Ökosystemfunktionen von naturnahen Mooren – eine Übersicht
Ökosystemfunktionen von naturnahen Mooren – eine Übersicht
Ökosystemfunktionen von naturnahen Mooren – eine Übersicht
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Vera Luthardt & Claudia Schröder<br />
<strong>Ökosystemfunktionen</strong> <strong>von</strong> <strong>naturnahen</strong><br />
<strong>Mooren</strong> <strong>–</strong> <strong>eine</strong> <strong>Übersicht</strong><br />
bedeutende Wasserspeicher<br />
Kleinklima-<br />
Regulatoren<br />
Kohlenstoffsenken<br />
Torfbildung<br />
Spezifische<br />
Lebensräume<br />
stabilisierende Elemente im<br />
Landschaftswasserhaushalt<br />
Stoffsenken („Entsorgungsräume“)<br />
für Nähr- und Schadstoffe<br />
spezifische<br />
Landschaftsbilder<br />
Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (FH) · Friedrich-Ebert-Straße 28 · D-16225 Eberswalde<br />
Identität und<br />
Heimatverbundenheit<br />
Plön, 17. März 2011<br />
DGMT- Tagung<br />
Moore und Wasser<br />
Touristische<br />
Destinationen<br />
Prof. Dr. Max Mustermann · HNE Eberswalde (FH) · Modul Wirtschaftskreisläufe · Seite 1
Gliederung<br />
� Einführung<br />
� <strong>Ökosystemfunktionen</strong> <strong>von</strong> <strong>Mooren</strong> mit Bezug<br />
auf ihre Einbettung in die Landschaft<br />
(Aktueller Forschungsbedarf)<br />
� Von der Ökosystemfunktion zur<br />
Ökosystemdienstleistung<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 2
Definition: Ökosystem<br />
Ein ökologisches System bestehend aus lebenden Organismen<br />
→ Pflanzen, Tieren, [Pilzen] und Mikroorganismen<br />
und deren unbelebter Umwelt<br />
→ Klima und Boden im Fall <strong>von</strong> terrestrischen Ökosystemen;<br />
→ aquatische Umwelt und Substrate in aquatischen Ökosystemen.<br />
Ökosysteme sind durch fünf wesentliche Eigenschaften charakterisiert:<br />
+Struktur,<br />
+ Funktionen,<br />
+ Komplexität,<br />
+ Interaktion <strong>von</strong> Komponenten und<br />
+ Wandel im Laufe der Zeit.<br />
(nach Hamish Kimmins, 1997)<br />
Ecological functions or processes:<br />
“Characteristic physical, chemical, and biological activities that influence the flows, storage, and<br />
transformations of materials and energy within and through ecosystems, such as the uptake of nitrogen<br />
from soil by vegetation.” US Environmental Protection Agency (2006)<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 3
<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
LUA 2005<br />
FO-Bedarf:<br />
• Zusammenhang zwischen Grundwasser und Moorwasserernährung<br />
• Wasserspeicher als Quellen in Dürreperioden (?)<br />
• Klimawandelsensitivitäten und <strong>–</strong> vulnerabilitäten und deren Abmilderung<br />
• Quantifizierung <strong>von</strong> Schwellenwerten<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
� pflanzenphysiologisch wirksamer Speicher:<br />
veränderliche Wassermengen in den Moorpflanzen selbst, bei<br />
Torfmoosen bes. ausgeprägt, mehr als 80% des Pflanzenvolumens<br />
(Elina, 1987)<br />
Fotos: C. Schröder<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher (Ausgleich <strong>von</strong> Hochwassern)<br />
� pflanzenphysiologisch wirksamer Speicher:<br />
veränderliche Wassermengen in den Moorpflanzen selbst, bei<br />
Torfmoosen bes. ausgeprägt, mehr als 80% des Pflanzenvolumens<br />
(Elina, 1987)<br />
� hydrodynamisch wirksamer Speicher:<br />
zusammengesetzt aus: Porenwasser, Wasserkissenspeicher,<br />
Muldenspeicher, Überflutungsspeicher<br />
d.h. verschiedene Moortypen haben sehr unterschiedliches<br />
Speichervermögen<br />
� hydrodynamische Speicheränderung zeigt sich im Gang<br />
des Moorwasserspiegels, Mooroszillation ist <strong>eine</strong><br />
<strong>von</strong> Folgeerscheinung Dürreperioden dieser Wasserspiegelschwankungen<br />
FO-Bedarf: zur Abschätzung der Klimawandelbetroffenheit:<br />
- Verhältnis der Mächtigkeit der oszillierenden Torfe zu deren Pufferungsvermögen<br />
- Ausgleich <strong>von</strong> Hochwassern ?<br />
(SUCCOW & JOOSTEN 2001 S. 216)<br />
Foto: R. Meier-Uhlherr<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
FO-Bedarf: Mikroklimatischen Wirkungen und deren zunehmende Funktion in den Klimazukünften?<br />
Foto: R. Meier-Uhlherr<br />
Schutz dieser Funktion als neuer Schwerpunkt naturschutzfachlichen Agierens ?<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
Durchschnittliche Torfakkumulation <strong>von</strong> 0,5 <strong>–</strong> 1 mm/a<br />
Jedoch weite Streuung der Daten und Beeinflussung durch: (S & J 2001)<br />
• hydrologischen Moortyp • fortlaufender anaerober Abbau • Lokalklima<br />
• Komprimierung durch zunehmende Auflast • Wasserspeisung • Vegetationsbedeckung<br />
jüngere Torfakkumulationsraten weitaus höher:<br />
z.B. Lange et al (1986): in Kesselmooren 16 mm/Jahr,<br />
Heim & Frielinghaus (1998): in „Echtem Soll“ 7 mm/Jahr<br />
Dreger (2002): in „Echtem Soll“ ab 1550 4-5 mm/Jahr, d.h. 2 m Torfzuwachs in 400 J.<br />
Luthardt & Meier (2009): Verlandungsmoore BR SC Torfalter 400 J.: 4 - 5 mm<br />
2000 J.: 1,5 mm<br />
3200 J.: 1,0 mm<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher (Ausgleich <strong>von</strong> Hochwassern)<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
(LUA 2007)<br />
Zeitz et al. 2010: ca. 188 Mio. t<br />
org. C in Brandenburger <strong>Mooren</strong><br />
gespeichert!<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher (Ausgleich <strong>von</strong> Hochwassern)<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
Abschätzung der C-Speicherung in den Brandenburger <strong>Mooren</strong> (Zeitz et al. 2010)<br />
Versumpfungsmoor 548 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 84,94 Mt<br />
Überflutungsmoor 548 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 2,19 Mt<br />
Abbildungen nach Huttler et al. 1997, Design W. Lang<br />
Kesselmoor 1346 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 4,04 Mt<br />
Quellmoor 1346 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 6,73 Mt<br />
Verlandungsmoor 2068 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 41,36 Mt<br />
Durchströmungsmoor 2024 t/ ha<br />
Gesamtspeicherung: 48,58 Mt<br />
FO-Bedarf: neu einsetzende Torfakkumulationsraten nach Wiedervernässung<br />
unter differenzierter Vegetationsausbildung<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
• Stoffsenken für Nähr- und Spurenelemente<br />
� in Niedermooren werden unter natürlichen Bedingungen durch<br />
Torfakkumulation jährlich 4,4-11,9 kg/ha Stickstoff und 0,068-0,408<br />
kg/ha Phosphor festgelegt<br />
(S & J 2001, S. 41)<br />
� Sphagnum magellanicum reichert bes. Blei an, bis 78 ppm (vgl.<br />
Grenzwert TVO: 0,025 ppm)<br />
Polytrichum strictum: Kupfer bis 26 ppm (vgl. TVO: 2 ppm),<br />
Vaccinium oxycoccus: Mangan in Blättern bis 2360 ppm, im<br />
Spross bis zu 920 ppm (vgl. Grenzwert TVO: 0,05 ppm)<br />
(Göttlich 1990, S. 246)<br />
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<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
• Stoffsenken für Nähr- und Spurenelementen<br />
• Lebensraum für hochspezialisierte Tier- und Pflanzenarten<br />
Wer im Moor überleben will, muss „fit“ dafür sein <strong>–</strong> um den Preis <strong>eine</strong>r hohen<br />
Standortbindung !<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 12
<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher Moore<br />
• stabilisierende Elemente im Landschaftswasserhaushalt<br />
• bedeutende Wasserspeicher<br />
• Kleinklimaregulatoren<br />
• Torfbildung & Akkumulation <strong>von</strong> Kohlenstoff<br />
• Stoffsenken für Nähr- und Spurenelementen<br />
• Lebensraum für hochspezialisierte Tier- und Pflanzenarten<br />
• Spezifische Glieder der Biodiversität <strong>von</strong> Landschaften<br />
Vielfalt der Ökosystemtypen<br />
Vielfalt <strong>von</strong> Lebensgemeinschaften<br />
Artenvielfalt<br />
genetische Vielfalt<br />
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Biodiversität: Genetische Vielfalt<br />
Uni Potsdam (FG Biodiversitätsforschung & Spez. Botanik):<br />
Christian Schwarzer (J. Joshi, Th. Heinken) 2009 - 2011<br />
“Anpassung <strong>von</strong> pfanzlicher Glazialreliktarten an den Klimawandel”<br />
- Experimental - Studie<br />
5 Moorarten: Torfmoos Sphagnum magellanicum; Scheidiges Wollgras (Eriophorum vaginatum)<br />
Rundblättriger Sonnentau (Drosera rotundifolia), Schlammsegge (Carex limosa),<br />
Moosbeere (Vaccinium ocxcoccus)<br />
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Laufkäfer:*<br />
Biodiversität: Artenvielfalt<br />
insgesamt 339 Laufkäferarten in Brandenburg<br />
da<strong>von</strong> 90 Arten = 27% u.a. an den Lebensraum<br />
Moor gebunden<br />
z.B. Hochmoor- Grubenhalsläufer (Patrobus assimilis)<br />
Lebensraum: nährstoffarme Niedermoore und Kleinseggensümpfe<br />
Mindestlebensraumgröße: 10 ha<br />
Flugunfähig, d.h. einmal zerstörte Lebensräume können <strong>von</strong><br />
der Art nicht wieder besiedelt werden.<br />
Foto <strong>von</strong>: Roy Anderson auf: www.coleopterist.org.<br />
* K<strong>eine</strong> Bindung an eng definierte Lebensräume mit Ausnahme der sehr<br />
nährstoffarmen, sauren Moore (5 Arten); i.d.R. Feuchtlebensraumbesiedler<br />
Quelle: Scheffler, et al. 1999: Rote Liste Laufkäfer des Landes Brandenburg- Naturschutz u. Landschaftspfl.<br />
Bbg. 8 (4): Beilage<br />
Fachl. Beratung: Dipl.Ing. O. Brauner<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 17
Heuschrecken:<br />
in Brandenburg 55 Arten.<br />
Biodiversität: Artenvielfalt<br />
11 Arten (20%) enger an Moore gebunden<br />
Z.B.Männchen <strong>von</strong> Metrioptera brachyptera<br />
(Kurzflügelige Beißschrecke)- siehe Foto<br />
Foto auf: www.tagschmetterlinge.de (2007)<br />
Quellen: MUNR (Hrsg.)1992: Rote Liste Tierarten in Brandenburg. Potsdam<br />
Klatt, R.; Braasch, D.;Höhnen, R.; Landeck, I. Machatzki, B. u. Vossen, B. 1999: Rote Liste und<br />
Artenliste der Heuschrecken des Landes Brandenburg. Naturschutz u. Landschaftspfl.Brand. 8 (1): Beilage<br />
Fachl. Beratung: Dipl.Ing. O. Brauner<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 19
Libellen:<br />
Biodiversität: Artenvielfalt<br />
in Brandenburg 68 Libellenarten<br />
12 Arten an Moore gebunden (= 34 %).<br />
Foto: Torf-Mosaikjungfer - Aeshna juncea<br />
Foto <strong>von</strong> J.M. Müller auf:www.biologie.uni-ulm.de<br />
Quellen: Mauersberger, R. 2000: Artenliste und Rote Liste der Libellen (Odonata) des Landes Brandenburg.<br />
Naturschutz und Landschaftspflege in Brandenburg 9 (4) Beilage<br />
MUNR (Hrsg.)1992: Rote Liste Tierarten in Brandenburg. Potsdam<br />
Fachl. Beratung: Dipl.Ing. O. Brauner<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 20
Spinnen:<br />
Biodiversität: Artenvielfalt<br />
insgesamt in Brandenburg 641 Spinnenarten<br />
an Moore gebunden: sind 100 Arten (15,60%).<br />
Foto: Springspinne Marpissa radiata.<br />
Foto auf: www.flickr.com (2009)<br />
Quelle: Platen, R.; Broen, v. B.; Herrmann, A.; Ratschker,U.M. u Sacher, P.; 1999: Gesamtartenliste und Rote<br />
Liste der Wegspinnen, Weberknechte und Pseudoskorpione des Landes Brandenburg; Natursch. u. Landschaftspfl<br />
i. Bbg. 8(2): Beilage<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 21
Biodiversität: Vielfalt Lebensgemeinschaften<br />
Indikator: Vegetationsformen<br />
Vegetationsformen der <strong>naturnahen</strong> Gebüsche und Wälder auf Moorstandorten:<br />
43<br />
Vegetationsformen der <strong>naturnahen</strong>, offenen Moore:<br />
56<br />
∑ 99<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 22
Biodiversität: Vielfalt der Ökosystemtypen<br />
Untergliederung der Moore anhand:<br />
1) unterschiedlicher Wasserernährung:<br />
Hydrologische Moortypen<br />
Flächenverteilung der hydrologischen Moortypen in Brandenburg:<br />
VA<br />
K<br />
D<br />
Ü<br />
VS<br />
Q<br />
(VS) Versumpfungsmoore (74%)<br />
(D) Durchströmungsmoore (11%)<br />
(VA) Verlandungsmoore (10%)<br />
(Q) Quellmoore (2%)<br />
(Ü) Überflutungsmoore (2%)<br />
(K) Kesselmoore (1%)<br />
%-Zahlen beziehen sich auf die Fläche der Moorböden,<br />
nicht die Anzahl noch naturnaher Moore<br />
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Ökosystemdienstleistungen naturnaher Moore<br />
• Archive der Landschafts- und Vegetationsgeschichte<br />
Laacher See-Tuffband<br />
Foto: R. Meier-Uhlherr<br />
Horn <strong>eine</strong>s Auerochsens aus<br />
dem Finowtal 1997<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 29
Ökosystemdienstleistungen naturnaher Moore<br />
• Archive der Landschafts- und Vegetationsgeschichte<br />
• Prägende Elemente regionaler Landschaftsbilder Foto Erlenbruch Grumsin<br />
• Räume für Natur- und Landschaftserlebnis insbes. Ruhe<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 31
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 33
Aktueller Forschungsbedarf<br />
• Methodenentwicklung<br />
• Quantifizierung <strong>von</strong> Ökosystemdienstleistungen<br />
• Quantifizierung des Beitrages <strong>von</strong> <strong>Ökosystemfunktionen</strong> zur Bildung <strong>von</strong><br />
Ökosystemdienstleistungen<br />
• Differenzierung <strong>von</strong> Qualität und Quantität <strong>von</strong> <strong>Ökosystemfunktionen</strong> in<br />
Abhängigkeit vom Moortyp<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 34
MOORE … sind Lebensinseln!<br />
Tagung „Moore und Wasser“ März 2011 Vera Luthardt, Claudia Schröder: „<strong>Ökosystemfunktionen</strong> naturnaher <strong>Mooren</strong>“ Seite 35