Themenfokus CO2 Senken: Böden

Böden sind ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs auf der Erde. Sie können wesentlich dazu beitragen, die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre zu regulieren. Daher sind der Schutz und die nachhaltige Bewirtschaftung von Böden von großer Bedeutung für das Klima. Tatsächlich lagern Böden mehr Kohlenstoff als alle Wälder der Welt zusammen. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation. Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden.

Wie funktioniert CO2-Bindung im Boden?

Boden besteht im Wesentlichen aus der mineralischen und der organischen Bodensubstanz. Die organische Substanz im Boden besteht etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff stammt aus der Atmosphäre und wird im Boden gebunden. Dies geschieht über die Pflanzen, die über Photosynthese CO2 aus der Atmosphäre absorbieren, um organische Verbindungen aufzubauen. Ein Teil dieses Kohlenstoffs gelangt in den Boden, wenn Pflanzen absterben und ihre Überreste von Mikroorganismen, Pilzen und Bodenlebewesen zersetzt werden. Bodenlebewesen sind also entscheidend für die Umwandlung von organischem Material in stabile Kohlenstoffverbindungen im Boden.

Kohlenstoff im Boden kann über lange Zeiträume gespeichert werden, was zur Reduzierung des atmosphärischen CO2-Gehalts beiträgt. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden aber auch zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung von den Treibhausgasen CO2, Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in der Regel in einem dynamischen Gleichgewicht.

Bedeutung der Landnutzung für den Kohlenstoff im Boden

Der Mensch beeinflusst über die Auswahl der Pflanzen, Düngung und Bodenbearbeitung sowohl den Kohlenstoffeintrag in den Boden als auch die Lebensbedingungen der Mikroorganismen und damit den Anteil des Kohlenstoffs, der mineralisiert wird.

Insbesondere Landnutzungsänderungen wie die Umwandlung von Wäldern und Wiesen zu Äckern oder die Entwässerung und Nutzung von Feuchtgebieten führen zu erhöhten CO2-Emissionen und einer Verringerung des Kohlenstoffgehalts im Boden. Diese Aktivitäten stören die natürlichen Kohlenstoffkreisläufe und setzen große Mengen an Kohlendioxid frei. Ein weiteres Problem ist die Bodendegradation, die durch Übernutzung, Erosion, Versiegelung und Verschmutzung verursacht wird. Degradierter Boden kann weniger Kohlenstoff speichern und trägt somit zu einer Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre bei.

Bodenschutzmaßnahmen zur Kohlenstofferhaltung

Der Schutz des Bodens vor Kohlenstoffverlusten ist von entscheidender Bedeutung, um den Klimawandel einzudämmen. Es gibt verschiedene Maßnahmen, die dazu beitragen, den Boden als Kohlenstoffsenke zu erhalten und sogar zu erweitern:

  • Nachhaltige Landwirtschaft: Landwirtschaftliche Praktiken, die den Boden schonen, wie reduzierte Bodenbearbeitung, Anbau von Zwischenfrüchten und Agroforstwirtschaft, können den Kohlenstoffgehalt im Boden erhöhen und gleichzeitig die Erosion reduzieren. Der Verzicht von Pestiziden schützt die wichtigen Bodenorganismen.
  • Aufforstung und Wiederaufforstung: Das Anpflanzen von Bäumen auf degradiertem Land und die Wiederherstellung von Wäldern sind effektive Maßnahmen, um Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu binden und den Boden vor Erosion zu schützen.
  • Schutz vor Versiegelung: Die Versiegelung von Böden durch Straßen, Gebäude und andere Infrastrukturen verhindert den natürlichen Kohlenstoffkreislauf. Der Schutz vor Bodenversiegelung ist daher von großer Bedeutung.
  • Bodenverbesserung: Die Verbesserung der Bodenqualität durch Kompostierung, Mulchen und gezielte Düngung kann die Kohlenstoffspeicherung fördern und die Bodengesundheit unterstützen.

 

Die Rolle der Wissenschaft

Die wissenschaftliche Erforschung von Böden und ihrer Wechselwirkung mit dem Klima ist von entscheidender Bedeutung, um fundierte Entscheidungen im Bodenschutz zu treffen. Bodenwissenschaftler:innen untersuchen die Eigenschaften von Böden, ihren Kohlenstoffgehalt, ihre Fruchtbarkeit und ihre Reaktion auf verschiedene Landnutzungspraktiken.

Da organische Zersetzungsprozesse im Boden zu den wichtigsten natürlichen Quellen von CO2 gehören, wird verstärkt die Rolle der Böden in globalen Kohlenstoffkreisläufen erforscht. Denn jährlich entweicht etwa die 10-fach höhere Menge CO2 aus Böden in die Atmosphäre als bei der Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt wird. Diese Menge unterliegt starken natürlichen Schwankungen, wird aber auch durch Landnutzung und Umweltänderungen beeinflusst (s.o.). Eine viel diskutierte Frage ist derzeit, ob die Klimaerwärmung Abbauprozesse im Boden beschleunigt und es infolgedessen zu einer verstärkten Freisetzung von CO2 aus dem Boden und damit zu einer positiven Rückkopplung auf das Klima kommt. Das Pflanzenwachstum und die Zersetzungsleistung der Bodenorganismen hängen jedoch nicht nur von der Temperatur, sondern auch von der Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen ab. Die Organismengemeinschaft und ihre Stoffwechselaktivität werden sich zudem an die veränderten Umweltbedingungen anpassen. In natürlichen Systemen sind daher keine einfachen Reaktionen der Umsetzungsprozesse im Boden auf Temperaturänderungen zu erwarten und Prognosen sind schwierig.

Quellen:

https://www.ipcc.ch/report/land-use-land-use-change-and-forestry/

https://www.mpg.de/4705567/kohlenstoffspeicher-boden

https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland/emissionen-der-landnutzung-aenderung#bedeutung-von-landnutzung-und-forstwirtschaft

https://www.mpg.de/4705567/kohlenstoffspeicher-boden

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