Aktivität und damit einen langsameren Abbau der Streu. Das Gleiche gilt für besonders feuchte Böden, in denen Sauerstoffmangel herrscht. Je langsamer die Zersetzung abläuft, umso dicker ist die organische Auflage. Unter der Streuschicht folgt als oberste Schicht des Mineralbodens der Oberboden. Typischerweise enthält er viel eingemischten Humus. Der Mineralboden kann unterschiedlich mächtig sein und wird durch das darunterliegende verwitterte Fest- oder Lockergestein geprägt. Im Unterboden können verschiedene Prozesse ablaufen, die zur Entwicklung unterschiedlicher Bodentypen führen. Häufig bilden sich an Waldstandorten Braunerden aus, in denen aus der Gesteinsverwitterung Eisenoxide und Tonminerale neu entstehen. In stark sauren Waldböden werden Eisenoxide und Humus aus dem Oberboden in den Unterboden ausgewaschen und es entsteht der Bodentyp Podsol. Wälder finden sich häufig auf Standorten, die sich aufgrund der Eigenschaften ihrer Böden und ihrer Lage nicht als Ackerstandorte eignen. Das kann an einem relativ nährstoffarmen, sauren Bodensubstrat, einem hohen Steingehalt oder einer nur dünnen Bodendecke liegen. Außerdem sind sie oft an Hanglagen zu finden, die für die landwirtschaftliche Nutzung nicht in Frage kommen, und liegen höher und damit klimatisch ungünstiger. In Lössgegenden, gibt es aber auch Wälder auf sogenannten Gunststandorten, die viel Wasser und Nährstoffe zur Verfügung stellen. Im Oberrheingraben sind Wälder auf den dort häufig vorhandenen Flug- und Flusssanden verbreitet. Der Klimawandel stellt auch die Forstwirtschaft vor große Herausforderungen. Insbesondere bereiten steigende Temperaturen und geänderte Niederschlagsmuster bewährten Baumarten Probleme. Um die forstwirtschaftlich genutzten Wälder fit für die Zukunft zu machen, müssen sie standortgerecht umgebaut werden. Kenntnisse über die Eigenschaften der Waldböden sind hierfür von großer Bedeutung. Die Karte des Wasserhaushalts von Waldböden in Hessen zeigt, dass diese häufig eine eher geringe Wasserspeicherkapazität besitzen. Dies und die jeweiligen Nähstoffverhältnisse müssen beachtet werden, um waldbaulich sinnvolle Entscheidungen zu treffen. Durch die extensive Nutzung sind Waldböden seltener intensiven menschlichen Einwirkungen ausgesetzt. Allerdings findet eine erhebliche Deposition von Schadstoffen aus der Luft statt. Dabei spielen Bäume eine maßgebliche Rolle, die diese Stoffe mit ihren Kronen regelrecht „auskämmen“. Während der Eintrag von Säuren mittlerweile erheblich gesenkt werden konnte, ist der atmosphärische Stickstoffeintrag weiterhin zu hoch. Eingetragene Schadstoffe wie Schwermetalle oder organische Schadstoffe können vom Humus und Mineralbodenbestandteilen gebunden werden und sich so im Waldboden anreichern. Diese Filter- und Pufferfunktion der Böden ist zentral für den Grundwasserschutz. Hinweise und Auskünfte zu Waldböden in Hessen enthalten die umfassenden Bodeninformationen des HLNUG und der BodenViewer Hessen Weitere Informationen zum Boden des Jahres: • Kuratorium Boden des Jahres • Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft • Bundesverband Boden • Umweltbundesamt
von Dorothea Rammes und Colja Beyer Abhängigkeit der CO2-Emissionen (Einheit: t CO2-Kohlenstoff je Hektar und Jahr) vom Wasserstand (TIEMEYER et al. 2020*; verändert) Landwirtschaftlich genutzte – und damit entwässerte – Moorböden nehmen in Niedersachsen eine Fläche von ca. 256.000 ha ein. Das entspricht ca. 10 % der gesamten landwirtschaftlich genutzten Fläche. Die beschleunigte Mineralisation des Torfes führt zur Moorsackung, die ein bis zwei Zentimeter jährlich betragen kann, sowie zu hohen Treibhausgasemissionen und zu Stofffreisetzung. Aus diesen Flächen emittieren fast 7 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr. Landwirtschaftlich genutzte – und damit entwässerte – Moorböden nehmen in Niedersachsen eine Fläche von ca. 256.000 ha ein. Das entspricht ca. 10 % der gesamten landwirtschaftlich genutzten Fläche. Die beschleunigte Mineralisation des Torfes führt zur Moorsackung, die ein bis zwei Zentimeter jährlich betragen kann, sowie zu hohen Treibhausgasemissionen und zu Stofffreisetzung. Aus diesen Flächen emittieren fast 7 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr. Das entspricht ungefähr 30 % der gesamten Emissionen aus der niedersächsischen Landwirtschaft (inkl. Emissionen aus Böden). Besonders hoch sind die Emissionen bei einer Nutzung der Moorböden als Acker oder Intensivgrünland. Diese Flächen haben, ebenso wie artenarmes Extensivgrünland, keinen besonderen vegetationskundlichen Wert. Unter Paludikultur versteht man die nasse Bewirtschaftung von Moorböden bei gleichzeitigem Erhalt des Torfkörpers und die damit einhergehende drastische Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen. Hierbei wird Torf durch ganzjährig hohe Wasserstände konserviert, die oberirdische Biomasse kann als nachwachsender Rohstoff geerntet und stofflich oder energetisch verwertet werden. Paludikultur kann daher eine Möglichkeit bieten, die Vernässung des Bodens und ein nachhaltiges Einkommen auf bisher intensiv landwirtschaftlich genutzten Moorböden zu vereinen. Torfmoosanbau-Versuch des Landkreises Diepholz und der Stiftung Naturschutz im Landkreis Diepholz (Interreg-Projekt CANAPE) auf einer Pilotfläche im Barver Moor Auf Hochmoorböden können so zum Beispiel Torfmoose ( Sphagnum ) u. a. für die Herstellung von Gartenbausubstraten sowie Sonnentau ( Drosera ) für die Herstellung von Arzneimittel angebaut werden. Auf Niedermoorböden ist der Anbau verschiedener Röhrichtpflanzen möglich. Schilf ( Phragmites ) und Rohrkolben ( Typha ) können zu Dämmstoffen oder zu Gartenbausubstraten verarbeitet werden, Rohrglanzgras ( Phalaris ) und Seggen ( Carex ) eignen sich z. B. zur energetischen Verwertung. Projekte Projekte Mit dem Ziel, Paludikulturen in Niedersachsen zu erproben und im Sinne des Klima- und Naturschutzes in die Praxis zu bringen, werden in der Betriebsstelle Brake-Oldenburg des NLWKN in Kooperation mit dem 3N Kompetenzzentrum in Werlte zwei Projekte im Rahmen des Programms „Niedersächsische Moorlandschaften“ vom niedersächsischen Umweltministerium sowie von der EU gefördert. 1. Die „Kompetenzstelle Paludikultur“ ist seit 2017 die zentrale Informationsstelle für Paludikultur in Niedersachsen. Die neue Nutzungsmethode von Moorböden soll bekannt gemacht und rechtliche, technische und wirtschaftliche Anbauhemmnisse erkannt und beseitigt werden. Die Vermarktung der erzeugten Produkte soll gefördert werden. Ziel ist es, die Chancen von Paludikulturen als Beitrag zum Klimaschutz und zum Naturschutz sowie zur Wertschöpfung in der Landwirtschaft zu nutzen. Dabei sollen sowohl die agrarstrukturellen und betriebswirtschaftlichen Risiken erkannt und, genauso wie die Risiken aus Sicht des Natur- und Umweltschutzes, weitestgehend vermieden werden. Ein umfassender Überblick über die Paludikultur in Niedersachsen ist unter www.paludikultur-niedersachsen.de zu finden. 2. In dem Projekt „Produktketten aus Niedermoorbiomasse“ werden Niedermoor-Paludikulturen vom Anbau über die Verarbeitung bis zur Vermarktung erprobt. Dafür arbeitet der NLWKN seit 2019 mit Projektpartnern aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen. Im Hohenbökener Moor in der Gemeinde Ganderkesee ist im Oktober 2020 die erste Niedermoor-Pilotfläche in Niedersachsen entstanden. Auf einer Fläche von etwa 4.500m² wurden Gräben und Dämme zur Vernässung angelegt und Rohrkolben- und Schilf-Stecklinge gepflanzt. Rohrkolben- und Schilf-Pilotfläche im Hohenbökener Moor in Ganderkesee nach der Anlage im Oktober 2020: mit Spundwänden abgetrennte Bereiche zur Messung von Treibhausgasen auf unterschiedlichen Bodenqualitäten und Wasserständen Schilfernte auf nasser Paludikultur am Dümmer Fertigbauwand mit Einblasdämmstoff aus Breitblättrigem Rohrkolben Auf der Fläche werden die Auswirkungen einer Paludikultur auf die Treibhausgasemissionen, die Wasserqualität und die Biodiversität untersucht. Es wird erwartet, dass Paludikulturen einen Beitrag zum Klima- und Naturschutz leisten, indem die Zersetzung des Torfbodens gestoppt wird und eine Steigerung der Biodiversität in dem neuen Lebensraum eintritt. Zwei weitere Pilotflächen sind im Rahmen dieses Projekts geplant, um den Anbau unter verschiedenen Bedingungen und in unterschiedlichen Regionen testen zu können. Im Verwertungsteil des Projektes soll der Einsatz von Typha im Gartenbau als Torfersatz geprüft werden. Außerdem werden Dämmstoffe aus Typhamaterial hergestellt und Vergleichsmessungen mit herkömmlichen Dämmstoffen unterzogen. Paludikulturen können somit, neben der wirtschaftlichen Nutzung von Moorflächen, einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Der größte Teil der landwirtschaftlich intensiv genutzten Moorflächen in Niedersachsen liegt außerhalb von Schutzgebieten und bietet damit ein großes Entwicklungspotenzial für den Moor- und Klimaschutz: ca. 50.000 ha Acker- und über 120.000 ha Dauergrünlandflächen, wie eine Potentialanalyse der Kompetenzstelle ergeben hat. Um Paludikulturen allerdings im großen Stil und als Alternative zur besonders klimarelevanten landwirtschaftlichen Nutzung von Moorflächen umzusetztenn besteht noch weiterer Forschungsbedarf und es bedarf der politischen Akzeptanz und Förderfähigkeit der Kulturen. * Tiemeyer et al. 2020 : A new methodology for organic soils in national greenhouse gas inventories: Data synthesis, derivation and applicatio. - Ecological Indicators, Volume 109, February 2020, 105838
Die Kompetenzstelle Paludikultur im 3N Kompetenzzentrum ist die zentrale Informationsstelle für Paludikultur in Niedersachsen. Das Projekt hat zum Ziel, die Paludikultur als eine moor- und klimaschonende Alternative zur bisherigen land- und forstwirtschaftlichen Nutzung von Moorböden bekannt zu machen und zu fördern. Insbesondere sollen rechtliche und technische Anbauhemmnisse beseitigt und Wege zur Förderung der Vermarkung für die erzeugten Produkte gefunden werden. Kompetenzstelle Paludikultur Unsere Aufgabenfelder sind: Torfmoosfarming im Hochmoor Rohrkolbenkultur im Niedermoor Schilfernte mit einem Häcksler Paludikultur ( palus – lat. "Sumpf, Morast") ist die land- oder forstwirtschaftliche Nutzung nasser und wiedervernässter organischer Böden. Voraussetzung ist, dass der Wasserstand ganzjährig nahe der Bodenoberfläche gehalten und der Boden nicht gestört wird. Dadurch wird zum einen der Torfkörper erhalten oder sogar neuer Torf gebildet und zum anderen die Freisetzung von Treibhausgasen minimiert. Paludikultur Diese Nutzungsform ist an spezifische nutzbare Pflanzen der Hoch- und Niedermoore gebunden. Die aufwachsende oder angebaute oberirdische Biomasse wird genutzt, nicht aber unterirdische Pflanzenteile. Paludikultur stellt somit die einzige nachhaltige und klimaneutrale Nutzungsform der Moore dar. Gleichzeitig können nachwachsende Rohstoffe produziert und damit fossile Rohstoffe ersetzt werden. Hierfür müssen in Zukunft gemeinsam mit den relevanten Akteuren neue Wertschöpfungsketten entwickelt werden. Darüber hinaus kann Paludikultur einen Beitrag dazu leisten, weitere Ökosystemdienstleistungen zu erbringen, wie z.B. den Schutz des Grund- und Oberflächenwassers, die Verbesserung des Lokalklimas sowie die Förderung der Biodiversität und des Landschaftsbildes. Je nach Moortyp gibt es geeignete Feuchtgebietspflanzen, deren Biomasse energetisch oder stofflich genutzt werden kann. Dämmung mit Breitblättrigem Rohrkolben Für Niedersachsen kommen folgende Kulturen und Nutzungsmöglichkeiten in Frage: Hochmoor Eine besondere Herausforderung für Niedersachsen stellt die Herstellung von Substraten für den Erwerbsgartenbau aus Paludikultur dar. Aufgrund seiner sehr günstigen chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Eigenschaften ist Torf als Ausgangsstoff derzeit wesentlicher Bestandteil in den Substraten für den Erwerbsgartenbau. Hier geht es zur Internetseite der Kompetenzstelle Paludikultur im 3N Kompetenzzentrum Niedersachsen Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe und Bioökonomie e.V.
Das Projekt "TP C: Wirtschaftliche Begleitung und Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AFRY Deutschland GmbH durchgeführt. Vorhabenbeschreibung Im aktuellen Projektvorhaben werden radionuklid- und schwermetallbelastete (RN/SM) Substrate im Sinne einer Strahlenschutz-Vorsorge zur Produktion von Energiepflanzen genutzt. Ziel ist es, mikrobiell gesteuerte Phytostabilisierungsmaßnahmen mit Mykorrhizapilzen für standortunabhängige Konzepte in MykoBEst weiterzuentwickeln und auf (europäische) Bergbaufolgelandschaften sulfidischen Erzbergbaus unterschiedlicher klimatischer Bedingungen zu übertragen. Die Maßnahmen zielen dabei auf die langfristige Sicherung der Standortsanierung von Bergbaufolgelandschaften ab, die auch den neuen Herausforderungen in Zeiten des Klimawandels gerecht werden muss. Übergeordnete Ziele sind dabei die Erosionsverminderung und die Nutzung von Holz aus bereits in den Projekten USER/USER II (FKZ: 15S9417, 15S9194) etablierten Kurzumtriebsplantagen als Energieträger. Ein neuer Aspekt ist die Alternative als Standort zur Zellstoffproduktion, welche über den Verbundpartner AFRY bzgl. der Machbarkeit abgeschätzt wird. Es soll besonders bei RN/SM-Austrag ein nachhaltiges System etabliert werden, das für Bergbaufolgeflächen durch die im Wurzelbereich erfolgende Bodenbildung und Bodenstabilisierung sowie eine durch Mykorrhizapilze verbesserte Wasserverfügbarkeit für Wirtsbäume gleichzeitig erosionsmindernd wirkt und damit zu einem langfristigen Erosionsschutz der Haldenabdeckungen führt. Ältere über den Partner Wismut zur Verfügung gestellte Standorte sollen durch ein innovatives Biomonitoring (Nutzung der Elementspeicherung im Holz ältere Bäume) genutzt werden, um den klimatischen Stress auf die oberirdische Biomasse zu dokumentieren. Diese Dendroanalyse erlaubt eine zeitlich-räumliche Auflösung der Kontaminationspfade bzw. gibt Informationen der Integrität von Schutzbarrieren.
Das Projekt "Teilprojekt: Biodiversität über Skalen hinweg erkunden (SEBAS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Biochemie und Biologie durchgeführt. In den vergangenen Jahrzehnten wurden die meisten Grünlandökosysteme in Mitteleuropa durch höhere Düngergaben und durch häufigeres Mähen oder Beweiden verändert. Diese Landnutzungs-Intensivierung hat zwar die Bereitstellung der Ökosystemleistung 'Futterproduktion' verbessert, jedoch die Biodiversität und die Bereitstellung anderer Ökosystemleistungen negativ beeinflusst. Vor allem aufgrund räumlicher Diskrepanzen zwischen ökologischen Prozessen und Managementeinheiten in gekoppelten sozial-ökologischen Systemen fehlt bisher ein mechanistisches Verständnis zu Effekten der Landnutzungs-Intensivierung auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen. In unserem Projekt SEBAS wollen wir dieses mechanistische Verständnis verbessern, indem wir plotbasierte ökologische Forschung zur Landnutzungsintensität und zu sechs grundlegenden Biodiversitätsvariablen (engl. EBVs) mit einer satellitenbasierten Fernerkundung dieser Proxies verbinden. Wir werden Beziehungen zwischen funktionaler und struktureller Diversität und der Ökosystemleistung 'Futterproduktion' (oberirdische Biomasse bzw. Primärnettoproduktion) für managementrelevante Flächen analysieren. Dies sind Wiesen- bzw. Weideflächen, landwirtschaftliche Betriebe und Landschaften. Wir stellen die Hypothesen auf, dass (i) die sechs EBVs auf mehreren räumlichen Skalen unter Verwendung multimodaler Satellitenbild-Zeitreihendaten abgeleitet werden können, die mit vorhandenen und neu erhobenen Daten zur Landnutzungsintensität und zu EBVs kalibriert und validiert wurden; und dass (ii) Auswirkungen der Landnutzung auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen über räumliche Skalen hinweg variieren. Hierbei dürfte die funktionale und strukturelle Diversität eine Schlüsselrolle für die Höhe und zeitliche Stabilität der Futterproduktion spielen. Das Projekt wird räumlich explizite EBV-Produkte auf Satelliten- und UAV-Basis liefern sowie neue Methoden entwickeln, die auf multiskalierten und multimodalen Fernerkundungs-Datensätzen (PlanetScope, RapidEye, Sentinel 1 & 2, Landsat, MODIS) sowie auf maschinellen Lern- und Hybridmodellen basieren. Durch Raum-für-Zeit-Substitutionen für Klimawandel und Landnutzungswandel werden wir zudem interaktive Auswirkungen dieser beiden wichtigsten Treiber des Globalen Wandels auf die Beziehung der Biodiversität zu Ökosystemfunktionen und -leistungen analysieren. Hierfür werden wir direkte und indirekte (biodiversitätsvermittelte) Auswirkungen der beiden Treiber auf die Futterproduktion mittels eines sozial-ökologischen Systemansatzes formalisieren und über Strukturgleichungsmodellen quantifizieren. Auf diese Weise werden wir ein tieferes Verständnis der Ökosystemfunktionen und -leistungen in mitteleuropäischen Grünländern erlangen.
Das Projekt "Produktion und Konsumption (Flüsse) der klimarelevanten Spurengase, Lachgas und Methan in einem Dauergrünland unter steigender atmosphärischer CO2-Konzentration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Außer dem bekannten Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) existieren weitere stark klimawirksame Spurengase biologischen Ursprungs, z.B. Lachgas (N2O) und Methan (CH4), die mikrobiell im Boden produziert (N2O, CH4) oder im Falle des Methans auch verbraucht (oxidiert) werden. Die steigende atmosphärische CO2-Konzentration kann sich über die Pflanzen in vielfacher Weise auf die bodenmikrobiellen, Spurengasproduzierenden Prozesse auswirken. So ist beispielsweise nachgewiesen worden, dass der Wasserverbrauch der Pflanzen unter erhöhtem CO2 häufig sinkt und die Abgabe von leicht zersetzbarem Kohlenstoff an den Boden (Wurzelexudation) steigt. Beides könnte die Denitrifikation und damit die N2O-Produktion begünstigen, ebenso die Methanproduktion, wenn im Boden anaerobe Bedingungen (z.B. durch Überflutung) eintreten. Steigende Bodenfeuchte würde zugleich die Sauerstoff-abhängige Methanoxidation im Oberboden hemmen. Zu diesem Thema existieren bislang weltweit nur Kurzzeit- und Laborstudien. Im hier vorgestellten Projekt werden im Freilandexperiment die Langzeitauswirkungen steigender atmosphärischer CO2-Konzentrationen über das System Pflanze-Boden auf die Flüsse der klimawirksamen Spurengase N2O und CH4 in einem artenreichen Dauergrünland untersucht. Hierzu gelangt ein im Institut für Pflanzenökologie neuentwickeltes Freiland-CO2-Anreicherungssystem (FACE) zur Anwendung, bei dem die CO2-Konzentration in drei Anreicherungsringen seit Mai 1998 um etwa 20 Prozent gegenüber den drei Kontrollringen erhöht wurde. Über die Jahresbilanzierungen der Spurengasflüsse sowie über begleitende Prozessstudien soll geklärt werden, wie und auf welche Weise erhöhtes CO2 auf die N2O- und CH4-Spurengasflüsse rückwirkt. Die ersten Ergebnisse zeigen deutlich, dass in einem etablierten artenreichen Ökosystem wie dem untersuchten Feuchtgrünland zuerst die unterirdischen Prozesse auf die steigenden CO2-Konzentrationen reagierten (Bestandesatmung). Die oberirdische Biomasse zeigte erst nach etwa 1,5 Jahren der CO2-Anreicherung einen signifikanten Zuwachs gegenüber den Kontrollflächen. Im Jahr 1997, vor dem Beginn der CO2 -Anreicherung, waren sowohl die N2O-Emissionen als auch die CH4 Flüsse auf den (späteren) Anreicherungs- und den Kontrollflächen fast identisch. Seit Beginn der Anreicherung hingegen sind die N2O-Emissionen vor allem während der Vegetationsperiode dramatisch angestiegen: auf 278 Prozent der Emissionen der Kontrollflächen. Die Methanoxidation war rückläufig unter erhöhtem CO2: Mittlerweile oxidieren die CO2 Anreicherungsflächen 20 Prozent weniger CH4 als die Kontrollflächen (Jahr 2000), wobei auch hier der größte Unterschied während der Vegetationsperiode auftrat. Eine erhöhte Bodenfeuchte kommt als Erklärung nicht in Frage, da sich diese nicht geändert hat.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 34 |
| Land | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 31 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 4 |
| offen | 32 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 37 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 2 |
| Dokument | 2 |
| Keine | 21 |
| Multimedia | 1 |
| Webdienst | 2 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 31 |
| Lebewesen & Lebensräume | 37 |
| Luft | 22 |
| Mensch & Umwelt | 37 |
| Wasser | 22 |
| Weitere | 37 |