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Rolle der Böden im Klimawandel

Böden spielen eine zentrale Rolle im Klimageschehen.

© S. Lazar

Wechselbeziehungen

Zwischen Boden und Klima bestehen komplexe Wechselbeziehungen mit teilweise sich verstärkenden Rückkopplungseffekten. Klimaänderungen beeinflussen den Boden, veränderte Bodenverhältnisse beeinflussen das Klima. Der Boden ist vom Klimawandel betroffen und Bodenschutz kann und muss auch Teil der Lösung des Klimaproblems sein. Jedoch ist die Rolle des Bodens im Kontext der Diskussion zum Klimawandel der breiten Öffentlichkeit aber auch vielen Entscheidungsträgern nicht oder nicht hinreichend bewusst.

Hektarweise Frischluft © C. Molt

Der Boden als Klimaanlage - Kühlungsfunktion

Das Klima beeinflusst nicht nur den Boden, sondern der Boden hat auch einen Einfluss auf das Klima, denn Boden und Atmosphäre tauschen wechselseitig Energie aus. Der Boden speichert Wasser für die Pflanzen. Über die Verdunstung der Vegetation beeinflusst der Boden wesentlich das lokale als auch das regionale Klima. Durch die Umwandlung von Wasser in Wasserdampf wird der umgebenden Luft Energie entzogen, wodurch diese sich abkühlt. Es entsteht Verdunstungskälte – hierbei spricht man auch von der Kühlleistung der Böden. Funktionsfähige Böden sind daher ein wichtiger Baustein, wenn es im Sommer um die Vermeidung von Hitzestau in Städten geht.

© S. Lazar

Kohlendioxid - Quelle und Senke

Böden speichern weltweit ungefähr fünfmal soviel Kohlenstoff (Senkenfunktion) wie die oberirdische Biomasse und doppelt soviel wie die Atmosphäre. Böden bilden nach den Ozeanen den zweitgrößten Treibhausgasspeicher der Erde . Doch wie gelangt Kohlenstoff in den Boden und warum wird er im Laufe der Zeit wieder freigesetzt?

Hierbei stellen Pflanzen den wichtigsten Lieferant für den Bodenkohlenstoff dar. Pflanzen assimilieren Kohlenstoff über die Photosynthese. Rund die Hälfte des assimilierten Kohlenstoffs wird direkt wieder von der Pflanze veratmet und an die Atmosphäre abgegeben. Ein Teil des verbleibenden Kohlenstoffs wird über die Wurzelatmung an den Boden abgegeben, ein weiterer Teil wird in der Pflanze gespeichert und direkt in die Biomasse eingebaut. Stirbt diese Pflanze nun ab, gelangt sie auf und in den Boden und mit ihr auch der gespeicherte Kohlenstoff.

© S. Lazar

Kohlendioxid entweicht aus den Böden.

Die organische Substanz im Boden besteht etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff und wird dort von den Bodenorganismen ab- und umgebaut, wobei der Kohlenstoff im Laufe der Zeit wieder als gasförmiges Kohlendioxid freigesetzt wird. Wieviel Kohlendioxid aus den Böden freigesetzt wird, hängt von der Nutzung ab. Beispielsweise können bei der Trockenlegung von Feuchtgebieten wie Mooren größere Mengen an Kohlendioxid frei werden.

© S. Lazar

Der Frost taut - das Klima leidet.

Als Permafrost bezeichnet man Boden oder Sediment, dessen Temperatur mindestens zwei Jahre in Folge bei oder unter 0 °C liegt und somit dauerhaft gefroren ist. Nicht immer enthält dieser Boden auch Eis. Insbesondere in der Arktis Kanadas und Russlands, aber z.B. auch in China gibt es diese Permafrostböden. Auch in hohen europäischen Bergmassiven gibt es Permafrost, so auf der Zugspitze. Weltweit findet man Permafrost in 13 Millionen Quadratkilometern. Alleine das im Permafrost eingeschlossene Kohlendioxid könnte die globalen Erdtemperaturen vielleicht um drei Grad steigen lassen.

Grönland © S. Lazar

Warum sind Permafrostböden eine so wichtige Kohlenstoffsenke?

Die oberen Bodenschichten des Permafrostbodens tauen im Frühling auf. Die darunter liegenden gefrorenen Bodenschichten verhindern jedoch den Abfluss des Wassers, wodurch ausgedehnte Feuchtgebiete und eine hierfür typische Vegetation entstehen.

In der nur 2 bis 3 monatigen Wachstumsphase nehmen die Pflanzen durch Photosynthese Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf. Aufgrund des Sauerstoffmangels in den Wasser überstauten Böden wird die organische Substanz nicht zu Kohlendioxid oxidiert, sondern Fäulnisprozesse setzen ein, wodurch Methan entsteht. In Permafrostböden wird mehr Humus gebildet als abgebaut – es entsteht Torf und langfristig eine Einlagerung von Kohlenstoff in diese Permafrostböden (Kohlenstoffsenken). Permafrostböden hoher Breitengrade enthalten ca. 25 % des weltweiten Bodenkohlenstoffs.

Tauen diese Böden infolge des Klimawandels dauerhaft auf, wird nach und nach der darin gespeicherte Kohlenstoff als Kohlendioxid oder Methan freigesetzt.