Was haben Moore nun mit dem Klimawandel zu tun? Moore sind „Hotspots“ für den Klimaschutz. Global betrachtet, bevorraten Moore und Feuchtgebiete etwa ein Drittel des weltweit in terrestrischen Landflächen gespeicherten Kohlenstoffs in Form von Torf und zu einem geringeren Teil Biomasse [1]. Moore und Feuchtgebiete speichern damit doppelt so viel Kohlenstoff wie alle Wälder der Erde zusammen. Gleichzeitig nehmen Moore nur etwa 4 % der Landfläche ein, fast fünfmal weniger als Wälder [1]. Intakte Moore sind somit riesige Kohlenstoffspeicher, die durch das Moorwachstum immer mehr Kohlenstoff aufnehmen! Bezogen auf den Klimaeffekt sind sie allerdings weitgehend neutral, da der Aufnahme von Kohlenstoffdioxid in Form von Torfwachstum die Freisetzung von Methan gegenübergestellt werden muss. Viele Moore werden für die Nutzung entwässert. Die Moorflächen werden als Acker, Grünland oder Siedlungsfläche genutzt. Die akkumulierte Biomasse, der Torf, stellt zudem einen wertvollen Rohstoff als Kultursubstrat dar. Wird ein Moor nun entwässert, wird aus der Kohlenstoffsenke eine Quelle von Treibhausgasemissionen.
Die jährlichen THG-Emissionen aus den niedersächsischen Mooren entsprechen rund 20 % der Emissionen des gesamten Bundeslandes im Jahr 2019[2]!
Intakte, naturnahe Moore - Natürliche Kohlenstoffsenken
Naturnahe Moore binden Kohlenstoff und wirken so als natürliche Kohlenstoffsenke. Denn der Kohlenstoff aus der Atmosphäre wird durch die Photosynthese in die pflanzliche Biomasse, z.B. von Torfmoose, Seggen oder Heidepflanzen; eingebaut. Dieser natürliche Prozess findet auch in anderen Ökosystemen wie den Wäldern statt.
Die hohe Wasserstände in natürlichen, intakten Mooren stellen einen Sauerstoffabschluss her, bei bei dem die abgestorbenen Pflanzen nur sehr eingeschränkt von Mikroorganismen abgebaut und so dauerhaft konserviert werden. Die abgestorbene, konservierte und kohlenstoffreiche Biomasse wächst mit der Zeit weiter an und bleibt im Moor als Torf langfristig festgelegt [3, 7]. Naturnahe Moore setzen aber auch Methan frei, wodurch eher sie meist eher als klimaneutral eingeschätzt werden.
Seit dem Ende der letzten Eiszeit vor etwa 12 000 Jahren[17] haben sich in niedersächsische Moore mächtige Torflagerstätten von bis zu 12 m (272 B Westermoor der Esterweger Dose)[18] Mächtigkeit gebildet. Die Torfschichten in Hochmooren wachsen dabei in einem Jahr nur um maximal einen Millimeter in die Höhe. Diese Bildung langfristiger Kohlenstoffvorräte findet nur in naturnahen, intakten Moore, wie z.B. in kleinen Teilbereichen des Ahlenmoors südlich von Cuxhaven, statt.
So wurde auf Untersuchungsflächen im Ahlenmoor die Freisetzung von Treibhausgasen gegen die Festlegung von Kohlenstoff im Torfwachstum abgewogen. Die Studie ergab, dass die Klimawirkung der Torfakkumulation und Kohlenstoffbindung höher war als die gemessenen Methan-Emissionen und die Treibhausgas-Bilanz bei durchschnittlich 1,4 t CO2-Äquivalent pro Hektar und Jahr liegt[8].
Abhängig von den äußeren Bedingungen finden im Moor unterschiedliche Prozesse des Stoffabbaus statt und es werden die drei Treibhausgase Kohlenstoffdioxids (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) freigesetzt. Nicht die gesamte produzierte Biomasse eines Moores wird als Torf fixiert. So wird 84 bis 98 % der Biomasse sofort abgebaut und nur 2 bis 16 % der jährlichen Nettoprimärproduktion wird im Torf konserviert[12]. Vor allem leicht-abbaubare Kohlenstoffverbindungen werden noch bei Kontakt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid veratmet. Torfmoose weichen allerdings von diesen Werten ab und es bleiben mehr als 89 % der abgestorbenen Torfmoosbiomasse als Torf erhalten[6]. Unter anaeroben Bedingungen setzen bestimmte Mikroorganismen die Biomasse auch zu Methan oder, bei vorhandenem Nitrat, auch Lachgas um[12]. Vor allem natürliche und wiedervernässte Moore setzen bei hohen Wasserständen, dem Überstau, Methan frei. Die Methanfreisetzung hängt dann von den Nährstoffgehalten des Torfes und von der Höhe des Überstaus ab und können durch angepasstes Management deutlich reduziert werden. Düngung mit Stickstoffen erhöht dessen Verfügbarkeit, sodass die Lachgasfreisetzung gegenüber dem natürlichen Zustand erhöht wird[3]. Die Entwässerung für den Torfabbau und die Kultivierung zerstört einerseits die Bedingungen, unter denen neuer Kohlenstoff dauerhaft im Moor fixiert werden könnte, andererseits werden die Torfe bis in tiefere Bereiche belüftet und so wird der Abbau der einst konservierten Biomasse möglich. Die Entwässerung fördert somit die Veratmung der Torfe.
Düngung (hier durch Großvieh) führt zur Verfügbarkeit von Stickstoff und damit kann Lachgas gebildet werden.
In offene Wasserflächen in Mooren kann der Kohlenstoff als Methan freigesetzt werden.
Exkurs zu den Treibhausgasen
Die drei Treibhausgase Kohlenstoffdioxid, Methan und Lachgas besitzen eine unterschiedliche Verweildauer in der Atmosphäre und weisen unterschiedliche Strahlungsabsorptionen auf. Während Methan ca. 10 Jahre und Lachgas ungefähr 100 Jahre in der Atmosphäre verbleibt, bevor es durch chemische Reaktionen abgebaut wird, kann emittierter Kohlenstoffdioxid bis zu 1000 Jahre in der Atmosphäre verweilen und den Treibhauseffekt weiter beeinflussen[11]. Gleichzeitig reflektieren Methan und Lachgas Strahlung stärker als Kohlenstoffdioxid. Die Gase wirken also unterschiedlich lang und unterschiedlich intensiv im Treibhauseffekt. Die Klimawirkung der Treibhausgase wird über ihr relatives Treibhauspotenzial bezogen auf 100 Jahre, in dem die Verweilzeit und Strahlungsabsorption verrechnet werden, miteinander verglichen. Das Treibhauspotenzial des Kohlenstoffdioxids wird dabei als Standard mit 1 kg CO2 pro kg Molekül genommen. Die Klimawirksamkeit von Methan ist 25-mal höher als die des Kohlenstoffdioxids und die des Lachgases 298-mal höher, jeweils bezogen auf ein Molekül. Dementsprechend hat Methan ein Treibhauspotenzial von 25 kg CO2 Äquivalent pro kg Methan und Lachgas ein Treibhauspotenzial von 298 kg CO2 Äquivalent pro kg Lachgas[21]
Kultivierte und entwässerte Moore - Emissionsquellen
Ab dem Mittelalter wurden Moore in Folge von steigenden Bevölkerungszahlen erschlossen, kultiviert und nutzbar gemacht, um den aufkommenden „Landhunger zu stillen“[5]. Heutzutage sind die Moore größtenteils für die Nutzung entwässert, deutschlandweit betrifft das 92 % der Moorflächen[19]. Aktuell werden in Niedersachsen 73 % der Moorflächen durch die Landwirtschaft überwiegend als Grünland beansprucht [14]. Durch Gräben und Dränsysteme werden die Böden entwässert und somit belüftet. Die Mineralisierung und „Torfatmung“ setzt ein und der festgelegte Kohlenstoff wird zu Kohlenstoffdioxid abgebaut. Im Boden von mit Stickstoff gedüngten Mooren bildet sich unter wechselfeuchten Bedingungen Lachgas. Durch diese entwässerungs- und nutzungsbedingten Prozesse verliert das Moor nicht nur seine besondere Fähigkeit als Kohlenstoffspeicher, sondern wird zur Quelle von Treibhausgasemissionen[13]. Kohlenstoffdioxid leistet hierbei neben Methan und Lachgas mit 91 %[19] den größten Anteil an Treibhausgasemissionen aus Mooren und ist daher das größere Problem trotz der höheren Klimawirksamkeit des Lachgases und des Methans[19].
Die Art der Nutzung spielt eine entscheidende Rolle für die Treibhausgasemissionen aus den Mooren, wobei vor allem die nutzungsbedingte Entwässerungstiefe und der Nährstoffeintrag entscheidend sind. Die Ackernutzung sowie eine intensive bis mittel-intensive Grünlandnutzung verursachen die höchsten Treibhausgasemissionen von etwa 40 t CO2-Äquivalent. je Hektar und Jahr [10].
Zudem ist der industrielle Torfabbauin Niedersachsen ab Mitte des 19. Jahrhundert eine wichtige Nutzungsform aber auch Quelle von Treibhausgasen. Der Torf diente dabei früher als Brennmaterial, wird aber in Deutschland seit den 1960 er Jahren nur noch für gärtnerische Zwecke eingesetzt. Derzeit werden aufgrund bestehender Abbaurechte in Niedersachsen zwischen 4 und 7 Mio. m³ Torf jährlich abgebaut. Weitere Torfmengen werden aus dem Baltikum importiert, um den Bedarf an diesem Rohstoff im Profi- und Hobbygartenbau zu decken[9] . Die Nutzung der Flächen für den Torfabbau emittieren in Niedersachsen weniger als 1% der gesamten Emissionen aus den kohlenstoffreichen Böden. Allerdings wird hier Freisetzung von Treibhausgasen durch die Zersetzung der abgebauten Torfe nicht mitberechnet, der ein erheblicher Teil der Emissionen dieser Nutzung verursacht [20].
Die Kultivierung der Moore und den Abbau von Torf durch den Menschen setzt in Jahrzehnten bis wenigen Jahrhunderten den Kohlenstoff frei, der über Jahrtausenden durch das Ökosystem im Torf akkumuliert wurde. Insgesamt ist der industrielle Torfabbau in Niedersachsen rückläufig, da nur noch begrenzt Flächen für den Abbau zur Verfügung stehen und zum anderen auch der Einsatz von Torfersatzstoffen im Rahmen einer Torfminderungsstrategie der Bundesregierung forciert werden soll.
Alleine in Niedersachsen werden 15,8 Mio. t CO2-Äquivalent im Jahr durch die Freisetzung von THG auf Flächen mit kohlenstoffreichen Böden emittiert, was 17,8% der gesamt THG-Emissionen in Niedersachsen ausmacht. Mit 82 % entsteht der Großteil der Emissionen auf Flächen, die sich in landwirtschaftlicher Nutzung befinden[15-16].
Wiedervernässung von Mooren – die Rettung?
Die Wiedervernässung von Mooren ist eine wichtige Komponente des Klimaschutzes. Wiedervernässung umfasst die Wiederherstellung eines moortypischen hydrologischen Systems, sodass der Torfkörper wieder vernässt wird. Das angepasste Wassermanagement soll dazu beitragen, den Torfkörper langfristig zu erhalten. Durch weitere Maßnahmen werden Renaturierungen angestrebt, um zukünftig einen naturnahen Zustand im Bezug auf die Hydrologie und damit Lebensräume sowie eine naturnahe, moortypische Artenzusammensetzung zu erhalten. Dies soll den Torfkörper erhalten, das Ökosystem wiederherstellen und so langfristig zu neuer Torfbildung führen. Damit könnte zukünftig Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre wieder langfristig gebunden werden. Eine klimakühlende Wirkung kann durch Wiedervernässung kaum oder nur in geringem Umfang erreicht werden, da der Festlegung von Kohlenstoffdioxid immer auch eine Freisetzung von Methan gegenüber gestellt werden muss.
Bis eine Wiedervernässung erfolgreich und torfbildend etabliert ist, werden allerdings Phasen durchlaufen, in denen bezogen auf den erwarteten Zielzustand mehr Treibhausgase freigesetzt werden. Klar ist jedoch, dass im Vergleich zu einer entwässerungsbasierten Nutzung der Torfkörper durch die Vernässung weitestgehend erhalten werden kann. Der starken Minderung der CO2-Emissionen steht eine Erhöhung der Methanfreisetzung gegenüber. Ob die Standorte tatsächlich klimaneutral oder gar eine Nettosenke für Treibhausgase werden können, hängt vom Moortyp, der Nährstoffbelastung des Bodens, der Vegetationsentwicklung, dem Wassermanagement und nicht zuletzt auch von möglichen klimatischen Veränderungen ab.
Die niedersächsischen Moorschutzprogramme der 1980 er Jahre haben erreicht, dass in Torfabbaugenehmigungen, die nach der Veröffentlichung erteilt wurden, eine Wiedervernässung auf den Torfabbau folgen muss. Außerdem werden zugunsten des Natur- und Klimaschutzes brachliegende Moorflächen in Projekten wiedervernässt.
Klimaschutz heißt Moorschutz - Ein Ausblick
Natürliche Moore haben also eine klimaneutrale bis schwach klimakühlende Wirkung und „könnten“ einen, wenn auch geringen Beitrag dazu leisten, dem Klimawandel etwas entgegenzusetzen. Entscheidend ist es aber vor allem, die Treibhausgasemissionen der entwässerten Moore zu reduzieren und die noch vorhandenen Torfe als Kohlenstoffspeicher zu erhalten. Tatsächlich werden aus den deutschen, überwiegend entwässerten Mooren aktuell mehr als 55 Mio. t CO2-Äquivalent jährlich freigesetzt[19], was etwa 7 % der bundesweiten Treibhausgasemissionen des Jahres 2014 entspricht[19]. Ziel der Bundesregierung ist es daher die Emissionen von Treibhausgasen aus Mooren bis 2030 um 5 Mio. t CO2-Äquivalent[4] im Jahr zu senken.
Klimaschutz in Mooren heißt, Kompromisse zu finden. Aufgrund der ausgedehnten landwirtschaftlichen Nutzung der entwässerten Flächen, besteht ein Interessenskonflikt zwischen Klimaschutz und Moornutzenden wie den Landwirt:innen. Die Sorgen und Existenzbefürchtungen, die durch Unsicherheit im Hinblick auf eine zukünftige Moornutzung und schleichenden Wertverlust des Bodens entstehen, gilt es in der Diskussion ernst zu nehmen. Die staatlich geförderte Urbarmachung der Moorflächen durch Dränagen und Entwässerungsgräben sowie die Kultivierung durch Landwirt:innen seit dem 12. Jahrhundert waren große zu der damaligen Zeit gewünschte Kulturleistungen. Inzwischen ist jedoch eine Transformation hin zu klimaschonenden, klimaneutralen Nutzung notwendig, um die Emissionen aus der Nutzung von Moorflächen zu reduzieren und so die Klimaschutzziele anzustreben. Diese neuen Nutzungen müssen jedoch erst noch entwickelt und optimiert werden und es müssen Märkte für neue Produkte aufgebaut werden.
Zum Beispiel untersuchen Projekte wie „Klimaschutzorientierte Landwirtschaft im Gnarrenburger Moor“ Maßnahmen im Wasserstandsmanagement auf landwirtschaftlich genutzten Flächen, um Formen einer wirtschaftlichen und moorschonenden Nutzung bei gleichzeitig verbessertem Klimaschutz zu finden.
Eine weitere moorschonenden Bewirtschaftungsform sind die Paludikulturen, die ebenfalls in Niedersachsen unter anderem durch die Projekte MOOSWEIT und OPTIMOOS in Hankhausen und das CANAPE Projekt in Barver erforscht werden. Das Ziel ist eine Bewirtschaftung von wiedervernässten Mooren durch Anbau von Torfmoosen, Schilf, Rohrkolben oder Erlen.
Wie tragen Moore noch zum Klimaschutz bei?
Moore speichern Kohlenstoff. Moore bieten allerdings noch weitere Ökosystemleistungen, die für die Anpassung an das sich ändernde Klima wertvoll sind. Neben der Fähigkeit Kohlenstoff zu speichern und damit global das Klima zu kühlen, beeinflussen Moore auch das lokale Klima.
[1] Amthor, J. S., Dale, V. H., Edwards, N. T., Garten, C. T., Gunderson, C. A., Hanson, P. J., Huston, M. A., King, A. W., Luxmoore, R. J., McLaughlin, S. B., Marland, G., Mulholland, P. J., Norby, R. J., O’Neill, E. G., O’Neill, R. V., Post, W. M., Shriner, D. S., Todd, D. E., Tschaplinski, T. J., Turner, R. S., Tuskan, G. A., & Wullschleger, S. D. (1998): Terrestrial Ecosystem Responses to Global Change: A Research Strategy Enviromental Sciences Division (Ecosystem Working Group). (Reprinted from.
[2] Arbeitskreis Umweltökonomische Gesamtrechnungen der Länder im Auftrag der Statistische Ämter der Länder. (2022): Umweltökonomische Gesamtrechnungen der Länder - indikatoren und Kennzahlen.
[3] Augustin, J. (2001): Emission, Aufnahme und Klimarelevanz von Spurengasen. In M. Succow & H. Joosten (Hrsg.), Landschaftsökologische Moorkunde (2 ed.). Stuttgart(Schweitzerbart.
[4] Bundesministerium für Umwelt Naturschutz nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. (2022): Nationale Moorschutzstrategie. Berlin.
[5] Göttlich, K., & Kuntze, H. (1990): Nutzung: Moorkultivierung für Land- und Forstwirtschaft. In K. Göttlich (Hrsg.), Moor- und Torfkunde (pp. 385-410). Stuttgart(E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung.
[6] Graf, M., & Rochefort, L. (2009): Examining the Peat-Accumulating Potential of Fen Vegetation in the Context of Fen Restoration of Harvested Peatlands. Ecoscience, 16, 158-166. doi: 10.2980/16-2-3128
[7] Höper, H. (2007): Freisetzung von Treibhausgasen aus deutschen Mooren. TELMA, 37, 85-116.
[8] Höper, H. (2015): Treibhausgasemissionen aus Mooren und Möglichkeiten der Verringerung. TELMA, Beiheft 5, 133-158. doi: 10.23689/fidgeo-2929
[9] Höper, H. (2022): Rohstoffe der Torf- und Humuswirtschaft. In E. u. G. Landesamt für Bergbau (Hrsg.), Rohstoffsicherungsbericht Niedersachsen 2022. Hannover(Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie). (Reprinted from.
[10] Höper, H. (2022): Treibhausgasemissionen der Moore und weiterer kohlenstoffreicher Böden in Niedersachsen (Vol. 38)(Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie).
[11] IPCC. (2014): Klimaänderung 2013: Naturwissenschaftliche Grundlagen. Häufig gestellte Fragen und Antworten – Teil des Beitrags der Arbeitsgruppe I zum Fünften Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen Aufruf: 10.02.2023, Internet: https://www.deutsches-klima-konsortium.de/de/klimafaq-12-3.html
[12] Koppisch, D. (2001): Kohlenstoff-Umsetzungsprozesse. In M. Succow & H. Joosten (Hrsg.), Landschaftökologische Moorkunde. Stuttgart(Schweitzerbart.
[13] Koppisch, D. (2001): Prozesse auf Moorstandorten (topische Betrachutng). In M. Succow & H. Joosten (Hrsg.), Landschaftsökologische Moorkunde (pp. 8-57). Stuttgart(E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung.
[14] NIBIS® Kartenserver (2022): Kohlenstoffreiche Böden (BHK50).
[15] NIBIS® Kartenserver (2022): Kohlenstoffreiche Böden in Niedersachsen - Landnutzung nach ATKIS® (ATKISH).
[16] NIBIS® Kartenserver (2022): Treibhausgasemissionen der kohlenstoffreichen Böden in Niedersachsen (BHK50THG).
[17] Overbeck, F. T. (1975): Botanisch-geologische Moorkunde - unter besonderer Berücksichtigung der Moore Nordwestdeutschlands als Quellen zur Vegetations-, Klima- und Siedlungsgeschichte. Neumünster(Wachholtz Verlag).
[18] Schneekloth, H., & Tüxen, J. (1975): Die Moore in Niedersachsen, Teil 4 Bereich des Blattes Bremerhaven der Geologischen Karte der Bundesrepublik Deutschlnd (1:200 000). Göttingen(Veröff. Nds. Inst. Landeskd).
[19] 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.
[20] Umweltbundesamt. (2020): Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll 2020 - Nationaler Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar 1990 - 2018 Climate Change (Vol. 22, pp. 1004).
[21] UNFCCC. (2007): Global Warming Potentials (IPCC Fourth Assessment Report).