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Bodenlandschaften als Quellen und Senken für klimarelevante Spurengase

Projekt


Förderkennzeichen: ZALF-265
Laufzeit: 01.01.2006 - 31.12.2022
Forschungszweck: Angewandte Forschung

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 (Wiedervernässung entwässerter Moore oder abflussloser Hohlformen), · Reaktive Mineraloberflächen bestimmen den Grad der langfristigen C-Sequestrierung in Böden. Die Menge an reaktiven Mineraloberflächen ist wiederum eine Funktion der Pedogenese bei unterschiedlicher Landnutzung(-sgeschichte), · In den Glaziallandschaften des nordostdeutschen Tieflandes existiert ein kontinental bedeutsames Emissionsreduktionspotenzial. Schlagworte: BLF; Klimarelevante Spurengase; Quellen- und Senkenfunktion; Bodenlandschaft

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