VON UNIVERSITÄT AUGSBURG  |  11.04.2017 09:12

Klimawandel: ungeahnte Rolle der Bodenerosion

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung von Wissenschaftlern der Universitäten Augsburg und Bonn zeigt in „Nature Climate Change“, dass Sedimente in erheblichem Umfang Treibhausgase speichern

Rund 40 Prozent aller Kohlenstoffemissionen, die aus der Umwandlung von Grasland oder Wald in Ackerland entstehen, werden in Sedimenten gebunden. Das ist das überraschende Ergebnis einer jetzt im Journal „Nature Climate Change” veröffentlichten Studie einer belgisch-deutsch-schweizerischen Forschergruppe, die auf eine bisher wenig bedachte Rückkopplung zwischen den langfristigen Auswirkungen der menschengemachten Entwaldung und Bodenverlagerung auf die globalen Treibhausgasemissionen seit Beginn des menschlichen Ackerbaus verweist.

Seit dem Beginn der Landwirtschaft vor zirka 8000 Jahren nimmt der Mensch durch die großflächige Entwaldung und durch die damit einhergehenden Veränderungen von Ökosystemen und Böden Einfluss auf den globalen Kohlenstoffzyklus und damit auf die Produktion von Treibhausgasen. „Historisch betrachtet lag der Schwerpunkt der bisherigen Forschung zur ackerwirtschaftlichen Landnutzung und deren Auswirkungen auf Böden stark auf den Aspekten der Bodenfruchtbarkeit und Bodenerosion“, sagt Erstautor Dr. Zhengang Wang von der belgischen Université catholique de Louvain (UCL). „Die Tatsachen, dass durch Bodenerosion auch kohlenstoffreiche Sedimente geschaffen werden und dass ein großer Teil des erodierten Kohlenstoffs durch die Photosynthese der Pflanzen ersetzt und dem Boden wieder zugeführt werden kann, wurde dabei oft außer Acht gelassen“, ergänzt sein UCL-Kollege Prof. Kristof van Oost.

Gegenläufige Prozesse „Der Grund hierfür ist nicht eine absichtliche Ausblendung dieser Erkenntnis, sondern die Tatsache, dass sich Erosionsstudien oft nur über kurze Messzeiträume erstrecken, während Sedimentations- und Bodenbildungsprozesse auf viel längeren Zeitskalen betrachtet werden müssen“, ergänzt Privatdozent Dr. Thomas Hoffmann von der Universität Bonn. Daher habe es bisher keine globalen Studien gegeben, die die beiden Seiten der Medaille „Bodenkohlenstoffhaushalt“ gemeinsam betrachtet hätten: einerseits die Freisetzung von Kohlendioxid durch Entwaldung und Erosion, andererseits den Verbleib des Kohlenstoffs durch Sedimentbildung in Böden. Diese beiden gegenläufigen Prozesse machen es extrem schwierig, die langfristigen Auswirkungen der Landwirtschaft auf die Freisetzung der Treibhausgase Kohlendioxid, Stickoxide und Methan abzuschätzen.

Ohne Sedimentspeicherung wäre der Klimawandel noch dramatischer

Basierend auf der Analyse archivierter Daten aus mehreren tausend, über verschiedene Regionen der Erde verteilten Bodenprofilen konnten die Forscher ein Modell entwickeln, das zeigt, dass während der letzten 8000 Jahre rund 80 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in Sedimenten eingelagert und damit der Atmosphäre entzogen wurden. Die Menge entspricht in etwa zehn Prozent des Kohlenstoff-Gesamtgehaltes der Atmosphäre bzw. rund 40 Prozent aller Kohlenstoffemissionen, die aus der Umwandlung von Grasland oder Wald in Ackerland entstehen. „Diese Form der Bindung von Kohlendioxid stellt also einen wesentlichen Faktor dar, ohne den die derzeitige Problematik sich erhöhender Treibhausgasemissionen noch dramatischer wäre“, erläutert Dr. Sebastian Dötterl von der Universität Augsburg und fügt hinzu, dass sich als Folge der Einführung maschinellen Ackerbaus und anderer Reformen in der Landwirtschaft im 19. Jahrhundert die Erosionsrate und damit auch die Schaffung von kohlendioxidbindenden Sedimenten um fast das Fünffache im Vergleich zu vorhergehenden Zeitaltern erhöht habe.

Die Wissenschaftler betonen, dass ihre Ergebnisse auf keinen Fall als eine Empfehlung zur Erhöhung der Erosionsraten zu verstehen seien. Bodenerosion habe viele negative Folgen, die die Ökosysteme und die Ernährung der Weltbevölkerung gefährden. Außerdem sei der in den Sedimenten gespeicherte Kohlenstoff nicht dauerhaft festgelegt, deshalb könne er zeitverzögert wieder in die Atmosphäre freigesetzt werden. In der aktuellen Diskussion über weiter steigende Temperaturen und die Folgen des Klimawandels seien ihre Ergebnisse allerdings ein wesentlicher Beitrag zum besseren Verständnis und zur langfristigen Modellierung von Treibhausgasemissionen, betonen die Wissenschaftler.

Publikation:
Human-induced erosion has offset one-third of carbon emissions from land cover change, Nature Climate Change, http://dx.doi.org/10.1038/nclimate3263