Klimaschutz - Moornutzungsstrategien

Abschätzung des Klimaentlastungspotenzials, der betriebswirtschaftlichen Effekte und des volkswirtschaftlichen Nutzens von alternativen Moornutzungen

Kurzfassung:

Klimaschutz - Moornutzungsstrategien

Weltweit sind in Mooren bis zu 450 Milliarden Tonnen Kohlenstoff festgelegt, was etwa einem Drittel des Bodenkohlenstoffs entspricht. Durch intensive Nutzung oder Klimawandel sind diese Kohlenstoffspeicher gefährdet. Nutzungsbedingte Emissionen aus deutschen Mooren werden mit bis zu 12 Millionen Tonnen Kohlenstoffäquivalenten pro Jahr geschätzt. Damit zählen Moore zu den größten Einzelquellen. Alternative Moornutzungen, etwa durch extensivere Wiesen- und Weidennutzungen, Anbau von nachwachsenden Rohstoffen oder Renaturierung, bieten das Potenzial, diese Emissionen zu reduzieren. Um den gesamten Klimaeffekt zu betrachten, müssen aber neben Kohlendioxid gerade in Mooren auch die Flüsse von Methan und Distickstoffoxid erfasst werden. Da die Datenlage für die Abschätzung des Klimaentlastungspotenzials durch Moormanagement noch sehr lückenhaft ist, wird in sechs repräsentativ über Deutschland verteilten Moorgebieten der Spurengashaushalt mittels Haubentechniken untersucht. Die betriebswirtschaftlichen Effekte einer Umnutzung zu klimaentlastenden Nutzungsformen werden ebenso abgebildet wie der volkswirtschaftliche Nutzen. Basierend auf Szenarien zukünftiger Flächennutzung werden fernerkundungsgestützte Methoden zur Hochskalierung der erwarteten Entlastungseffekte erprobt.

TUM-VegÖk

Lehrstuhl für Vegetationsökologie
Wissenschaftszentrum Weihenstephan,
Technische Universität München,

Prof. Dr. Jörg Pfadenhauer
Dr. Matthias Drösler (Projektleitung Gesamtverbund)
Dr. Wolfram Adelmann
Dipl.Biol. Christoph Förster
Msc. Lindsey Bergmann

Am Hochanger 6 85350 Freising
tel. 08161 713715
fax. 08161 714143
droesler@wzw.tum.depfadenhauer@wzw.tum.de

IÖW

Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung

Dipl.Ökonom Ulrich Petschow
Dipl.-Ing.agr. Alexandra Dehnhardt

IÖW-Geschäftsstelle Berlin
Potsdamer Straße 105
D-10785 Berlin
tel. 030 88459423
fax. 030 8825439
ulrich.petschow@ioew.dealexandra.dehnhardt@ioew.de

LBEG

Niedersächsisches Landesamt für Boden, Energie und Geologie

Dr. Heinrich Höper
Doktorand NN

Friedrich-Mißler-Str. 46-48,
28211 Bremen
tel. 0421 2034647
fax. 0421 20346-10
h.hoeper@bgr.de

MPI

Max-Planck-Institut für Biogeochemie,

Prof. Dr. Ernst-Detlev Schulze
Dr. Annette Freibauer
Dipl.Biol. Maria Hahn

P.O.Box 100164,
07701 Jena
tel. 03641 576164
fax. 03641 577100
afreib@mpi-bgc.de

TUM-WDL

Lehrstuhl für Wirtschaftslehre des Landbaus,
Wissenschaftszentrum Weihenstephan,
Technische Universität München,

Prof. Dr. Alois Heißenhuber
Dr. Jochen Kantelhardt
Dipl.-Ing.agr. Lena Schaller

Alte Akademie
85350 Freising
tel. 08161 714008
fax. 08161 714426
kantelhardt@wzw.tum.de

ZALF-BLF

Institut für Bodenlandschaftsforschung,
Leibniz-Zentrum für Agrarland-schaftsforschung (ZALF) e.V.,

Prof. Dr. Michael Sommer
Dr. Lothar Müller
Dipl.Geogr. Franz Zinnecker

Eberswalder Str. 84
15374 Müncheberg
tel. 033432 82400
fax. 033432-82233
sommer@zalf.de

ZALF-LSD

Institut für Landschaftsstoffdynamik,
Leibniz-Zentrum für Agrarland-schaftsforschung (ZALF) e.V.,

Prof. Dr. Jürgen Augustin
Dipl.-Biol. Merten Minke Herr Schmidt

Eberswalder Str. 84
15374 Müncheberg
tel. 033432 82376
fax. 033432-82233
jaug@zalf.de

Im Strukturbild kommt der Charakter des Vorhabens zum Ausdruck: Die Testgebiete sind die Objekte (Säulen) in denen in einem vergleichenden Ansatz die querschnittsorientierten Arbeitspakete (horizontale Flächen) durchgeführt werden. Es sind jeweils nur die für das AP verantwortlichen Partner genannt, wobei generell alle Partner an der Bearbeitung beteiligt sind, die für das jeweilige AP wesentliche Beiträge liefern können. So wird beispielsweise das AP Politikberatung in enger Zusammenarbeit zwischen MPI und TUM-VegÖk bearbeitet.

Ermittlung des Spurengasaustausches (LBEG, TUM-VegÖk, ZALF-LSD)

In sechs deutschen Testgebieten werden Spurengasmessungen mittels Haubentechniken in einem vergleichenden Ansatz zwischen den verschiedenen Landnutzungstypen durchgeführt. Es werden Intensitätsgradienten in bestehenden und evtl. zukünftig relevanten Flächennutzungen abgebildet.

Für die Jahresbilanzen ist geplant, die Messungen über die beiden Messjahre (2007/2008) durchzuführen, wobei neben dem Monitoring auch experimentelle Prozessstudien (z.B. Verschattungsexperimente, kleinstandörtliche Unterschiede insbesondere in Weidesystemen etc.) durchgeführt werden. Um jahreszeitliche Unterschiede und Extreme in die Bilanzen einbauen zu können, werden die Messungen jeweils über das gesamte Kalenderjahr stattfinden.

Spurengase im Bodenprofil (MPI, ZALF-LSD)

Produktionsraten und -bedingungen für CO2, CH4 und N2O im Bodenprofil werden an Bodensäulen aus den Testgebieten im Laborversuch erfasst und wesentliche Steuerparameter für den Spurengasaustausch (z.B. Wasserstand, Strahlung, Temperatur) manipuliert. Dies dient dazu, die Reaktion der Spurengasflüsse unter kontrollierten und extremen Bedingungen zu erfassen und damit die Modellierung des Gasaustausches zu unterstützen.

Modellierung der Spurengasbilanzen (TUM-VegÖk, MPI)

Die haubenbasierte Erfassung der Spurengasflüsse wird in einem kampagnenorientierten Ansatz in Zeitschritten von 2-3 Wochen durchgeführt. Diese Kampagnen dienen der Parametrisierung von Austauschmodellen anhand von Steuerparametern wie Strahlung, Temperatur. Für die jeweiligen Gase werden unterschiedliche Modellierungsverfahren eingesetzt, je nach standortbezogener Abhängigkeit der Gasflüsse von den Ausprägungen der Steuerparameter. Die Modellierung wird auf 0.5 Stunden-Schritte ausgelegt. Im TG4 können erstmals manuelle und automatische Hauben in einem vergleichenden Ansatz nebeneinander gefahren werden und erlauben, die modellierten Spurengasbilanzen mit direkt gemessenen zu validieren. Ergebnis der Modellierung sind robuste Emissionsfaktoren für die jeweiligen Gase, die sensibel auf Zustandsparameter reagieren. Diese Emissionsfaktoren werden in die Regionalisierung der Spurengasbilanzen eingespeist.

Regionalisierung der Spurengasbilanzen für die Testgebiete unter der Flächennutzung der Szenarien und Hochskalierung (ZALF-BLF)

Die ermittelten Emissionsfaktoren werden anhand der Flächennutzungen im IST-Zustand und in den identifizierten Szenarien auf das jeweilige Gesamtgebiet hochskaliert. Die Basis dieser Hochskalierung bildet eine Landnutzungsklassifikation aus Fernerkundungsdaten. Für eine Gebietsgröße von ca. 30 km 2 wird der Effekt unterschiedlicher räumlicher Auflösung von Eingangsdaten auf die Spurengas-Flächenbilanzen quantifiziert. Unter der Annahme, dass sich aus der Kombination von Landnutzungs- mit Bodeninformationen geeignete Indikatoren für die Extrapolation der annuellen Spurengasflüsse ergeben, lassen sich letztere auch in größere Raumausschnitte hochskalieren. Hierfür werden in den TG´s z.B. hyperspektrale Sensoren insbesondere für die flächenhafte Darstellung des Bodenwasserhaushaltes verwendet und mit den Flächennutzungen verrechnet.

Betriebswirtschaftliche Analyse der Landnutzungsszenarien der Testgebiete (TUM-WDL)

Im Rahmen ausführlicher einzelbetrieblicher Modellrechnungen mehrerer Szenarien werden die ökonomischen Konsequenzen klimaverträglicher Bewirtschaftungsmaßnahmen, unter Berücksichtigung gegenwärtiger und zukünftiger agrarpolitischer Entwicklungen, berechnet. Die Szenarienrechnungen sollen hierbei so gestaltet sein, dass sich die ökonomischen Kenndaten auf die Gesamtsituation der Moorstandorte in Deutschland übertragen lassen. Als Datengrundlage zur betriebswirtschaftlichen Situation in den Testgebieten werden bereits vorliegende statistischer Daten ausgewertet, zudem erfolgt die Befragung betroffener Landwirte und entsprechender Experten vor Ort.

Volkswirtschaftliche Analyse der Landnutzungsszenarien für die Testgebiete (IÖW)

Eine volkswirtschaftliche Analyse untersucht die Konsequenzen alternativer Nutzungsformen in ihren Effekten auf die Bereitstellung verschiedener ökologischer Leistungen. Die positiven Effekte der betrachteten Landnutzungsszenarien auf verschiedene Nutzenkategorien des gesamten Wertes eines Ökosystems werden identifiziert, quantifiziert und anschließend einer ökonomischen Bewertung zugeführt. Die Effekte der Landnutzungsänderungen werden in ihren unterschiedlichen Kosten- und Nutzenaspekten (über die Minderung der Treibhausgase hinaus) bewertet und auf ihre Verteilungsaspekte überprüft.Die Kosteneffizienz der Maßnahmen des Moorschutzes wird zudem in Relation zu Maßnahmen bspw. in der Industrie bewertet.

Gesamtökonomische Bewertung der Landnutzungsszenarien (TUM-WDL, IÖW)

Im Rahmen einer gesamtwirtschaftlichen Nutzen-Kosten-Analyse werden positive und negative Effekte der betrachteten Landnutzungsszenarien zusammen geführt. Neben der rein monetären Bewertung ist in diesem Schritt auch eine Expertenbefragung vorgesehen sowie partizipative Ansätze, die die Akzeptanz der Veränderung der Landnutzungen vor Ort überprüft. Die gesamtökonomische Analyse liefert damit Beiträge zur Bewertung der Szenarien.

Stakeholderbeteiligung (IÖW, TUM-WDL, LBEG, TUM-VegÖk, ZALF-LSD)

Die Einbeziehung der unterschiedlichen Stakeholder soll zur Bereitstellung von Informationen beitragen, zudem sollen die hemmenden und fördernden Faktoren der Umsetzung von Maßnahmen zum Klimaschutz durch Moormanagement identifiziert werden. Die in dieses Verfahren eingebundenen Stakeholder umspannen sowohl die Landnutzer und Interessensvertreter aus den Testgebieten, die Gebietsbetreuungsorganisationen aber auch Vertreter von Behörden, in deren Verantwortungsbereiche Themen der Testgebiete fallen (z.B. Naturschutzbehörden, Wasserwirtschaft, Landwirtschaftsämter, ländliche Neuordnung) oder die übergeordnete Programme mit Auswirkungen auf die Testgebiete und die Umsetzung des hier beantragten Vorhabens vertreten (zuständige Ministerien für z.B. Moorentwicklungsprogramme, Klimaschutzstrategien etc).

Politikberatung (MPI, TUM-VegÖk)

Die im Projekt geplante Politikberatung konzentriert sich auf Klimaschutz und seine Synergien mit anderen Politikfeldern. Dazu werden halbjährliche Auswertungen der internationalen Verhandlungen zum zukünftigen Klimaschutz im Hinblick auf Anrechenbarkeit von Moorschutz erfolgen. Mindestens einmal jährlich findet ein Austausch mit den deutschen Vertretern bei den internationalen Verhandlungen im Bereich Biosphäre statt. Zudem werden die Projektergebnisse für die deutsche Bundes- und Landespolitik sowie, je nach Stand der Ergebnisse, auf den Weltklimakonferenzen 2008 oder 2009, präsentiert. De weitern werden politikspezifische Toolkits zur praktischen Umsetzung für die Zielgruppen „Internationale, nationale und regionale Politik“ sowie „lokale Bevölkerung, Interessengruppen, Landnutzer“ erstellt.

TG1 Ahlen-Falkenberger Moor (Niedersachsen):

Hochmoor

• 2 Naturschutzgebiete (naturnahe Hochmoorvegetation) im westlichen und östlichen Bereich
• landwirtschaftliche Nutzung (v.a..Grünland; vereinzelt Acker) in Nordwesten und zentralem Bereich
• Teilbereiche mit Abtorfung
• 2 Untersuchungs-Teilgebiete: 1 naturnaher sowie 1 landw. genutzter bzw. wiedervernässter Bereich

TG2 Niedermoore in der Dümmer-Region (Niedersachsen):

Nährstoffreiche Verlandungs- und Überflutungs-Niedermoore

• überwiegend als Grünland, zunehmend auch als Ackerland genutzt
• Wiedervernässung in einigen Gebieten (Osterfeiner Moor)
• TG2a: seit über 10 Jahren Vernässungsvarianten auf extensiv genutztem Niedermoorgrünland
• TG2b:Untersuchung intensiv landwirtschaftlich genutzter Flächen im Umfeld einer Boden-Dauerbeobachtungsfläche; Ackerbau (Silomais) und intensives Grünland als Varianten

TG3 Peene-Flusstalmoor (Mecklenburg-Vorpommern):

tiefgründige, stark entwässerte Durchströmungsniedermoore in enger Verbindung mit Quellmooren

• Teil des Naturschutzgroßprojektes "Peene-Haff-Moor/Peenetal" (Gesamtfläche ca. 45.000 ha)
• zahlreiche Natur-, Landschafts- und EU-Vogelschutzgebiete
• Vegetationskomplexe: Saatgrasland, Wälder, Riede, Röhrichte, Feuchtwiesen, Staudenflure
• Landwirtschaftliche Nutzung: extensives Grünland
• Bis 2008 werden ca. 20.000 ha wiedervernässt oder rücküberflutet (Moorschutzprogramm M-V)

TG4 Rhin-Havelluch (Brandenburg)

flachgründiger, stark entwässerter Versumpfungsmoorkomplex

• extensiv genutztes Grünland (Wiese und Weide) mit periodischem Umbruch (Anbau von Silomais)
• angespannter Landschaftswasserhaushalt à kaum Chancen zu Wiedervernässung/Rücküberflutung.
• neben extensivem Grasland u. intensiver Grünlandnutzung, Anbau nachwachsender Rohstoffe als klimatisch und ökonomisch interessante Alternative
• Forschungsstation Paulinenaue des ZALF: seit Beginn der 1990er Jahre Lysimeter-, und Feld- und Großflächenexperimente: Untersuchung der Praxistauglichkeit einer breiten Palette alternativer und moorschonender Varianten der Grünlandnutzung (extensive Wiese und Weide, Anbau von nachwachsenden Rohstoffen) im Vergleich zur herkömmlichen Bewirtschaftung (Umbruch)

TG5 Freisinger Moos (Bayern)

Durchströmungsniedermoor:

• dominierende Grünlandnutzung (intensiv und extensiv), randlich auch Ackernutzung
• bedeutendes Wiesenbrütergebiet (großflächige Grünlandbewirtschaftung)
• sekundäre Kleinseggenrieder, Großseggenrieder und Weidengebüsche markieren Zielzustände für renaturierte Niedermoorflächen
• experimentelle Renaturierung während des Projektes auf Streuwiesen und intensiv genutztem Grasland geplant

TG6 Mooseuracher Moore: Breitfilz (Bayern)

Hochmoorkomplexe innerhalb der ausgedehntesten Hochmoorregion in Süddeutschland

• dominiert von vorentwässerten Hochmoorheiden, Hochmoorbirken- und Spirkenwäldern, naturnahen Hochmoorflächen, extensiver Wiesennutzung und Renaturierungsflächen
• experimentelle Renaturierungsvarianten (1993)
• Ende 2005 zweite Stufe der Renaturierungsmaßnahmen.
• Erfassung des zeitlichen Effektes unterschiedlich alter Renaturierungsflächen auf die Spurengasbilanzen in einem engem räumlichen Verbund