Moore im Klimawandel

Weltweit nehmen Moore 3 % der Landoberfläche ein und speichern 400-550 Gt Kohlenstoff, was 20-30 % des gesamten im Boden gelagerten Kohlenstoffs ausmacht. Bislang waren Moore eine Senke für Kohlenstoff, befürchtet wird aber, dass sie potentielle Quellen von treibhausrelevanten Kohlenstoffverbindungen werden.

Definition

Als Moor wird ein Boden dann bezeichnet, wenn er eine mindestens 30 cm dicke Torfablagerung aufweist und einen großen Anteil an organischem Material enthält, d.h. mehr als 30 %.

Moorgenese

Die Voraussetzung einer Moorentstehung besteht in einem Überfluss von Feuchtigkeit (Wasser). So entstehen Moore in den Gebieten, in denen viel Wasser im Boden bleibt. Dies ist gegeben, wenn das Wasser nicht schnell genug abfließt oder versickert oder zu langsam verdunstet. Die Verdunstung hängt ihrerseits von der Temperatur ab. Der Wasserhaushalt wird somit hauptsächlich durch die Geomorphologie (Eigenschaften der Erdoberfläche wie Neigung), Bodenbeschaffenheit und Klima bestimmt. In einem solchen Feuchtgebiet ist die Zufuhr von Sauerstoff an die organischen Substanzen im Boden sehr gering. Die pflanzlichen Reste werden in Folge dessen nur Teilweise abgebaut (mineralisiert), vielmehr werden sie angelagert und „konserviert“. Wenn z.B. ein Tier oder ein Mensch im Moor versinkt, wird es mit konserviert. Moore sind daher eine Schatzgrube für Archäologen und Biologen, die tausend Jahre alte gut erhaltene Funde erbringen. Die Stoffbilanz ist in einem Moor positiv, da mehr organische Substanz gebildet als zersetzt wird. Das Moor wächst durch diese Ablagerungen nach oben. Mit einem Millimeter pro Jahr ist das relativ zu einem Menschenleben ein langsamer Wachstumsprozess, jedoch über Jahrtausende kann sich eine solche nicht vollständig zersetzte organische Substanz meterweise ansammeln. Da eines der wichtigsten Bestandteile eines organischen Moleküls der Kohlenstoff ist, stellen Moore langfristig gesehen riesige Deponien von Kohlenstoff dar.

Man unterscheidet zwischen Niedermooren und Hochmooren. Die Niedermoore bilden in der Regel eine Vorform von Hochmooren. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Formen besteht darin, dass die Niedermoore vom Grund- und Oberflächenwasser gespeist werden, und daher basenreich und nährstoffreich sind. Die Hochmoore erhalten ihr Wasser im Gegensatz dazu nur durch Niederschläge, was zur Nährstoffverarmung und Versauerung führt. Hochmoore werden deswegen auch als Regenmoore oder ombrotrophe, also nur vom Regenwasser gespeiste, Moore bezeichnet.

Es existieren unterschiedliche Hochmoortypen, die verschiedenen Ursprung haben. Jedoch verläuft ihre Bildung durch ähnliche Stadien. Anfangs versandet ein See, und es bildet sich ein Niedermoor aus. Durch die Torfablagerungen wächst das Moor zunehmend in die Höhe. Ab einer bestimmten Höhe kann es das Wasser aus dem Boden und von der Oberfläche nicht weiter beziehen und wird nur noch von Niederschlägen gespeist. Beim weiteren Wachstum beginnt das Moor sich zu wölben. Die Moore werden in diesem Stadium sogar höher als die Umgebung, besitzen aber die außergewöhnliche Fähigkeit das erhaltene Wasser zu speichern, es also vor Abfließen und Verdunsten zu bewahren, und dadurch immer noch feucht zu bleiben. Diese Eigenschaft ist dem Torf selbst und den darauf wachsenden Moosen zu verdanken.

Geographie der Regenmoorgebiete

Moorgebiete gibt es sowohl in kühlen nördlichen Gegenden (nördliche Teile von Russland und Kanada, Alaska, Nordeuropa, Norddeutschland), aber auch in warmen tropischen Gebieten (Amazonasbecken, Süd-Ost-Asien). Die größten Moorgebiete in Mitteleuropa befinden sich auf der Südseite der Nordseeküste und im Alpenvorland. In Norddeutschland (Schleswig-Holstein und Niedersachsen) waren 9 % der Fläche ehemals mit Hochmooren bedeckt. Heutzutage sind es nur noch 3 000 ha.

Ökologie vom Torfmoos

Moore werden wegen ihrer sehr spezifischen Bedingungen nicht gerne von Pflanzen besiedelt. Sie sind arm an Arten.

Die wichtigste Pflanze der Moore ist das Torf- oder Bleichmoos (Lat.: Sphagnum). Es besitzt eine Reihe von ungewöhnlichen Eigenschaften, welche es von anderen Pflanzen stark unterscheidet. Für das Wachstum jeder Pflanze werden Mineralstoffe und Stickstoff benötigt, die im Normalfall von einer Pflanze mit Hilfe von Wurzeln aus dem Boden aufgenommen werden. Torfmoos hat keine Wurzeln. Der Stickstoff wird direkt aus der Luft aufgenommen. Und gerade in Hochmooren geschieht der Eintrag von Stoffen nur über die Luft. So gelangen Mineralstoffe (Salze) ebenfalls nur durch eine Deposition über die Luft. So erhält das Torfmoos alle für es notwendigen Stoffe. Die Köpfchen der Pflanze wachsen nach oben, wobei der untere Teil des Stängels zusammen mit den Blättern zunehmend abstirbt. Die eng beieinander stehenden Pflanzenstängel rufen kapillare Kräfte hervor, wodurch für das Wasser ein Sog nach oben entsteht. Und auch die Pflanze selbst hat die Fähigkeit, in den Stengeln und Blättern das Vielfache der Eigenmasse an Wasser zu speichern. Diese beiden Eigenschaften sorgen in den Mooren für den Anstieg des Wasserspiegels. Insofern sie als Wasserspeicher dienen, sind intakte Moore imstande, sogar das regionale Klima zu beeinflussen. Trockene warme Luft kann beim Überqueren eines Moores Feuchtigkeit aufnehmen und kühlt ab. Bei Starkniederschlägen werden die Abflussspitzen ausgeglättet.

Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft des Torfmooses besteht darin, dass es den Boden versauert. Dies trägt zum einen zur Beeinflussung der umgebenden Flora bei. Zum anderen führt die Versauerung zusammen mit dem hohen Wasserspiegel dazu, dass der der mikrobielle Abbaus der organischen Stoffe gehemmt wird und somit zur Bildung vom Torf.

Andere Pflanzen der Hochmoore passen sich an die Mineralarmmut und den sauren Torfboden an. Eine Form der Anpassung ist die Beschaffung von Mineralstoffen durch den Fang und die Verdauung von Insekten. So eine fleischfressende Pflanze ist der Rundblättrige Sonnentau (Lat.: Drosera rotundifolia). Da nicht viele Floravertreter fähig sind, die Bedingungen der Moore zu ertragen, ist die Artenanzahl auf Mooren übersichtlich.

Klimarelevanz

Klimafaktoren sind entscheidend bei der Entstehung und beim Fortbestehen von Mooren. Andererseits können Moore selbst das Klima beeinflussen.

Ein intaktes wachsendes Moor stellt eine Senke für den Kohlenstoff dar. Kohlenstoff wird in großen Mengen durch Moorpflanzen aufgenommen und dann im Torf deponiert. Die Größe der Moorfläche auf der Erde und die Mengen des darin enthaltenen Kohlenstoffs machen die Moorböden auch im globalen Sinne klimarelevant. Ändert sich das Klima, so können sich allerdings auch die Stoffkreisläufe auf den Mooren ändern.

So kann ein Moor bei erhöhten Temperaturen zu einer Quelle von Kohlenstoff werden. Der Grund ist die verstärkte Zersetzung (Mineralisierung) von organischen Materialien des Moorbodens durch Bakterien und Mikroorganismen. Einige dabei entstehende Verbindungen wie Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) sind Treibhausgase. Ob Methan oder Kohlendioxid freigesetzt wird, hängt von der Höhe des Wasserspiegels ab. Bei erhöhten Temperaturen, aber immer noch hohem Wasserspiegel (und damit anaeroben Verhältnissen) wird Methan verstärkt freigesetzt. Methanausgasung gibt es auch unter normalen natürlichen Bedingungen auf Mooren. Durch Erwärmung wird der Prozess jedoch zusätzlich angetrieben. Bei einem gesunkenen Wasserspiegel und durch Zufuhr von Sauerstoff (also bei aeroben Verhältnissen) entsteht Kohlendioxid. Beide freigegebenen Gase enthalten Kohlenstoff. Aus trockeneren und an Stickstoff reichen Mooren entweicht Lachgas (N₂O), welches ebenfalls ein Treibhausgas ist. Auf diese Weise können die der Atmosphäre durch Jahrtausende entnommenen Stoffe (Kohlenstoff und Stickstoff) bei einer Erwärmung verhältnismäßig schnell in die Atmosphäre zurück gelangen.

Das wärmere Klima kann aber auch die Aufnahme von Kohlenstoff durch Moore steigern. Da sich die Vegetationsperiode in einem wärmeren Klima verlängert, vergrößert sich die Mengen des aufgenommenen Kohlenstoffs. Andererseits könnte sich durch gestiegene Temperaturen, erhöhte Evaporation (Verdunstung) und Transpiration (zusammen als Evapotranspiration bezeichnet) sowiedurch längere Trockenperioden und geringeren Niederschlag die Biomassenproduktion auf Mooren aber auch absenken. Typische Moorvegetation wird dabei beschädigt und es vollzieht sich eine Artenverschiebung. Auf trockeneren Moorböden siedeln sich z.B. Birken an. Sie führen dann ihrerseits zur weiteren Austrocknung der Moore, da sie durch Blätter große Wassermengen transpirieren können.

Die Summe der Prozesse ergibt jedoch einen Fluss von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Das Moor ist also eine Quelle für den Kohlenstoff. Die Kohlenstoffbilanz für die Moore sieht nach heutigen Schätzungen wie folgt aus: Während der jährlichen natürlichen Kohlenstoffaufnahme von 100 Mio. Tonnen werden 3 Gigatonnen (1 Gt = 1 Mrd. t) durch Drainage (Entwässerung) und Moorbrände in die Atmosphäre abgegeben. Da Messungen von Treibhausgasen über Mooren sehr aufwendig sind und nicht flächendeckend gemacht werden und da nicht alle Faktoren der Gasemissionen verstanden wurden, sind die Schätzungen mit gewissen Ungenauigkeiten verbunden.

Drainierte Moore können als „Hotspots“ für Treibhausgasemissionen bezeichnet werden, denn sie (in Deutschland) 40 % der landwirtschaftlichen Treibhausgase freisetzen. Wobei Moore nur 8 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche ausmachen.

Antropogene Einflüsse

Außer der vom Menschen angetriebenen Klimaerwärmung, die die natürlichen Prozesse eines Moores beeinflussen könnte, gibt es weitere Eingriffe in die Moore.

1. Entwässerung

Die Nutzung und Zerstörung von Moorgebieten führt zum einen zur Verringerung von Kohlenstoffaufnahme und –deposition. Zum anderen werden dadurch Treibhausgase freigesetzt. Der wichtigste Eingriff in die Natur der Moore besteht in der Entwässerung. Moore werden sowohl mit dem Ziel, die Flächen landwirtschaftlich zu nutzen (Moorkultivierung), als auch zum Torfabbau drainiert. Früher hat man den an organischem Material reichen Torf als Brennmaterial verwendet, heutzutage wird es als Bestandteil der Gartenerde genutzt. Um das Wasser aus den Mooren abzuführen, werden tiefe Gräben in den Moorkörper getrieben. So fließt das Wasser aus dem Moor zunehmend ab und die normale Moorgenese hört auf. Luft dringt an die Stelle von Wasser in die Poren ein und fördert eine intensivere aerobe Mineralisierung der organischen Stoffe des Moorbodens.

Eine der Möglichkeiten, das natürliche Gleichgewicht auf einem degenerierten Moor herzustellen, ist es wieder zu vernässen. Damit wird der Torf wieder mit Wasser durchtränkt und herkömmliche Moorvegetation kommt zurück. Der Weg der Renaturierung führt jedoch zunächst einmal zur verstärkten Produktion von Methan. Daher stellt zumindest im Anfangsstadium der Vernässung das Moor immer noch eine Quelle für Treibhausgase dar. Erst nach einer langen Anlaufphase wird das Moor renaturiert und stellt erst dann eine Kohlenstoffsenke dar. Außerdem müssen die klimatischen Bedingungen langfristig stimmen, um das Moor in seiner natürlichen Entwicklung nicht zu behindern.

2. Stickstoffeintrag

Hohe anthropogene Stickstoff-Emissionen führen zu einer erhöhten Aufnahme von Stickstoff durch Torfmoos. Dies führt zu einem erhöhen Gehalt vom Stickstoff im Boden nach der Zersetzung der Pflanzen, was wiederum attraktiv für andere Gefäßpflanzen ist, die vermehrt das Moor besiedeln. Sie tragen zur Austrocknung bei, und das Ökosystem „Moor“ wird gestört.

Weblinks

• Webseite zu Regenmooren
• Broschüre: Was haben Moore mit Klima zu tun?
• Deutsche Gesellschaft für Moor- und Torfkunde
• Über Moorschutz
• International Peat Society
• Ausgabe von International Peat Society Peatland and Climate Change
• Ausgabe von International Peat Society SUMMARY FOR POLICYMAKERS “WISE USE OF PEATLANDS AND CLIMATE CHANGE”
• Ausgabe von International Peat Society EXECUTIVE SUMMARY FOR POLICYMAKERS “PEATLANDS IN GLOBAL CHANGE”