Wie aus effizienten Kohlenstoffspeichern Kohlenstoffquellen werden

Sträucher und Büsche könnten in Zukunft den positiven Klimaeinfluss von Mooren mindern, wenn nicht gar umkehren

Sumpflandschaften und Torfmoore gehören weltweit zu den besten Speichern von Kohlenstoff aus der Luft und wirken so der Klimaerwärmung entgegen. Nun haben Schweizer Forscher herausgefunden, warum die Moore langfristig diese Rolle verlieren könnten. Dafür untersuchten sie jene komplexen Wechselbeziehungen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen, die schließlich zur Verbuschung dieser Ökosysteme führen.

In Torfmooren wird die Torfproduktion im Wesentlichen von einer eigenartigen Pflanzengruppe, den Torfmoosen (Sphagnum) vorangetrieben, deren Abbauprodukte antibiotische Eigenschaften besitzen, welche die Zersetzungstätigkeit der Bodenmikroorganismen hemmen. Zusätzlich begünstigt das üppige Wasservorkommen in Torfmooren nicht nur das Wachstum von Torfmoosen (die keine Wurzeln wie die Gefäßpflanzen haben) sondern schafft auch Bedingungen ohne freien Sauerstoff im Boden, die den Abbau von Torf weiter bremsen. Typische Torfmoorlandschaften werden von Torfmoosen geprägt.

Im Verlauf der letzten 30 bis 50 Jahre kamen diese Torfmoose, die beim Zerfall Torf produzieren, verstärkt durch Gefäßpflanzen, hauptsächlich kleinere Sträucher, in Bedrängnis. Wissenschafter der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL in Birmensdorf und der Eidgenössischen Technischen Hochschule EPFL in Lausanne beschreiben in einer neuen Studie zum ersten Mal, wodurch diese Vegetationsveränderung verursacht wird und warum Gefäßpflanzen unter wärmeren Klimabedingungen besser gedeihen als Torfmoose (Sphagnum).

Schwindende Abbauprodukte

Die Forschergruppe unterzog vier Torfmoore in Höhenlagen zwischen 600 und 1900 m über eine Zeitspanne von drei Jahren einer genauen Beobachtung. Der gewählte Höhengradient spiegelt die bis zum Jahr 2050 erwarteten Klimaveränderungen für den Norden der Schweiz wider. Aufgrund Verbuschung und der Erhöhung der Bodentemperatur entlang des Höhengradienten nahmen die Abbauprodukte der Torfmoose, aus welchen Torf im Wesentlichen besteht, um 50 Prozent ab.

Die Analysen zeigten, dass Gefäßpflanzen die Verfügbarkeit von Stickstoff (einer der wichtigsten Pflanzennährstoffe) im Boden durch spezielle chemische Verbindungen in ihren Blättern steigern können. Sie nutzen den Nährstoff, der ihnen durch eine Pilzsymbiose auf Wurzelebene (Mykorrhizen) vermittelt wird, für ihr Wachstum, und zwar umso mehr, je höher die Bodentemperatur ansteigt. Gleichzeitig geben Gefäßpflanzen mit steigender Bodentemperatur mehr organische Substanzen durch ihre Wurzeln in den Boden ab, was die Mikroorganismen im Boden zur Intensivierung ihrer Zersetzungsaktivität anregt.

Von Kohlenstoffspeichern zu Kohlenstoffquellen

Wenn weniger Torfmoose wachsen, steht weniger junger Torf zur Speicherung von Kohlenstoff aus der Luft zur Verfügung. Zusätzlich beschleunigt die gesteigerte Zersetzungsaktivität der Bodenorganismen den Abbau des alten Torfs. Auf diese Weise kann Kohlenstoff, der sonst Jahrtausende lang gebunden geblieben wäre, in die Atmosphäre entweichen. Diese Situation verheißt nichts Gutes für die künftige Kohlenstoffspeicherkapazität von Torfmooren. Als Folge könnten Torfmoore sogar von Kohlenstoffspeichern zu Kohlenstoffquellen werden und so die Klimaerwärmung unterstützen anstatt sie zu bremsen.

Obwohl Torfmoore nur geschätzte drei Prozent der Erdoberfläche bedecken, binden sie ungefähr 30 Prozent der organischen Bodensubstanzen, was ungefähr der Hälfte des Kohlenstoffdioxidgehalts in der Luft entspricht. Weltweit enthalten Torfmoore doppelt soviel Kohlenstoff wie die Biomasse der Wälder. Sie sind sozusagen Hotspots der Kolhlenstoffspeicherung und haben Jahrtausende lang zur Abkühlung des Klimas beigetragen, indem sie der Atmosphäre Treibhausgase entzogen haben. (red, derStandard.at, 27.12.2012)