Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

58 4 Bioenergie, Landnutzung und Energiesysteme: Status Quo und Trends
durch Wildfeuer erhebliche Kohlenstoffmengen freigesetzt
(White et al., 2000; IPCC, 2007c). Tylianakis
et al. (2008) konnten zeigen, dass die Produktion
unterirdischer Biomasse positiv mit dem Pflanzenreichtum
in temperaten Grasländern korreliert,
und zwar umso deutlicher, je heterogener die Standorte
räumlich waren. Die durch den Menschen verursachten
Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf von
Graslandökosystemen sind die Folge von Ackerkultur,
Urbanisierung, Bodendegradation, Beweidung,
Feuer, Fragmentierung und der Einführung nicht heimischer
Organismen (White et al., 2000). Eine intensive
Graslandbewirtschaftung führt in den temperaten
Breiten wegen der höheren Wurzelproduktion zu
einem höheren Kohlenstoffeintrag in den Boden als
eine extensive Bewirtschaftung und bringt pro Hektarertrag
keine substanziell höheren Umweltbelastungen
mit sich (Kägi et al., 2007).
Die Aufforstung von Weideflächen führt, je nach
Alter der Weide, zur Zunahme des organischen Kohlenstoffs
im Boden. De Koning et al. (2003) beobachteten
jedoch eine niedrigere Kohlenstoffspeicherung
im Sekundärwald verglichen mit jungen Weideflächen,
die weniger als zehn Jahre alt waren, während
bei 20–30jährigen Weideflächen die Aufforstungen
um bis zu 20 % mehr Kohlenstoff pro Jahr akkumulierten.
Die Aufforstung mit Bäumen ist der Ackernutzung
mit mehrjährigen Pflanzen zudem klar vorzuziehen,
weil durch die geringere Nutzungshäufigkeit
und -intensität meist auch weniger Kohlenstoff
durch Bodenatmung verloren geht. In semiariden
Gebieten kann die Konversion beweideter Buschsteppe
zu Wald innerhalb von 35 Jahren zu einer
erheblichen Zunahme der Kohlenstoffspeicherung
im Boden führen (Grünzweig et al., 2007).
Beim Umbruch von Grasland zur Gewinnung
von Ackerfläche wird hingegen durch die Zunahme
der Bodenatmung CO 2 freigesetzt. Der Boden verliert
die ganzjährige und mehrjährige Vegetationsdecke
und wird dadurch erosionsanfälliger. Ähnlich
sind die Mechanismen bei der Übernutzung von
Grasland durch zu hohen Tierbesatz. Diese Konversion
von Grasland kommt vor allem in ariden und
semiariden Gebieten vor (Sahel, Zentralasien), wo
die Biomasseproduktion schon klimatisch bedingt
gering ist. Die Überweidung und der damit verbundene
Vegetationsverlust führen zu Bodenerosion mit
Kohlenstofffreisetzung und leisten damit der Desertifikation
Vorschub (Steinfeld et al., 2006). Graslandökosysteme
bergen zudem eine große Artenvielfalt.
40 der von der IUCN global identifizierten 234 Zentren
außerordentlicher Pflanzendiversität (Centres
of Plant Diversity, CPD) liegen in Grasländern. Weitere
70 dieser CPD enthalten auch Graslandlebensräume.
Damit sind Graslandökosysteme in fast der
Hälfte der identifizierten CPD vertreten (White et
al., 2000). Viele dieser Grasland-Hotspots der Pflanzendiversität
bieten gleichzeitig einer großen Anzahl
endemischer Vogelarten Lebensraum (White et al.,
2000). Je intensiver die menschliche Interaktion mit
diesen Ökosystemen ist, umso größer ist der Verlust
biologischer Vielfalt (Mooney et al., 1995). Bei der
Umwandlung von Grasland in Ackerflächen nimmt
die Biodiversität rapide ab.
Graslandökosysteme, vor allem mit großer Pflanzendiversität,
stellen also eine leistungsfähige Option
zur Kohlenstoffsequestrierung dar, während ihre
abgeerntete Biomasse einer klimaschonenden energetischen
Nutzung zugeführt werden kann (Rösch et
al., 2007; Tilman et al., 2006). Eine Umnutzung für
die Ackerrotation ist daher abzulehnen, während
eine Umnutzung durch Aufforsten für die Kohlenstoffsequestrierung
positiv und für die biologische
Vielfalt situationsbedingt zu bewerten ist. Differenzierter
ist das Bild bei einer Umnutzung von bestehendem,
intaktem Grasland bzw. von Grasland auf
degradierten Flächen für mehrjährige Anbaukulturen.
Hier müssen die Auswirkungen auf den Kohlenstoffspeicher
im Boden (negativ oder positiv) und
auf die biologische Vielfalt (negativ) sorgfältig abgewogen
werden.
4.2.3.4
Konversion von Ackerflächen
Der Kohlenstoffspeicher im Boden von Ackerflächen
und Weiden ist sehr variabel und hängt von der
Bewirtschaftungsweise, dem Klima und der angebauten
Ackerfrucht ab (Abb. 4.2-7).
Die intensive Landwirtschaft beschränkt sich
meist auf eine schmale Palette von Ackerfrüchten mit
geringer genetischer Diversität, die für hohe Ernteerträge
gezüchtet wurden und den Einsatz von künstlichem
Dünger, Pflanzenschutzmitteln und teils auch
Bewässerung benötigt. Weniger intensiv bewirtschaftete
Ackerkulturen weisen dagegen eine höhere Biodiversität
auf (Mooney et al., 1995), die Artenvielfalt
ist aber gegenüber anderen Ökosystemen vergleichsweise
niedrig.
Bei der Umnutzung von Ackerflächen zu Grasland
vergrößert sich der Kohlenstoffspeicher im
Boden. Dieser Prozess vollzieht sich langsam und
dauert Jahrzehnte. Die höhere Kohlenstoffspeicherungsrate
ist auf die meist ganzjährige Bodenbedeckung
mit einer höheren unterirdischen Produktivität
und einer geringeren Bodenbearbeitung im Grasland
zurückzuführen, wodurch Erosion und CO 2 -
Verluste durch Bodenatmung verringert werden
(Yimer et al., 2007).
Eine Option zur Kohlenstoffspeicherung auf
Ackerflächen stellt die Aufforstung mit Kurzum-