Die Schwarz-Erle (Alnus glutinosa [L.] GAERTN.) - Landesbetrieb ...

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Netto-CO 2 -Flüsse in Erlenbruchwaldökosystemen und CO 2 -C- Akkumulation im Torfkörper Im Gegensatz zu allen anderen Waldökosystemen (CRILL et al. 2000, HOFMANN et al. 2002) werden vor allem Erlenbruchwälder auf entwässerten Mooren nicht als C-Senke angesehen (GROS- SE-BRAUCKMANN 1990, vergleiche dazu auch Abschnitt „C-Umsetzungsprozesse“, Seite 47). Schon aus der bislang einzigen, kompletten CO 2 - C-Systembilanz für einen derartigen Standort lässt sich aber ableiten, dass sich die Verhältnisse in der Realität wahrscheinlich wesentlich komplexer gestalten (Tab. 5, ESCHENBACH et al. 1997). Ähnlich wie in anderen produktiven Ökosystemen sind die CO 2 -C-Ein- und -Austräge sehr hoch und von nahezu gleicher Größe. Überraschenderweise ergibt sich hieraus für den Erlenbruchwald insgesamt eine positive Netto-CO 2 -C-Bilanz, d. h. er fungiert als C-Senke, während der Torfkörper anscheinend als schwache C-Quelle angesehen werden muss (Tab. 5). Auf letzteren Aspekt wird später eingegangen. Die sehr kleinen Differenzen zwischen den C-Flüssen und die großen Probleme, die mit ihrer exakten Erfassung verbunden sind (vergleiche Abschnitt „Verfahren zur Bestimmung der Spurengasemissionen“, Seite 50), lassen jedoch die Bilanzen als sehr unsicher erscheinen. Allein schon bei der Bodenatmung schwanken die für diesen Standort ermittelten Werte zwischen 5 t und 17,5 t ERLENSTANDORTE ALS QUELLE UND SENKE KLIMARELEVANTER SPURENGASE Tab. 5: Grobbilanzierung der im Ökosystem eines Erlenbruchwaldes ablaufenden C-Tranferprozesse (Uferbereich des Belauer Sees in Ostholstein, modifiziert nach Eschebach et al. 1997, Angaben in t C pro ha und Jahr) Bilanzgröße C-Menge C-Eintrag durch CO2-Assimilation 1. Nettoprimärproduktion (ober- und unterirdisch) Verbleib des Assimilat-C 2. C-Akkumulation im Holzzuwachs 3. C-Eintrag über Streu (ober- und unterirdisch) in den Boden (Summe) C-Austrag durch CO2-Bildung (Atmungsprozesse) 4. Wurzelatmung 5. Atmung Bodenorganismen (Mikroorganismen und Tiere) (Summe= Bodenatmung) Netto-C-Ökosystembilanz (Differenz 1–5) Netto-C-Akkumulation in organischer Bodensubstanz (Differenz 3–5) 8,5 2,5 6,0 (8,5) 8,0 1 6,7 1 (14,7) 1,8 2 -0,7 3 1 aus methodischen Gründen lassen sich beide C-Flüsse nicht direkt messen; daher musste ihr jeweiliger Umfang durch Zuordnung eines spezifischen Anteils an der unmittelbar bestimmbaren Bodenatmung abgeschätzt werden 2 aufgrund des positiven Zahlenwertes fungiert das Ökosystem insgesamt als C-Senke 3 aufgrund des negativen Zahlenwertes fungiert das Teilkompartiment als C-Quelle CO 2 -C*ha -1 *a -1 (ESCHENBACH et al. 1997, DILLY et al. 2000) sowie bei der Wurzelatmung zwischen 8 und 12,3 t CO 2 -C*ha -1 *a -1 (ESCHENBACH et. al. 1997, KUTSCH et al. 2001). Ähnlich problematisch stellt sich die Situation bei den Torfbzw.C-Akkumulationsraten dar. Bis vor kurzem lagen für entwässerteErlenbruchwälder noch keine Werte vor. Falls sich die Standorte ähnlich wie andere entwässerte Niedermoore verhielten, wären durchaus Netto-C-Verluste zwischen 2,8 bis 6,7 t CO 2 -C*ha - 1 *a -1 im Bereich des Möglichen (MUNDEL 1976, mit Gaswechselmesstechnik bestimmt). Insofern ist die tatsächlich gemessene Nettoemissionsrate von -0,7 t CO 2 -C*ha -1 *a -1 als vergleichsweise niedrig einzuschätzen (Tab. 5 und ESCHENBACH et al. 1997). Offenbar wird hier tatsächlich ein Teil des infolge Torfmineralisierung verlorengegangenen C durch verstärkten Eintrag von Erlenwurzel-C kompensiert (vergleiche Abschnitt „C-Umsetzungsprozesse“, Seite 47). Wie Untersuchungen von entwässerten und bewaldeten finnischen Moorstandorten zeigen, ist unter bestimmten Umständen (Hemmung des Wurzelabbaus durch niedrige pH-Werte bzw. Temperaturen) sogar eine fortgesetzte C-Akkumulation im Boden möglich (MINKINEN und LAINE 1996, DOMISCH et al. 1998). Auch bei ungestört wachsenden Niedermoore lagen bis vor kurzen nur Angaben für gehölzfreie Standorte vor. Die Netto-CO 2 -Bindungsraten sollen hier im Mittel bei 0,48 t CO 2 -C*ha -1 *a -1 liegen, mit einer Spannweite von 0,1 bis 2,1 t CO 2 -C*ha -1 *a -1 (ARMENTANO und MENGES 1986, CLYMO et al. 1998, TOLONEN und TURUNEN 1996). Die unlängst erstmals für den Torfkörper ungestörter Erlenbruchwälder ermittelten C-Akkumulationsraten liegen mit ihrer Spannweite von 0,56 bis 2,2 t CO 2 -C*ha -1 *a -1 (BARTHELMES (2000) in der gleichen Größenordnung. Das ist um so erstaunlicher, weil der Grundwasserstand hier in der Regel viel niedriger ist als bei anderen ungestörten Niedermooren. Wie schon weiter oben festgestellt, scheint aber gerade unter diesen Bedingungen 55
56 ERLENSTANDORTE ALS QUELLE UND SENKE KLIMARELEVANTER SPURENGASE dem verstärkten Eintrag von Erlenwurzel-C eine überragende Bedeutung für die Torfbildung zuzukommen. Insgesamt muss aber festgestellt werden, dass die wenigen konkreten Angaben bei weitem noch nicht ausreichen, um verallgemeinerungsfähige Aussagen zur C-Quellen- und Senkenfunktion von Erlenbruchwäldern bzw. der hier stattfindenden Torfakkumulation machen zu können. Einschätzung der Klimarelevanz der Spurengasemission aus Erlenbrüchen Ausgehend von der zentralen Bedeutung des Grundwasserstandes für die Emission aller Spurengase erschien es sinnvoll, im Hinblick auf die Klimarelevanz zwischen ungestörten Standorten mit hohem Grundwasserstand und entwässerten Flächen zu unterscheiden. Um trotz des Mangels an konkreten Informationen solche Abschätzungen überhaupt durchführen zu können, mussten speziell zur Ermittlung der Netto-CO 2 -Emission naturnaher Erlenbruchwälder passfähige Werte aus der Tabelle 5 mit Angaben von BARTHELMES (2000) kombiniert werden. Wie aus den Resultaten hervorgeht, ist unabhängig vom Grundwasserstand die Spannweite der klimatischen Relevanz offensichtlich extrem groß (Tab. 6). Dennoch scheinen die Erlenbruchwälder insgesamt weniger klimawirksam zu sein als vergleichbare, gehölzfreie Niedermoore (AUGUSTIN 2001). Auch die im Vergleich zur entwässerten Variante tendenziell wesentlich geringere klimati- Tab. 6: Gesamtabschätzung der klimatischen Wirksamkeit unterschiedlich stark entwässerter Erlenbruchwälder (exemplarische Beispiele; abgeleitet aus den in Tabellen 1, 4 und 5 bzw. den im Text angegebenen Emissionsraten) 1 relative Klimawirksamkeit (Treibhauspotenzial) von Spurengasen unter Bezugnahme auf CO : 1 kg CO -C = 1; 1 kg CH -C = 8,8 ; 1 kg N O-N = 134 2 2 4 2 2 negative Zahlenwerte bedeuten Beitrag zur Verminderung des Treibhauseffektes 3 Schätzwerte aus der Kombination von Angaben aus Tab. 5 mit den Befunden von Barthelmes (2000), da für diese Standorte noch keine direkt gemessenen Werte vorliegen sche Relevanz des naturnahen Bruchwaldes lässt sich nicht übersehen. Hierzu trägt vor allem die auf den Standorten mit hohen Grundwasserstand (wahrscheinlich) viel deutlicher ausgeprägte Netto-CO 2 - Akkumulation bei (siehe oben). Von ähnlicher Bedeutung ist die Netto-CO 2 -Emission auch auf den entwässerten Standorten, nur dass sie hier eher negative Klimaeffekte hervorruft. Der große Rest der Klimawirkung geht unter diesen Bedingungen auf die Lachgasemission zurück, bei hohem Grundwasserstand ist ihr Anteil daran allerdings zu vernachlässigen. Eine generell sehr untergeordnete Rolle spielt die Methanfreisetzung (Tab. 6). Zusammengefasst ergibt sich aus diesen Ausführungen, dass die Schwarzerlenbruchwälder auf Niedermooren wie eingangs vermutet wohl tatsächlich wichtige Quellen und Senken für klimarelevante Spurengase darstellen. Aufgrund der immer noch sehr großen Wissensdefizite und der extremen Variabilität der Spurengasemissionen ist es aber nach wie vor sehr schwierig, z. B. ihre regionale bzw. globale Klimarelevanz zu bewerten oder die Erfolgsaussichten von zielgerichteten Maßnahmen zur deren Minderung (u. a. durch Rücküberstauung oder Neuetablierung von Erlenbeständen) korrekt einzuschätzen. Als größte Schwachstelle muss hierbei der Mangel an Informationen zu der im Kontext besonders wichtigen Netto-CO 2 -Emission angesehen werden. Speziell zur Behebung dieses Defizits sind deshalb dringend weitere Untersuchungen erforderlich. Um die Unsicherheiten bei Abschätzung der klimatischen Wirksamkeit, die von deren extremer Variationsbreite ausgehen, einschränken zu können, dürfte es darüber hinaus sinnvoll sein, die Erlenbruchwälder sorgfältig hinsichtlich ihres „Emissionsverhalten“ zu differenzieren und zu klassifizieren. Dies sollte sowohl auf Grundlage des Grundwasserstandes (bzw. Wasserstufe) als auch der Vegetationsform bzw. der pflanzensoziologischen Assoziation (CLAUS- NITZER und SUCCOW 2001) erfolgen. Abgesehen von ihrem starken Einfluss auf die Gasemissionen bieten die genannten Merkmale günstige Voraussetzungen zur Ermittlung von Flächenangaben für die einzelnen „Emissionstypen“. Damit wären dann sämtliche Vorbedindungen zur Durchführung präziser Hochrechnungen auf der regionalen Dimension gegeben.
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