Humusschwund durch Klimawandel? Freisetzung von Bodenkohlenstoff und Sequestrierungspotentiale

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Humusschwund durch Klimawandel? Freisetzung von Bodenkohlenstoff und Sequestrierungspotentiale"

Marcus Siegel
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Technische Universität München Humusschwund durch Klimawandel? Freisetzung von Bodenkohlenstoff und Sequestrierungspotentiale Martin Wiesmeier Lehrstuhl für Bodenkunde, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Technische Universität München DBG

2 Einleitung Bedeutung von Böden für den Klimawandel: org. Bodensubstanz = Humus als größter terrestrischer Speicher für Kohlenstoff (C) Durch Änderung der Bodennutzung Gefahr von C- Verlusten durch Mineralisation des Bodenkohlenstoffs (SOC) Großes C- Sequestrierungspotential durch verbessertes Management Streu 70 Atmosphäre Nichtverholzte Teile 30 Verholzte Teile 570 Streufall Vegetation 660 Niedrigwüchsige Vegetation org. Bodensubstanz 2300 Abbau 20 Mai

3 Freisetzung von Bodenkohlenstoff Wie wirkt sich der Klimawandel auf Boden-C aus? Bisherige Annahme: C-Eintrag Ernterückstände Wurzeln org. Dünger Klimawandel: neues Fließgleichgewicht Gleichgewicht Humus Aktiver SOC-Pool C-Austrag Mikrobielle Mineralisation, CO 2 Temperaturanstieg CO 2 - Düngeeffekt Passiver SOC-Pool (stabilisiert) Erosion, Auswaschung Mai

4 Freisetzung von Bodenkohlenstoff Neuere Erkenntnisse: Anzeichen für Humusschwund in Ackerböden Europas Mögliche Ursache: Stagnation der Ernteerträge seit den 90er-Jahren (v.a. Getreide), enger Zusammenhang zwischen Erträgen und C-Eintrag C-Eintrag stagniert ebenfalls yield (dt ha -1 ) stabiles Ertragsniveau bis linearer Anstieg (+100 bis 200%) bis 1995 Stagnation seit 1995 winter wheat summer wheat rye winter barley summer barley grain-corn oats Abbildung: Wiesmeier et al Mai

5 Freisetzung von Bodenkohlenstoff Stagnation der Weizen-, Gerste- und Maiserträge in Mittel- und Nordeuropa seit den 90er-Jahren Mögliche Ursachen: sozioökonomische Gründe (EU-Agrarpolitik), Erreichen von Ertragsgrenzen, Klimawandel Weizen Gerste Abbildungen: Wiesmeier et al Mai

6 Freisetzung von Bodenkohlenstoff Stagnierende C-Einträge könnten langfristig zu einem C-Verlust führen: C-Eintrag Ernterückstände Wurzeln org. Dünger Klimawandel: < Humusschwund? < C-Austrag Mikrobielle Mineralisation, CO 2 Humus Aktiver SOC-Pool Temperaturanstieg Stagnation Passiver SOC-Pool (stabilisiert) Erosion, Auswaschung Mai

7 Möglichkeiten und Potentiale für C-Sequestrierung in Böden Mai

8 C-Sequestrierung in Böden Gezielte Festlegung von C im Boden möglich: Stabilisierung des C an Mineraloberflächen (Schluff- und Tonpartikel, passiver SOC-Pool) C-Speicherkapazität von Böden begrenzt, C-Sequestrierungspotential abhängig von nicht belegten Mineraloberflächen C-Sequestrierungsstudie Bayern: Ackerböden nur zu 50% gesättigt,134 Mt können sequestriert werden (Waldböden nahezu gesättigt) Schluff+Ton (%) Abbildung: Wiesmeier et al Mai

C-Sequestrierung in Böden Klimakonferenz Paris 2015: Frankreichs 4 -Konzept Steigerung der globalen SOC-Vorräte um 4 pro Jahr würde anthropogen verursachte CO 2

9 C-Sequestrierung in Böden Klimakonferenz Paris 2015: Frankreichs 4 -Konzept Steigerung der globalen SOC-Vorräte um 4 pro Jahr würde anthropogen verursachte CO 2 -Emissionen ausgleichen SOC (0-40 cm) 820 Gt CO 2 -Emissionen 8,9 C-Senke Land -2,8 C-Senke Ozeane -2.6 C-Defizit (4 ) -3,5 (4 = 3,5/820) Abbildung: ESDAC Mai

10 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Erhöhung der Rückführung von Ernterückständen, Gärresten etc. - Konflikt Bioenergieerzeugung - Nitratproblematik bei Gärresten Foto: Rico Hübner Mai

11 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Minimale/Pfluglose Bodenbearbeitung - Annahme geringerer C-Mineralisation, aber Hinweise auf minimale Effekte bei Betrachtung von Ober- und Unterböden Foto: Rico Hübner Mai

12 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Landnutzungswechsel zu Grünland/Wald - Verlust landwirtschaftlichen Produktionspotentials - Effekt bezüglich SOC nicht eindeutig bei Betrachtung von Ober- und Unterböden Foto: Stiftung Kulturlandschaft Mai

13 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Einbringung von Biokohle - hohe Stabilität gegenüber mikrobiellem Abbau - Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit, Vorhandensein von Ausgangsmaterial Foto: Peter Schad Mai

14 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Erhöhung des Zwischenfruchtanbaus, Optimierung von Fruchtfolgen - großer zusätzlicher C-Eintrag Mai

vergleichbare oder sogar erhöhte landwirtschaftliche Produktion, positive

15 C-Sequestrierung in Böden Maßnahmen zur Gezielten Festlegung von C in Ackerböden: Agroforstwirtschaft - Win-win-win-Situation : hoher C-Eintrag, vergleichbare oder sogar erhöhte landwirtschaftliche Produktion, positive Effekte bezüglich Landschaftsbild und Biodiversität (je nach System) Fotos: Rico Hübner Mai

16 Zusammenfassung Gefahr von substanziellen SOC-Verlusten im Zuge des Klimawandels, insbesondere in landwirtschaftlich genutzten Böden aufgrund stagnierenden C-Eintrags Neben CO 2 -Freisetzung auch langfristig negative Effekte bezüglich Bodenfruchtbarkeit und landwirtschaftliche Produktivität Landwirtschaftlich genutzte Böden besitzen allerdings ein großes C- Sequestrierungspotential, Ackerböden in Bayern nur zu 50% C-gesättigt Erhöhte Rückführung von Ernterückständen, optimierte Fruchtfolgen, Ausweitung des Zwischenfruchtanbaus und Agroforstwirtschaft als Maßnahmen zur gezielten Festlegung von C in Böden Mai

17 Danke für Ihr Interesse! Literatur: Wiesmeier M, Hübner R, Kögel-Knabner I (2015) Stagnating crop yields: An overlooked risk for the carbon balance of agricultural soils? Science of the Total Environment, 536, Wiesmeier M, Hübner R, Spörlein P, Geuß U, Hangen E, Reischl A, Schilling B, von Lützow M, Kögel-Knabner I (2014) Carbon sequestration potential of soils in southeast Germany derived from stable soil organic carbon saturation. Global Change Biology 20(2), Wiesmeier M, Hübner R, Dechow R, Maier, H, Spörlein P, Geuß U, Hangen E, Reischl A, Schilling B, Angst, G., von Lützow M, Kögel-Knabner I (2014) Estimation of past and recent carbon input by crops into agricultural soils of Bavaria. European Journal of Agronomy, 61, Mai

Ähnliche Dokumente

Wieviel Humusaufbau ist in Bayern möglich? Umsetzungsmöglichkeiten der 4 -Initiative

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Wieviel Humusaufbau ist in Bayern möglich? Umsetzungsmöglichkeiten der 4 -Initiative Martin Wiesmeier, Johannes Burmeister, Melanie Treisch, Robert Brandhuber