apa.at
Mehr zum Thema / Mario Wasserfaller / Mittwoch 01.12.21

Die Natur inha­lie­ren lassen

Böden und Wäl­der sind die größ­ten ter­res­tri­schen Koh­len­stoff­spei­cher. Durch den Auf­bau von Humus und ein bes­se­res Wald­ma­nage­ment könn­te noch weit mehr CO2 aus der Luft in der Vege­ta­ti­on und Kul­tur­land­schaft gespei­chert wer­den, sind For­sche­rin­nen der Uni­ver­si­tät für Boden­kul­tur (BOKU) über­zeugt. Die Krux liegt dabei wie so oft nicht in der tech­ni­schen Mach­bar­keit, son­dern beim Men­schen selbst. Ohne poli­ti­sche Vor­ga­ben und wirt­schaft­li­che Anrei­ze wird es bei aka­de­mi­schen Rechen­spie­len bleiben.
Foto: Sophie Zechmeister-Boltenstern

Laut aktu­el­lem Kli­ma­schutz­be­richt ist die Land­nut­zung in Öster­reich eine Net­to-Sen­ke, es wur­de im Zeit­raum 1990 bis 2019 in allen unter­such­ten Kate­go­rien – Acker, Grün­land, Feucht­ge­bie­ten, Sied­lungs­raum, sons­ti­ges Land, Holz­pro­duk­te, Wald – also mehr Koh­len­di­oxid auf­ge­nom­men als abge­ge­ben  (mehr dazu in „Treib­haus­ga­se – Men­gen und Trends in Öster­reich”). Das heißt nicht, dass die Poten­zia­le aus­ge­reizt wären. Im Gegen­teil. Zum Bei­spiel könn­ten allein schon rena­tu­rier­te Feucht­wie­sen und Moo­re einen zen­tra­len Part bei der Errei­chung der öster­rei­chi­schen Kli­ma­zie­le ein­neh­men, wie eine jüngst prä­sen­tier­te Stu­die im Auf­trag der Initia­ti­ve „Mut­ter Erde”, die vom Insti­tut für Natur­schutz­for­schung und Öko­lo­gie (VIN­CA) durch­ge­führt wur­de, gezeigt hat. „Auf eine fixier­te Flä­chen­grö­ße (also etwa auf 1 Hekt­ar) bezo­gen wei­sen Moo­re die größ­te Fähig­keit zur Koh­len­stoff­spei­che­rung auf, gefolgt von Wäl­dern und exten­siv genutz­ten Wie­sen und Wei­den”, heißt es dar­in etwa.

Mehr Moor, mehr Wiese

Feucht­wie­sen und Moo­re sind welt­weit betrach­tet der größ­te Koh­len­stoff­spei­cher, noch vor Wäl­dern. Dem­entspre­chend müs­se der Fokus der welt­wei­ten Natur­schutz­be­stre­bun­gen nicht nur auf dem Erhalt und der Wie­der­her­stel­lung von Wäl­dern lie­gen, son­dern auch auf Wie­sen und Moo­ren, die unter der Erde deut­lich grö­ße­re Men­gen an CO2 bin­den kön­nen als Wäl­der. Die Wie­der­her­stel­lung von Moo­ren ist zwar auf­wen­dig, loh­ne sich aber, so Ani­ta Mal­li von Mut­ter Erde, die das wie­der­be­leb­te Kar­wen­del­moor in Tirol als posi­ti­ves Bei­spiel hervorhebt.

In Nie­der­ös­ter­reich gibt es mit dem Herrn­gras in Moos­brunn ein Nie­der­moor­ge­biet, das seit 40 Jah­ren unter Natur­schutz steht und sich durch beson­de­re Arten­viel­falt aus­zeich­net. In Öster­reich wer­den rund 2,6 Mil­lio­nen Hekt­ar land­wirt­schaft­lich genutzt, dabei wer­den jähr­lich rund acht Mil­lio­nen Ton­nen CO2 aus­ge­sto­ßen. Wür­de man nur ein Pro­zent die­ser Flä­chen zu Feucht­wie­sen – etwa in (ehe­ma­li­gen) Über­schwem­mungs­ge­bie­ten von Flüs­sen – rena­tu­rie­ren, könn­ten die­se eine Mil­lio­nen Ton­nen CO2 jähr­lich im Boden binden.

Stu­die von „Mut­ter Erde”/VIN­CA: TEIL A  TEIL B

Die­sem Ansin­nen steht frei­lich die zuneh­men­de Boden­ver­sie­ge­lung ent­ge­gen. „Wo Öster­reich ganz schlecht ist, aber das ist kein Geheim­nis, ist der Boden­ver­brauch. Da sind wir Euro­pa­meis­ter”, erklär­te Sophie Zech­meis­ter-Bol­tens­tern, Lei­te­rin des Insti­tuts für Boden­for­schung an der BOKU. Wer­den Böden abge­tra­gen und ver­sie­gelt, dann ver­pufft ein gro­ßer Teil des Koh­len­stoffs der dar­in gebun­den ist, in Form von CO2 in die Atmo­sphä­re. In Sum­me kom­men rie­si­ge Men­gen zusam­men, rech­net die Exper­tin vor: „Eine humus­rei­che Wie­se kann zum Bei­spiel 180 Ton­nen CO2 pro Hekt­ar speichern.”

“Eine humus­rei­che Wie­se kann 180 Ton­nen CO2 pro Hekt­ar speichern.” Sophie Zech­meis­ter-Bol­tens­tern

Ange­wand­ter Kli­ma­schutz durch Humus­auf­bau ist erst­mals durch die 4‑Pro­mil­le-Initia­ti­ve im Zuge der UN-Kli­ma­kon­fe­renz in Paris („COP21”, 2015) in den Fokus gerückt. „Wenn es uns gelingt, den Humus­ge­halt der Böden auf der gan­zen Welt um vier Tau­sends­tel pro Jahr zu erhö­hen, dann könn­te man theo­re­tisch den jähr­li­chen von Men­schen ver­ur­sach­ten CO2-Aus­stoß dadurch ein­fan­gen. Das ist aber ein sehr theo­re­ti­scher Ansatz, das ist prak­tisch kaum durch­führ­bar”, so die Boden­for­sche­rin, die es kürz­lich zum zwei­ten Mal in Fol­ge in die Lis­te der welt­weit meist­zi­tier­ten und ein­fluss­reichs­ten Wissenschafter/innen geschafft hat – als eine von zwei Frau­en unter 43 zumin­dest teil­wei­se in Öster­reich täti­gen Forschern.

Laut der im Okto­ber 2020 in Natu­re Com­mun­ca­ti­ons erschie­ne­nen Stu­die „Towards a glo­bal-sca­le soil cli­ma­te miti­ga­ti­on stra­te­gy” könn­te die nach­hal­ti­ge Abson­de­rung von Koh­len­stoff in die Böden zwi­schen 0,79 und 1,54 Giga­ton­nen CO2 aus der Atmo­sphä­re ent­fer­nen. Zum Ver­gleich: Der jähr­li­che mensch­ge­mach­te CO2-Aus­stoß durch die Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe beträgt rund neun Gigatonnen.

Koh­len­stoff­kreis­lauf im Schnelldurchlauf

Der natür­li­che Koh­len­stoff­zy­klus ist ein Sys­tem kom­ple­xer Wech­sel­wir­kun­gen, das in ver­schie­de­nen Teil­schrit­ten zwi­schen Litho­sphä­re (Gestei­ne), Hydro­sphä­re (Was­ser), Bio­sphä­re (Lebe­we­sen), Atmo­sphä­re (Luft), und der Pedo­sphä­re (Boden) Koh­len­stoff umwan­delt bzw. koh­len­stoff­hal­ti­ge Ver­bin­dun­gen wie CO2 mit­ein­an­der aus­tauscht. Wäl­der und Böden ste­hen dabei in einer beson­de­ren Bezie­hung. Über die Pho­to­syn­the­se neh­men Pflan­zen Koh­len­di­oxid aus der Luft auf und geben  Sauer­stoff ab, sie sind Koh­len­stoff­sen­ken und ‑spei­cher. Abge­stor­be­ne Pflan­zen­tei­le wer­den von Mikro­or­ga­nis­men im Boden zu Koh­len­stoff­ver­bin­dun­gen zer­setzt. Orga­ni­sche Zer­set­zungs­pro­zes­se sor­gen wie­der­um dafür, dass aus dem Boden – unter ande­rem – CO2 entweicht.

 

Die Men­ge hängt von natür­li­chen Schwan­kun­gen ab, wird aber auch durch Umwelt­än­de­run­gen und Land­nut­zung beein­flusst. Ent­schei­dend bei die­sen Pro­zes­sen ist die glo­ba­le Bilanz. Neh­men Wäl­der und Böden mehr oder weni­ger Koh­len­stoff auf, als sie wie­der in die Atmo­sphä­re abge­ben? Zah­len und Fak­ten dazu und wie das im Detail funk­tio­niert, ist im Bei­trag „Der Koh­len­stoff­kreis­lauf” nachzulesen.

In Öster­reich scheint das Bewusst­sein für eine nach­hal­ti­ge und kli­ma­freund­li­che Boden­be­wirt­schaf­tung zu wach­sen. „Es war aus mei­ner Sicht über­wäl­ti­gend, wie vie­le Men­schen sich jetzt mit dem The­ma Boden und Kli­ma aus­ein­an­der­set­zen und wie vie­le Initia­ti­ven es dazu gibt”, bilan­zier­te die Boden­for­sche­rin im Anschluss an das „Boden­fo­rum Herbst 2021″, es sei ein The­ma, das gera­de­zu explodiert.

Seit den 1990er-Jah­ren steigt der Humus­ge­halt in den hei­mi­schen Böden wie­der lang­sam, nach­dem er seit den 1960er-Jah­ren gesun­ken ist. Die Boden­for­sche­rin sieht eine „Win-Win-Situa­ti­on”, wenn degra­dier­te Böden wie­der ver­stärkt mit Humus ange­rei­chert wer­den. Zum einen erhöht sich dadurch die Boden­frucht­bar­keit, zum ande­ren wird mehr Koh­len­stoff gespei­chert und die Böden wer­den wider­stands­fä­hi­ger gegen Tro­cken­heit, extre­me Nie­der­schlä­ge und Erosion.

EJP SOIL

Auf euro­päi­scher Ebe­ne nimmt sich das mit 80 Mil­lio­nen Euro dotier­te For­schungs­pro­gramm EJP SOIL (2020 bis 2025) der Fra­ge an, wie Böden nach­hal­ti­ger bewirt­schaf­tet wer­den kön­nen. Dar­an betei­ligt sind die BOKU und der Ver­ein BIOS Sci­ence Aus­tria gemein­sam mit der Agen­tur für Gesund­heit und Ernäh­rungs­si­cher­heit (AGES), dem Umwelt­bun­des­amt, Bun­des­for­schungs­zen­trum für Wald (BFW) und Bun­des­amt für Was­ser­wirt­schaft (BAW). Die 26 Part­ner­or­ga­ni­sa­tio­nen aus 24 Län­dern wol­len Land­wir­ten und ‑besit­zern Wis­sen und Infor­ma­tio­nen über den Boden zur Ver­fü­gung stel­len. Im Fokus steht die För­de­rung einer kli­ma­freund­li­chen Boden­be­wirt­schaf­tung, die orga­ni­sche Koh­len­stoff­spei­che­rung (Humus­an­rei­che­rung) begüns­tigt und Treib­haus­ga­se im Boden bindet.

Im Rah­men von EJP SOIL gibt es der­zeit 20 For­schungs­pro­jek­te, wei­te­re sind geplant. An der BOKU lau­fen aktu­ell meh­re­re Unter­su­chungs­strän­ge des Pro­gramms zusam­men. Das Team um Zech­meis­ter-Bol­tens­tern beforscht dar­in unter ande­rem die Bio­di­ver­si­tät im Boden – etwa wie Mikro­or­ga­nis­men Koh­len­stoff in den Boden pum­pen kön­nen. Ein wei­te­rer For­schungs­zweig wid­met sich ande­ren Treib­haus­ga­sen. „Damit es nicht pas­siert, dass man jetzt zum Bei­spiel Humus im Boden anrei­chert und dabei viel­leicht mehr Lach­gas und Methan – das sind die ande­ren wich­ti­gen Treib­haus­ga­se – geför­dert wer­den”, erklärt die Bodenforscherin.

Grün ist die Klima-Hoffnung

Ein Kern­the­ma bei all­dem sei es, den (Acker-)Boden mög­lichst immer grün zu hal­ten, weil Pflan­zen in Zusam­men­ar­beit mit Boden­or­ga­nis­men Koh­len­stoff in den Boden ein­brin­gen und ihn in Humus ein­bau­en. „Wenn der Boden offen daliegt, wird immer Koh­len­stoff ver­at­met, also Humus abge­baut und ent­weicht in die Atmo­sphä­re”, so die Exper­tin. „Sind dage­gen Pflan­zen da, dann holen sie im Ide­al­fall über Pho­to­syn­the­se CO2 aus der Luft und die­ses geht ent­we­der über die Wur­zeln in den Boden und wird in Humus ein­ge­baut – oder es wer­den die Ern­te­rück­stän­de in den Boden ein­ge­ar­bei­tet.” Eben­so kön­ne man Kom­post oder Stall­mist in den Boden brin­gen, damit die Kreis­läu­fe geschlos­sen wer­den. Zudem gebe es noch die Mög­lich­keit, Pflan­zen­koh­le in den Boden ein­zu­ar­bei­ten – „das ist eine sehr sta­bi­le Form von Kohlenstoff.”

Das Pro­gramm ist auf fünf Jah­re aus­ge­legt, laut Zech­meis­ter-Bol­tens­tern arbei­tet die EU bereits an einer Fort­set­zung. Dem­nach sol­len in den nächs­ten zehn Jah­ren EU-weit bis zu 500 Mil­lio­nen Euro für das The­ma Boden­ge­sund­heit auf­ge­stellt wer­den. „Ein Ziel von EJP Soil ist es, erst ein­mal Ord­nung zu brin­gen in das Durch­ein­an­der der natio­na­len Boden­un­ter­su­chun­gen und –Kar­tie­run­gen”, erläu­tert sie.

So ver­lau­fe zum Bei­spiel zwi­schen Öster­reich und Tsche­chi­en auf der Kar­te eine Gren­ze beim Humus­ge­halt, die nicht mit der Natur, son­dern mit unter­schied­li­chen Mess- und Kar­tier­me­tho­den zu tun hat. „Am Ende der fünf Jah­re soll­te eine gemein­sa­me Infra­struk­tur geschaf­fen wer­den, damit alle Län­der gut auf­ein­an­der abge­stimmt sind bei die­sem The­ma. Man soll­te wis­sen, wel­che Maß­nah­men am bes­ten geeig­net sind, sich in der Land­wirt­schaft an das Kli­ma anzu­pas­sen und gleich­zei­tig den Kli­ma­wan­del ein­zu­däm­men”, sagt die Expertin.

Wäl­der im Klima-Zwiespalt

Die Situa­ti­on der Wäl­der ist welt­weit gese­hen durch­aus ambi­va­lent. Die einst grü­nen Lun­gen um den Äqua­tor lei­den immer öfter unter „Rau­cher­hus­ten”. Durch Wald­brän­de und Abhol­zung haben sich laut der Welt­me­teo­ro­lo­gie­or­ga­ni­sa­ti­on (WMO) Tei­le des Ama­zo­nas inzwi­schen erst­mals von einer soge­nann­ten CO2-Sen­ke zu einer CO2-Quel­le ent­wi­ckelt. Wäh­rend in die­sem Fall die Ursa­chen für die­se Ent­wick­lung plau­si­bel und rela­tiv leicht nach­voll­zieh­bar erschei­nen, ist das his­to­risch gese­hen oft komplexer.

In einer aktu­el­len Stu­die konn­te Simo­ne Ging­rich vom Insti­tut für Sozia­le Öko­lo­gie der BOKU zei­gen, „dass in Öster­reich die Umstel­lung auf Koh­le und die effi­zi­en­te­re Vieh­wirt­schaft sehr stark dazu bei­getra­gen haben, dass die Wäl­der im 19. Jahr­hun­dert auf­ge­hört haben, Koh­len­stoff zu ver­lie­ren, son­dern sich in eine Sen­ke umge­wan­delt haben”. Der­ar­ti­ge Pro­zes­se hät­ten ermög­licht, dass der Wald zurück­kommt, erklär­te die Exper­tin, die 2018 ihr vom ERC geför­der­tes Star­ting Grant-Pro­jekt „HEFT – Hid­den Emis­si­ons of Forest Tran­si­ti­ons: GHG effects of socio-meta­bo­lic pro­ces­ses redu­cing pres­su­res on forests” star­te­te, im Gespräch mit APA-Sci­ence. „Und die­ser Umstieg auf eine indus­tria­li­sier­te Form der Res­sour­cen­nut­zung, der Ener­gie­ver­wen­dung, der Land­wirt­schaft, führt eben auch zu Emissionen.”

Den glo­ba­len Trieb­kräf­ten auf der Spur

Inter­na­tio­nal haben sich Ging­rich und ihr Team ange­se­hen, was die haupt­säch­li­chen Trieb­kräf­te für glo­ba­le Ver­än­de­run­gen im Koh­len­stoff­be­stand von Wäl­dern sind (sie­he „Wie sich Wäl­der welt­weit ohne mensch­li­chen Ein­fluss ent­wi­ckelt hät­ten”). Auf Basis von Wald­in­ven­tu­ren konn­ten sie nach­wei­sen, dass in den ver­gan­ge­nen 30 Jah­ren die Ent­wal­dung in den Tro­pen die Haupt­ur­sa­che für die Emis­sio­nen der Wäl­der war. „Im glo­ba­len Nor­den konn­ten wir zei­gen, dass die Zunah­me von Wald­wachs­tum eigent­lich der Haupt­fak­tor war, der zur Wie­der­be­wal­dung geführt hat – und nicht zum Bei­spiel die Aus­wei­tung von Wäldern.”

In den ver­gan­ge­nen Jahr­zehn­ten hat sich der Wald in Öster­reichs Kli­ma­bi­lanz zu einer star­ken Koh­len­stoff­sen­ke ent­wi­ckelt. Den dar­aus resul­tie­ren­den Opti­mis­mus kann die For­sche­rin nicht ganz tei­len – wenn gleich­zei­tig auch Sze­na­ri­en mit mehr Holz­ern­te ent­wi­ckelt wer­den: „Sozu­sa­gen die­se Gleich­zei­tig­keit: Wir stei­gern dau­er­haft sowohl die Erträ­ge als auch die Koh­len­stoff­sen­ke. Da bin ich skeptisch.”

Der­zeit arbei­tet die For­sche­rin gemein­sam mit Kol­le­gin­nen und Kol­le­gen an einem Optio­nen-Doku­ment im Rah­men der Initia­ti­ve „Uni Netz”, in dem kon­kre­te Hand­lungs­emp­feh­lun­gen für Öster­reich for­mu­liert wer­den sol­len, die eine nach­hal­ti­ge Koh­len­stoff­sen­ke zum Ziel haben.

Die Boku-Exper­tin­nen

Simo­ne Ging­rich stu­dier­te an der Uni Wien Öko­lo­gie und begann nach dem Diplom­stu­di­um 2005 am Insti­tut für Sozia­le Öko­lo­gie – damals an der Uni Kla­gen­furt, seit 2018 an der Boku Wien angesiedelt.

Sophie Zech­meis­ter-Bol­tens­tern zählt zu den meist­zi­tier­ten Wis­sen­schaf­te­rin­nen welt­weit. In ihrer For­schung fokus­siert sie sich auf die Rol­le der Böden als mög­li­che Sen­ken für Treibhausgase.

Wäl­der als „Brü­cken­tech­no­lo­gie”

Als Bot­schaft ist Simo­ne Ging­rich wich­tig, dass es das vor­ran­gi­ge Kli­ma­schutz­ziel sein müs­se, die Emis­sio­nen zu sen­ken. Aber: „Wir wis­sen, dass wir eine Kri­se haben, wo wir alle Hebel in Bewe­gung set­zen müs­sen, die uns zur Ver­fü­gung ste­hen. Gera­de in den nächs­ten Jahr­zehn­ten – bis ande­re Tech­no­lo­gien zur Ver­fü­gung ste­hen, mit denen man viel­leicht CO2 aus der Atmo­sphä­re sau­gen kann -, ste­hen Wäl­der groß­flä­chig zur Ver­fü­gung. Bis dahin könn­te eine Exten­si­vie­rung von Wäl­dern durch­aus auch dazu bei­tra­gen, dass die­se noch stär­ke­re Koh­len­stoff­spei­cher wer­den. Als Brü­cken­tech­no­lo­gie kann das eine sinn­vol­le Maß­nah­me sein.”

Auch Sophie Zech­meis­ter-Bol­tens­tern zeigt sich für das Welt­kli­ma grund­sätz­lich (zweck-)optimistisch: „Aber die Lage ist sehr, sehr ernst. Ich wün­sche mir oft, ich wäre nicht die Bio­lo­gin und ich wür­de nicht so viel wis­sen, wie ich weiß. Weil ich weiß: Die Rück­kopp­lungs­ef­fek­te in der Natur die wir ansto­ßen, sind, wenn sie ein­mal ins Rol­len gekom­men sind, nicht mehr so leicht auf­zu­hal­ten. Also ver­zö­gern ist wirk­lich ein Spiel mit dem Feu­er. Aber natür­lich bin ich opti­mis­tisch, weil ich will ja etwas tun.”

Stichwörter