Treibhausgasemissionen der kohlenstoffreichen Böden in Niedersachsen (BHK50THG)
Die Kultivierung von Mooren und kohlenstoffreichen Böden wie die Entwässerung, Düngung und Bodenbearbeitung fördern die mikrobielle Zersetzung. Die über Jahrtausende konservierte organischen Substanz zersetzt sich unter Kontakt mit Luft. In diesem Zuge setzen entwässerte und belüftete Moore die Treibhausgase Kohlenstoffdioxid und Lachgas frei. Zudem setzen auch nasse bzw. wiedervernässte Moore das Treibhausgas Methan frei [1, 3].
Messungen der Freisetzung von Treibhausgasen auf Mooren gestalten sich im Feld als sehr aufwändig. Zur Einordnung der Emissionen verwendet man daher Schätzgrößen, die Emissionsfaktoren. Für kartographische Darstellungen müssen diese anhand flächenhaft vorliegender Eingangsgrößen abgeleitet werden. Die Emissionsfaktoren, die nur für die kohlenstoffreichen Böden gelten, berücksichtigen den Bodentyp (BHK50) und die Biotoptypen aus vorliegenden naturschutzfachlichen Kartierungen (Karte Moorbiotope). Die Biotoptypen lassen näherungsweise Schlüsse auf die Feuchtebedingungen und auf die Nutzung (v.a. bei Grünland und Wald) zu. Dort wo keine Biotoptypen vorliegen, wird ergänzend die Landnutzung nach ATKIS® (BHK50 ATKIS) herangezogen. Diese ermöglicht jedoch keine Differenzierung hinsichtlich der Wasserstände und der Nutzungsintensität, die insbesondere bei Grünland sinnvoll wäre. Vereinfachend wird daher auf Flächen in Naturschutzgebieten, für die keine Biotopkartierung vorliegt, von einer geringeren Nutzungsintensität des Grünlandes ausgegangen und der Emissionsfaktor entsprechend angepasst.
Die Treibhausgasemissionen der kohlenstoffreichen Böden in Niedersachsen werden für unversiegelte Flächen (Versieglungsgrad <30 %) dargestellt. Die Berechnungen werden für folgende Bodenkategorien durchgeführt: Hochmoor, Niedermoor, Moorgley, Organomarsch mit Niedermoorauflage, flach mineralisch überdecktes Moor, Sanddeckkultur und Moor-Treposole.
Die Karte zeigt die Treibhausgasemissionen in Tonnen CO2-Äquivalente pro Hektar im Jahr. In den Geofakten 38[2] wird die Methodik der Emissionsberechnung weiter ausgeführt.
Bitte zitieren Sie die Karte wie folgt: NIBIS® Kartenserver (2022): Treibhausgasemissionen der kohlenstoffreichen Böden in Niedersachsen (BHK50THG). - Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), Hannover.
Auf dieser Seite steht der Download zu dieser Karte bereit.
Legende
Der Faktor beschreibt die Treibhausgasemissionen in Tonnen CO2-Äquivalenten, die ausgehend von der Vegetation und dem Bodentyp einer Fläche durchschnittlich in einem Jahr pro Hektar freigesetzt werden. Durch Multiplikation der Flächengröße mit dem Emissionsfaktor wird die absolute Treibhausgasemission einer Fläche in Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr berechnet.
Hintergrund & Kartenerstellung
Treibhausgasemissionen werden in erster Linie durch die Moorwasserstände und darüber hinaus durch die Nutzung, hier vor allem durch die Intensität der Bodenbearbeitung und die Düngung, bestimmt. Die Moorwasserstände wirken allerdings erst oberhalb eines Jahresmittelwertes von 0,5 m unter Flur auf die Emissionen ein.
Die Kohlenstoffdioxidemissionen gehen zwischen 0,5 m unter Flur und ca. 0,05 m unter Flur linear zurück. Bei oberflächennahen Wasserständen erreichen sie einen Minimalwert. Mit weiterem Anstieg des Wasserspiegels, v.a. bei zunehmendem Überstau, nehmen die Methanemissionen zu.
Die Lachgasemissionen sind unter wechselfeuchten Bedingungen hoch, wenn gleichzeitig Nitrat vorhanden ist. Das Nitrat kann dabei aus der Düngung oder aus der Torfmineralisation stammen. Die Emission von Lachgasen werden auch durch saure Bodenverhältnisse gefördert. Außerdem werden sie durch Frost-Auftauzyklen hervorgerufen.
Die Höhe der Emissionen von Kohlenstoffdioxid, Methan und Lachgasen kann nicht flächenhaft gemessen werden, weshalb nach einer einheitlichen Herangehensweise Schätzwerte abgeleitet werden. Die Ermittlung der Emissionen anhand von einheitlichen Emissionsfaktoren orientiert sich an der Methodik, die für die Berichterstattung des nationalen Treibhausgasinventars für die Ermittlung der Treibhausgasfreisetzung aus kohlenstoffreichen bzw. organischen Böden in Deutschland genutzt wurde[4]. Diese wurde in den Geofakten 38 weiter ausdifferenziert und für Niedersachsen angepasst.
Die absolute Emission einer Fläche berechnet sich aus der Flächengröße sowie dem Treibhausgasemissionsfaktor in Tonnen CO2-Äquivalente pro Hektar im Jahr [t CO2-Äq./ha/a], der abhängig von Bodenkategorie und Biotoptypen bzw. Nutzung zugeordnet wird[2].
Die Treibhausgasemissionen betrachtet Standorte mit folgenden kohlenstoffreichen Böden:
- Hochmoor
- Niedermoor
- Moorgley
- Organomarsch mit Niedermoorauflage
- flach überlagerter Torf
- Sanddeckkultur
- Moor-Treposole
Die Ermittlung der Treibhausgasemissionen wurde für Flächen mit einer Versieglung unter 30 % laut ATKIS® vorgenommen.
Die Biotopdaten für die Flächen, an denen die Bodentypen Hochmoor, Niedermoor, Moorgley und Organomarsch mit Niedermoorauflage vorliegen, liegen in der Karte „Moorbiotope/ Biotope organischer Standorte mit Klimaschutzpotenzial“ vor. Eine Zuordnung des Emissionsfaktors für jeden Biotoptyp ist den Geofakten zu entnehmen. In der Karte „Moorbiotope“ werden Flächen durch Komplexe aus mehreren Biotopen charakterisiert. Um die Komplexe zu berücksichtigen, gehen die unterschiedlichen Emissionen der Biotope gewichtet nach ihrem prozentualen Flächenanteil in die Berechnung des Emissionsfaktors ein. Die Biotopkomplexe umfassen auch Flächenanteile mit Biotoptypen, die nicht zu den Moorbiotopen zählen, bei denen aber ein Moorbiotop anteilhaft dominiert oder die an Standorten mit kohlenstoffreichen Böden kartiert wurden.
Da nicht für alle Flächen der kohlenstoffreichen Böden Informationen zu den Biotoptypen vorliegen, ergänzen die flächenhaft für ganz Niedersachsen vorliegenden Landnutzungsdaten aus dem Amtlichen Topographischen-Kartographischen Informationssystem (ATKIS®) die Informationslage. Die Informationen zur Landnutzung auf kohlenstoffreichen Böden befinden sich in der Karte „Kohlenstoffreiche Böden in Niedersachsen - Landnutzung nach ATKIS“. Für Standorte auf flach überlagerten Torfen, Sanddeckkulturen und Moor-Treposole wird nur die Landnutzungsdaten aus dem ATKIS® für die Berechnung der Emissionen herangezogen.
Es wird angenommen, dass die Emissionen bei Flächen, die in Naturschutzgebieten liegen, aufgrund einer geringeren Nutzungsintensität tendenziell geringer sind. Die Übersicht der Emissionsfaktoren für die verschiedenen Nutzungsformen in und außerhalb von Naturschutzgebieten findet sich in den Geofakten 38.
[1] Höper, H. (2015): Treibhausgasemissionen aus Mooren und Möglichkeiten der Verringerung. TELMA - Berichte der Deutschen Gesellschaft für Moor- und Torfkunde, Beiheft 5, 133-158. doi: 10.23689/fidgeo-2929
[2] Höper, H. (2022): Treibhausgasemissionen der Moore und weiterer kohlenstoffreicher Böden in Niedersachsen. GeoFakten 38 (Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie).
[3] Tiemeyer, B., Freibauer, A., Borraz, E. A., Augustin, J., Bechtold, M., Beetz, S., Beyer, C., Ebli, M., Eickenscheidt, T., Fiedler, S., Förster, C., Gensior, A., Giebels, M., Glatzel, S., Heinichen, J., Hoffmann, M., Höper, H., Jurasinski, G., Laggner, A., Leiber-Sauheitl, K., Peichl-Brak, M., & Drösler, M. (2020): A new methodology for organic soils in national greenhouse gas inventories: Data synthesis, derivation and application. Ecological Indicators, 109.
[4] Umweltbundesamt (2021): Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll 2021.
Nationaler Inventarbericht Zum Deutschen Treibhausgasinventar 1990 – 2019 Climate Change (Vol. 43, pp. 995).