Klimarelevanz von Mooren in Deutschland Monetäre CO 2 -Bilanzierung von ausgewählten Naturschutzgebieten

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1 Klimarelevanz von Mooren in Deutschland Monetäre CO 2 -Bilanzierung von ausgewählten Naturschutzgebieten Dr. Matthias Drösler droesler@wzw.tum.de TU-München Vegetationsökologie Vilm BFN

2 Gliederung Hintergrund Moore und Klima Relevanz für Deutschland Hochmoore (BMBF-Projekt) Klimarelevanz und Entlastungspotenzial CO 2 -Vermeidungskosten Niedermoore (BMBF-Projekt) Klimarelevanz und Entlastungspotenzial CO 2 -Vermeidungskosten Ausblick: aktuelle und zukünftige Projekte vti-projekt organische Böden Klip 2020 Bayern BFN-Projekt Monetäre CO 2 -Bilanzen EU-FP7 GHG Europe (Task 2.1 peatland synthesis)

3 Austausch klimarelevanter Spurengase in Mooren CO 2 -release Respiration CO 2 -balance NEE CO 2 -uptake GPP CH 4 - N 2 O- emission

4 Moore: Verteilung in Europa EU-25: 7% Moorfläche ~4% gedränt (>60% der Moorfläche) Deutschland: Moorfläche insg. 1.8 Mio ha ~4% Moorfläche, davon >90% gedränt Wasser "Feucht" "Siedlung" Sonstiges Grünland Wald Acker A k Deutschland vti-ak, AG-EI: NIR 2009 Gesamt-Kohlenstoff in dt. Mooren mind Mio t C Anteil Bayern mind. 185 Mio t C Montanarella et al. Mires & Peat 2006 (NIR 2007, Höper 2007 und eigene Berechnungen; große Unsicherheiten!)

5 CARBOEUROPE Peatland GHG Synthesis Deutsches Inventar: EU HM und NM: Klimarelevanz (GWP100) Grasland 18 t CO 2 -Äquiv. ha-1 a-1 (ca. 500 g Cequiv. m-2 a-1) Acker 40 t CO 2 -Äquiv. ha-1 a-1 (ca g Cequiv. m-2 a-1) g C equiv. m -2 a Wald DRAINAGE gedränt Grasland Acker Torfstich RESTORATION? aufgelassen renaturiert naturnah Byrne, K.A., B. Chojnicki, T.R. Christensen, M. Drösler, A. Freibauer et al., (2004): EU peatlands: Current carbon stocks and trace gas fluxes.

6 Gesamt-THG-Emissionen (NIR 2009) Deutschland: 7. Platz in EU-Moorfläche aber 2. Platz in der Klimabelastung durch Moore Byrne, K.A., B. Chojnicki, T.R. Christensen, M. Drösler, A. Freibauer et al., (2004): EU peatlands: Current carbon stocks and trace gas fluxes. Russia European 42% Hotspot Moornutzung: 4,5% der deutschen Sweden 8% Ukraine 4% Belarus 11% Finland 3% Germany 14% Poland 8% Iceland 2% Ireland 2% Norway 6%

7 Hochmoore

8 Moornutzungsstrategien Testgebiete BMBF-Projekt: Klimaschutz durch Moorschutz TG1 TG3 TUM-VÖK (Koordination) IÖW LBEG MPI-BGC TUM-WDL ZALF-BLF ZALF-LSD TG2 TG4 TG_R Assoziiert Uni-Posen Hochmoore 2005 TG5 1999/ TG6

9 1200 C- und Treibhausgasbilanz von Hochmooren GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] Klimaentlastung naturnah C-Senke renaturiert renaturiert degradiert best practise Hochmoorrenaturierung ca. 15 t CO 2 equiv. ha -1 a -1 Drösler (2005), Förster et al. (in prep.) Höper et al. (in prep.) C-Balance [g C m-2 a-1)

10 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP KMF99 Treibhausgasbilanz von Hochmooren Rank 36 Eqn 7904 y=(a+cx+ex^2)/(1+bx+dx^2+fx^3) [NL] r^2= DF Adj r^2= FitStdErr= Fstat= a= b= c= Wasserstand: dominierende Steuergröße? d= e= f= mean [cm] WT r 2 =0.93 p=<0.001 Daten: Drösler (2005)

11 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP 100 KMF99_ME07_AM07 Rank 71 Eqn 7903 y=(a+cx+ex^2)/(1+bx+dx^2) [NL] r^2= mittlerer Wasserstand: DF Adj r^2= dominierende FitStdErr= aber nicht alleinige Fstat= Steuergröße Fehlende Abbildung a= von Nutzung/Management, b= c= Vegetations-Dynamik, Klima-Variabilität: Modellentwicklung d= e= läuft (BMBF/vTI) 700 r =0.53 p=< Treibhausgasbilanz von Hochmooren -100 Unsicherheit: -200 bis zu 15 t CO 2 Äquiv. ha -1 a mean [cm] Daten: BMBF Konsortium WT

12 t CO2 Äquiv. / ha*a CO 2 -Einsparung TG1 Ahlenmoor: int. Grünland Einsparung: ca. 25 t CO 2 -Äquiv. / ha*a (Vern.+ Extens.) A1: DB 3750 Euro/ha; Renaturierung 50 /ha (20 a disk.) CO 2 -Vermeidungskosten: ca. 150 pro t CO 2 -Äquiv. Vernässung + Extensivierung + energetische Nutzung Pflegeschnitt? + volkswirtschaftlicher Nutzen: Synergie Anpassung (Wasser, Biodiv etc.)? A1 A2 A3 A4 A5 A6 A1: intensives Grünland A2: vernässtes ext. Grünland A3: renaturierte Torfabbaufläche Nutzungsvarianten A4: trockenes Heidemoor A5: feuchtes Heidemoor A6: nat. Torfmoosrasen

13 t CO2-Äquiv. / ha*a CO 2 -Einsparung TG6 Mooseurach: Hochmoorheide Einsparung: 14.5 (+/- 4.5) t CO 2 -Äquiv. / ha*a Renaturierungskosten 50 / ha*a (20 a diskontiert) CO 2 -Vermeidungskosten 3.4 (2.6-4) pro t CO 2 -Äquiv. + volkswirtschaftlicher Nutzen: Synergie Anpassung (Wasser, RenaturierungBiodiversität etc.) ME 1 ME 2 ME 3 ME 4 ME 5 ME 6 ME 1: degr. Hochmoorheide ME 2: renat. Hochmoorheide (2005) ME 3: renat. Torfmoosrasen (2005) Nutzungsvarianten ME 4: renat. Wollgrasrasen (1993) ME 5: renat. Torfmoosrasen (1993) ME 6: renat. Torfmoos. m. Kiefer (1993)

14 Niedermoore

15 Moornutzungsstrategien Testgebiete BMBF-Projekt: Klimaschutz durch Moorschutz TG1 TG3 TUM-VÖK (Koordination) IÖW LBEG MPI-BGC TUM-WDL ZALF-BLF ZALF-LSD TG2 TG4 TG_R Assoziiert Uni-Posen Niedermoore 2005 TG5 1999/ TG6

16 C- und Treibhausgasbilanz von Niedermooren C-Senke degradiert C-Balance [g C m-2 a-1) GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] Klimaentlastung renaturiert (1990) Donauried 2005

17 2006 C- und Treibhausgasbilanz von Niedermooren , 2008 GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] Zeit? 0 best practise -200 Niedermoorrenaturierung ca. 30 t CO 2 equiv. ha -1 a /2008 C-Balance [g C m-2 a-1) Daten: BMBF Konsortium

18 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP r 2 =0.41 p=<0.01 Treibhausgasbilanz von Niedermooren mittlerer Wasserstand: dominierende aber nicht alleinige Steuergröße Fehlende Abbildung von Nutzung/Management, Vegetations-Dynamik, Klima-Variabilität: Modellentwicklung läuft (BMBF/vTI) 0 Unsicherheit: bis zu 30 t CO 2 Äquiv. ha -1 a mean [cm] WT

19 t COz-Äquiv. / ha*a Einsparung: ca. 31 t CO 2 -Äquiv. / ha*a (Acker zu Seggen) ca. 28 t CO2-Äquiv. / ha*a (Grünland zu Seggen) DR-4: DB 2250 /ha*a; DR-5 DB 1200 /ha*a Renaturierung 50 / ha*a (20 a diskontiert) 35 CO 2 -Vermeidungskosten:ca. 75 pro t CO 2 -Äquiv. (DR-4) CO 2 -Einsparung Donauried: Niedermoor Acker u. GL Renaturierung ca. 45 pro t CO 2 -Äquiv. (DR-5) + volkwirtschaftlicher Nutzen: Synergie Anpassung (Wasser, Biodiversität etc.) -5 DR-4 DR-5 DR-2 DR-1 DR-3 DR 1: Typha/Seggen renat. (1990) DR 4: Karotten DR 2: Seggen (C. pan.) renat (1990) DR 5: Grünland: DR 3: Seggenrasen (C. acut) (1990) Wiesennutzung 2-3 Schnitte

20 t CO2-Äquiv. / ha*a CO 2 -Einsparung Benediktbeuern: Niedermoor GL Einsparung: ca. 34 t CO 2 -Äquiv. / ha*a (int. GL zu Streuwiese) ca. 16 t CO 2 -Äquiv. / ha*a (int. GL zu ext. GL) ca. 18 t CO 2 -Äquiv. / ha*a (ext. GL zu Streuwiese) B-2: DB 1250 /ha*a; Renaturierung 50 / ha*a (20 a) 45 CO 2 -Vermeidungskosten:ca. 40 pro t CO 2 -Äqu. (B2 B3) 40 ca. 85 pro t CO 2 -Äqu. (B2 B7) 35 ca. 3 pro t CO 2 -Äqu. (B7 B3) Extens. & Renaturierung Extensivierung + volkwirtschaftlicher Nutzen: Synergie Anpassung (Wasser, Biodiversität etc.) B-2 B-7 B-3 B-4 B-5 B-6 B 2: Grünland: Wiesennutzung 2-3 Schnitte B 5: Seggen feucht B 3: Streuwiese Pflegeschnitt alle 2 a B 6: Wiesenbrache B 4: Seggen nass B 7: ext. Wiese (Einstreu) 1 Schnitt

21 Beispiele für Unsicherheiten

22 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP 100 KMF99_ME07_AM07 Rank 71 Eqn 7903 y=(a+cx+ex^2)/(1+bx+dx^2) [NL] mittlerer Wasserstand: dominierende aber nicht alleinige Steuergröße r^2= DF Adj r^2= FitStdErr= Fstat= Fehlende Abbildung a= von Nutzung/Management, b= c= Vegetations-Dynamik, Klima-Variabilität: d= Modellentwicklung e= läuft (BMBF/vTI) 700 r 2 = p=< Treibhausgasbilanz von Hochmooren Unsicherheit: bis zu 15 t CO Äquiv. ha -1 a mean [cm] Daten: BMBF Konsortium WT

23 GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] C- und Treibhausgasbilanz von Hochmooren 2007 Förster, Drösler et al. (in prep.) C-Balance [g C m-2 a-1)

24 GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] C- und Treibhausgasbilanz von Hochmooren Förster, Drösler et al. (in prep.) C-Balance [g C m-2 a-1)

25 GWP-Balance [g CO2-C equiv. m-2 a-1] C- und Treibhausgasbilanz von Hochmooren ME-3 ME ME-5 ME-2 ME-5 Renaturierter Torfmoosrasen ME-2 Förster, Drösler et al. (in prep.) C-Balance [g C m-2 a-1)

26 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP Treibhausgasbilanz von Hochmooren Wasserstand gegen Klimabilanz TG 6 Mooseurach: mean [cm] WT r 2 =0.80 p=<0.001

27 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP Treibhausgasbilanz von Hochmooren Wasserstand gegen Klimabilanz TG 6 Mooseurach: 2008 r 2 =0.53 p=< mean WT [cm]

28 GWP-balance [g CO 2 -C equiv m -2 a -1 ] GWP Treibhausgasbilanz von Hochmooren Wasserstand gegen Klimabilanz TG 6 Mooseurach: 2007 & mean [cm] WT r 2 =0.62 p=<0.01

29 Ausblick: laufende und angelaufene Projekte zur Reduzierung der Unsicherheiten

30 Bundesweite-Projekte : BMBF-Projekt: Forschungsgebiete : BMELV-vTI-Projekt: Forschungsgebiete Verbundvorhaben: Klimaberichterstattung organische Böden Ermittlung und Bereitstellung von Methoden, Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren für die Klimaberichterstattung LULUCF/AFOLU Bundesweite Modellierung der Klimarelevanz von Mooren bis 2012 TUM-VÖK (Koord.), HU-Berlin, HYDROTELM, LBEG, TUM-WWK, UNI-Hohenheim, UNI-Rostock, ZALF-BLF, ZALF-LSD, vti-inst.f.agrarrelevante Klimafoschung

31 vti-moorprojekt - Projekt-Struktur Modul 3 (vti) Dechow/Freibauer (N 2 O, räumliche Modellierung,Manag ement) Modul 3: Modellierung und Managementoptionen; Leitung: Drösler verantwortlich: Drösler (CO 2 -CH 4 -Hauben; räumliche Modellierung, Management), Pretzsch/Rötzer (Waldwachstum) Modul 2 (vti) Freibauer: TG9 und Bereitstellung von Automatikhauben für CH 4 und N 2 O an allen TG s Modul 2: Emissionsfaktoren (EF); Leitung: Augustin (Hauben) verantwortlich Augustin (TG3, TG4, TG9); Drösler (TG5, TG6); Glatzel (TG1, TG8), Höper (TG2, TG7), Pretzsch/Rötzer (TG1,TG 3, TG5, TG6, TG8, TG10, TG11); Fiedler (TG11) Modul 1 (vti) Datenbank Histosol-Karten, stratifiziert nach Landnutzung/ Vegetation, Wasserstand, Torfeigenschaften; Flussraten Wasserhaushalt u. Stoffausträge Regionalisierung (Tiemeyer Dechow) Modul 1: Aktivitätsdaten und Regionalisierung von Modellierungsparametern Aktivitätsdaten Boden (Zeitz) Unsicherheitsanalyse Landnutzung/- Vegetation (Sommer) Wasserhaushalt Testgebiete Regeln für Regionalisierung (Dittrich/Edom)

32 Klip 2020 Bayern Klimarelevanz von Moorenaturierungen in Bayern Begleitforschung zum Klip 2020 TUM-VÖK

33 Kendlmühlfilze Überstau von Handtorfstich in KMF 1999, mittlerer Wasserstand: 45 cm Keine Vegetation im ersten Jahr 1999

34 Überstauter Handtorfstich in KMF im Jahr 2005, Wasserstand: ca. 60 cm Volle Vegetationsdecke: Wasserkörper ausgefüllt mit Sphagnen Kendlmühlfilze 2005

35 Überstauter Handtorfstich in KMF im Jahr 2009, Wasserstand: ca. 60 cm Volle Vegetationsdecke: Wasserkörper ausgefüllt mit Sphagnen Kendlmühlfilze 2009

36 Kendlmühlfilze 2009 Überstauter Handtorfstich in KMF im Jahr 2009, Wasserstand: ca. 60 cm Wasserkörper ausgefüllt mit Sphagnen; Vergleich mit Flächen ohne Sphagnen!

37 Vorläuferstudie Kendlmühlfilze (Hochmoor) Species number vs. GWP-Balance KMF Rank 3 Eqn 1 y=a+bx r^2= DF Adj r^2= FitStdErr= Fstat= Biodiversität a= vs. GWP-Bilanz b= r 2 =0.65 p<0.05 Species number GWP-Balance [g C-eq. m-2 a-1] Drösler in prep.

38 Ausblick - BFN Projekt Monetäre CO 2 -Bilanzierung von ausgewählten Naturschutzgebieten FKZ: TUM-VÖK

39 GHG-Europe (coord. vti) Greenhouse gas management in European land use systems activity 2.1: peatland synthesis (TUM-VÖK) Ausblick EU-FP7 Projekt ( )

40 Danke für Ihre Aufmerksamkeit und besonderer Dank an die zahlreichen Mitstreiter aller Altersklassen!