Boden und Klimawandel: Zusammenhang ist größer als gedacht

Auch Böden sind gewaltige Kohlenstoffspeicher in Form von organischer Bodensubstanz und haben einen immensen Anteil am globalen Kohlenstoffkreislauf.

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Leibniz Universität Hannover hat nun gezeigt, dass andere Faktoren als bisher gedacht für die Abbaugeschwindigkeit der organischen Substanz im Boden verantwortlich sind. Ob Böden Quellen für klimaschädliche Gase sind, hängt zu einem großen Teil von der Stabilisierung der organischen Substanz im Boden ab.

Die Erkenntnisse ermöglichen genauere Prognosen der klimatischen Veränderungen, die auf uns zukommen. „Die Rolle des Bodens ist bisher in den globalen Klimamodellen nur unbefriedigend berücksichtigt, da die zugrunde liegenden Prozesse kaum verstanden sind“, sagt Prof. Georg Guggenberger, Leiter des Instituts für Bodenkunde.

Professor Guggenberger hat gemeinsam mit 13 weiteren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von Hochschulen aus Deutschland, aus der Schweiz, den USA, England, Italien, Norwegen und Israel zwei Jahre an dem Thema geforscht. Das Team hat nun eine Zusammenschau in einem Übersichtsartikel in der Zeitschrift „Nature“ präsentiert.

Bislang gab es eine große Hürde bei der Entwicklung realistischer Klimamodelle: Für die Wissenschaft stellte es ein Rätsel dar, warum einige der kohlenstoffhaltigen Moleküle im Boden schnell abgebaut werden, während andere Jahrhunderte oder Jahrtausende überdauern können. Der Kern der neuen Erkenntnisse ist nun, dass die Abbaugeschwindigkeit der organischen Substanz im Boden nicht – wie bisher angenommen – ausschließlich von der Molekülstruktur der organischen Komponenten abhängig ist. „Viel entscheidender ist die Bodenumwelt, in der der Abbau stattfindet“, erläutert Georg Guggenberger.

Unterschiedliche Faktoren spielen dabei offenbar zusammen, zum Beispiel, ob die organische Bodensubstanz durch Minerale oder physikalische Strukturen geschützt ist. Auch die Bodenfeuchtigkeit, die Temperatur oder die Durchwurzelung des Bodens spielen eine wichtige Rolle, genauso wie die Tiefe, in der der Kohlenstoff gelagert ist. „Weit unten gibt es wenig Sauerstoff – das wirkt sich umsatzbeschränkend aus“, erläutert Professor Guggenberger. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben an unterschiedlichen Standorten mit chemischen und physikalischen Verfahren gearbeitet und Fachliteratur der vergangenen Jahre ausgewertet. Die Erkenntnisse können nun für verbesserte Modelle zur Vorhersage der Reaktion von Böden auf Veränderungen des Klimas, der Vegetation und der Landnutzung genutzt werden.

Durch die Forschungsergebnisse könnte unter anderem eine genauere Prognose darüber möglich werden, welche Auswirkungen das Abtauen des Permafrostbodens in der Arktis auf den Klimawandel hat. Die gewaltigen Kohlenstoffvorräte dort könnten zur Zeitbombe werden. Seit einigen Jahren erwärmt sich der Permafrost, der bislang im arktischen Sommer nur oberflächlich auftauen konnte. Die organische Bodensubstanz war bisher durch die Kälte dem natürlichen Zersetzungsprozess, der zur Freisetzung von Kohlendioxid führt, weitgehend entzogen. Das Institut für Bodenkunde arbeitet aktuell in einem internationalen Projekt an diesem Thema.

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Prof. Georg Guggenberger, Leiter des Instituts für Bodenkunde, unter Telefon +49 511 762 2623 oder per E-Mail unter guggenberger@ifbk.uni-hannover.de gern zur Verfügung.