Workshop 2: Boden und Landwirtschaft Flächenumwandlung und CO 2 -Bilanz Heinrich Höper Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Referat L3.4 Boden- und Grundwassermonitoring Gliederung 1. Bedeutung im Nationalen Treibhausgas-Inventar 2. C-Emissionen durch Moornutzung 3. C-Emissionen durch Grünlandumbruch 4. Möglichkeiten und Grenzen der C-Sequestrierung 5. Schlussfolgerungen 1
CO 2 -Emissionen in Deutschland nach Sektoren Nationaler Treibhausinventarbericht (UBA, 2008) Emission, alle Sektoren 1 Emission, Sektoren 4+5 1 Grünlandumbruch 1 Energie 4 Landwirtschaft 5 LULUCF LULUCF (ca. 4 %) Landwirtschaft (ca. 6 %) 1.047 Mt 106 Mt (ca. 10 %) LULUCF = Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forst 1 Wälder als Senke (-79 Mt) hier nicht berücksichtigt 4+5 Moorgrünland (CO 2 ) Wirtschaftsdünger Moore- Acker (CO 2 ) Viehhaltung (Methan) Böden (N 2 O) 2 Industrieprozesse CO 2 -Emissionen in Deutschland nach Sektoren Bedeutung des Sektor Landnutzung / Landnutzungsänderung Die Sektoren 4 Landwirtschaft und 5 Landnutzung/ Landnutzungsänderung (LULUCF) gehören nach Energie zu den wichtigsten Verursachern für Treibhausgasemissionen in Deutschland. Emissionen aufgrund von Landnutzung/Landnutzungsänderung (LULUCF) nehmen einen Anteil von 4 % am nationalen Treibhausinventar ein. Die Emissionen, i.d.r. von CO 2, sind auf die landwirtschaftliche Nutzung der Moore und auf Grünlandumbruch zurückzuführen 2
Jährliche C-Verluste durch landwirtschaftliche Moornutzung nach Landnutzung und Moortyp Höper, 2007 Byrne et al., 2004 Hochmoore Niedermoore Byrne et al. (2004), http://gaia.agraria.unitus.it/ceuroghg/reportss4.pdf Höper (2007), Telma 37, S. 85 ff C-Verluste durch Grünlandumbruch: Der stärkste Abbau findet in den ersten Jahren statt 3
Auf manchen hydromorphen Böden kann der C-Verlust stärker ausfallen, als von UBA(2006) prognostiziert Kumulierte C-Verluste relativ zum Ausgangsgehalt nach Umwandlung von Grünland, Dauerkultur, Brache zu Acker - 50 60 % Klassifizierung der Risiken für den Verlust an organischem Kohlenstoff in Abhängigkeit des Bodens und der aktuellen Nutzung bzw. Nutzungsänderung (mod. nach Höper und Schäfer, 2008) Boden Mineralböden nicht hydromorphe Mineralböden (C-Vorrat 100 t ha -1 ) hydromorphe Mineralböden 2 (C-Vorrat 200 t ha -1 ) Hochmoor Niedermoor Niedermoor Nutzung 1 A Potenzielle Gefährdung Vernachlässigung der Humuswirtschaft Verlustrate (MW Dauer (Verlust>1 pot. C- Verlust über 10 Jahre) t C ha -1 a -1 ) t C ha -1 a -1 Jahre t ha -1 Stufe < 1 < 10 8 (-14) 1 G Umbruch 2-3 3 10-20 15-40 2 G A, G G A Entwässerung, Umbruch anhaltende Torfmineralisation anhaltende Torfmineralisation 5-7 3 20-40 100-200 3 3 7 30-100 400-500 4 8-15 30-100 >700 5 1 A = Acker, G = Grünland; 2 im wesentlichen Auenböden, Marschen und Gleye, 3 hohe Verluste von ca. 20 % des Vorrates (ca. 20-40 t C ha -1 ) im ersten Jahr 4
Möglichkeiten und Grenzen der C-Sequestrierung in Böden Reduktion der CO 2 -Emissionen durch Umwandlung von Moorackerland in Grünland oder durch optimale Wiedervernässung von Moorgrünland (gemittelt aus Byrne et al, 2004, und Höper, 2007) 5
C-Sequestrierung durch konservierende Bodenbearbeitung bzw. Konversion von Acker zu Grünland Mittlere Jahresraten über ca. 10 Jahre C-Sequestrierung durch Grünlandansaat Zeitlicher Verlauf Rothamsted, UK, Hessen + 12-20 t C/ha Cont. Grassland + 10 t C/ha Arable grassland + 22 t C/ha Johnston et al., 2009 Breuer und Frede 2006 6
C-Sequestrierung durch konservierende Bodenbearbeitung Zeitlicher Verlauf Literaturauswertung (Alvarez, 2005) Differenz zwischen konservierender (no-till + reduziert) und konventioneller (Pflug) Bodenbearbeitung (n = 87) Differenz im Mittel 2,1 t C/ha Maximal: 12 t C/ha Steady state nach 25-30 a C-Seq.: 0,4-0,5 t C/a Kein Einfluss von Temperatur, Niederschlag, Bodenart, Landbewirtschaftung Grenzen der C-Sequestrierung ökonomische Grenzen: Ertragsfähigkeit von Grünland, Kosten der Umstellung technische Grenzen: Kulturauswahl begrenzt, Herbizideinsatz zeitlich begrenzt: 10, max. 30 Jahre (Grünland ev. länger) reversibel /labil: C-Verlust nach Umbruch binnen 1-3 Jahren 7
Schlussfolgerungen 1. Durch landwirtschaftliche Moornutzung und Grünlandumbruch werden die höchsten Treibhausgas-Emissionen im Sektor Landnutzung, Landnutzungsänderung verursacht. Umbruch von Dauergrünland und eine Intensivierung der Entwässerung und Nutzung von Mooren sollte daher unterbleiben. 2. Die höchste Emissionsminderung wird durch Verzicht auf Bodenbearbeitung und Vernässung erzielt (Acker Grünland, Wiedervernässung von Moorgrünland) 3. Weitere Emissionsminderungen sind auf Mineralböden durch die Umwandlung von Acker in Grünland und durch konservierende Bodenbearbeitung möglich. Hierbei sind allerdings ökonomische, technische und zeitliche Grenzen zu beachten. 4. Es besteht Bedarf (a) an Moor schonenden Nutzungsalternativen (z.b. Sphagnenfarming, Weiden-/Erlen-/Schilfkultur) (b) an Wettbewerbsfähigen Verfahren der Grünlandnutzung (z.b. Grünschnitt für Biogasanlagen) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! heinrich.hoeper@lbeg.niedersachsen.de 8