Kelle und Boden

Wie wichtig sind die Böden für die Speicherung von CO2?

Prominente Institutionen und Organisationen sind in dieser Frage einig. Sie ordnen den gesunden Böden einen großen Beitrag zu. Laut der Heinrich-Böll-Stiftung enthalten unsere Böden mehr Kohlenstoff als alle Pflanzen der Erde und die Atmosphäre zusammen.[1]  Die Max-Planck-Gesellschaft [2] betont, dass der Boden etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff besteht und somit den wichtigsten Kohlenstoffspeicher der Erde ausmacht . Kohlenstoff wird sowohl an der Oberfläche als auch in der Tiefe gespeichert.  Im Untergrund ist Kohlenstoff in den  Sedimenten in Form von  (Kalkgesteinen, Schiefern, Gashydraten, Öl, Kohle etc.) enthalten[3]. Das ist das Ergebnis natürlicher und geologischer Prozesse über Millionen von Jahren[4]. Bei der Verbrennung dieser fossilen Rohstoffe entweicht CO2 in die Atmosphäre, das theoretisch wieder in geologischen Speicherstätten-Gesteinsschichten- zurückgeführt werden kann. Die technischen Konzepte für die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid sind nicht unumstritten. Das Stichwort lautet CCS- Technologien[5]. Eine Auseinandersetzung erfolgt in unserer Webseite. “Zählt man die Sedimente dazu,  ist der Boden der mit Abstand größte Kohlenstoffspeicher der Erde[6]”. Abgesehen von den Sedimenten lenken wir kurz den Blick nur auf die Erdoberfläche.

 

Aber wie kommt der Kohlenstoff überhaupt in den Boden?

Das Stichwort lautet Humusaufbau[7]. Bei der Photosynthese entnehmen Pflanzen der Luft  Kohlenstoff, der im Anschluss teilweise über die Wurzeln in den Boden abgegeben wird. Stirbt die Pflanze, somit geht die gesamte organische Masse in den Boden über. Dort zersetzen kleine Mikroorganismen die abgestorbenen Pflanzenteile.  Bakterien, Pilzen, Wasser und Luft wandeln die Wurzeln, Blätter und Pflanzenreste im Boden zu Humus um. Der Kohlenstoff im Humus, sprich in den abgestorbenen und teilweise umgewandelten Pflanzenresten, bleibt sehr lange im Boden gebunden. Bei diesem Prozess der Humusbildung kommt ein Kreislauf zustande. Denn der Kohlenstoff wird zum Teil auch als gasförmiges Kohlendioxid wieder freigesetzt (zum Beispiel durch die Atmung und Verdauung der Mikroorganismen).

Genau diese Wechselwirkung mit der Atmosphäre bedeutet, dass Boden gleichzeitig eine der wichtigsten natürlichen Quellen für CO2. Jährlich entweicht etwa die 10-fach höhere Menge CO2 aus Böden in die Atmosphäre als bei der Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt wird[8]. Diese Menge unterliegt starken natürlichen Schwankungen, wird aber auch durch Landnutzung und Umweltänderungen beeinflusst.

 

Die verschiedenen Bodenarten unterscheiden sich in ihre Kapazität Kohlenstoff zu binden. Moore leisten den größten Beitrag dazu- sie nehmen weltweit etwa doppelt so viel CO2 wie alle Wälder zusammen auf[9]. Deswegen bezeichnet der NABU sie als die effektivsten Kohlenstoffspeicher an Land[10]. Hier ein Video zur Veranschaulichung.

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Black Soil
 

Diese artenreichen Ökosysteme sind weitgehend zerstört worden. Menschliche Aktivitäten, wie die landwirtschaftliche Nutzung und Torfabbau, haben die intakten Moorflächen deutlich reduziert.  Die  Trockenlegung von diesen  Gebieten führt unmittelbar zu einer Beschleunigung des Ausstoßes von CO2 in die Atmosphäre. Auch andere Bodentypen leiden von der menschlichen Aktivität und der Bewirtschaftung. Die Düngung mit mineralischen Stickstoffdüngern und Wirtschaftsdüngern sowie die Ernterückstände zerstören den Humus und somit begrenzen die Fähigkeit der Böden CO2 aufzunehmen[11]. Trotzdem lässt sich auch in bewirtschafteten Böden deutlich mehr Kohlenstoff binden. Dies stellt eine große Herausforderung für die Fort-und Landwirtschaft.

Die Umstellung von konventionellem Landbau auf ökologischen Landbau kann einen weiteren Humusaufbau ermöglichen. Neben der Verbesserung der Bodenqualität lässt sich eine große Menge CO2 langfristig binden bzw. aus der Atmosphäre entfernen. Eine vielversprechende Methode ist die Einbringung von karbonisierten Pflanzenresten (Pflanzenkohle), welche beispielsweise mit Ernteresten, Mist, Gülle usw. vermischt werden können. Durch die Herstellung von Pflanzenkohle kann eine signifikante Entlastung der Atmosphäre erzielt werden[12]. Die Verwendung von Pflanzenkohle als Düngung leistet zusätzlich einen großen Beitrag zu guten Erträgen. Das ist effektiver Klimaschutz.

Neugierig geworden? Hier geht es zu weiteren spannenden Themen:

[1] Unmüßig, B., Töpfer, K., Weiger, H. Bauer, B., Bodenatlas. [Online]. Available: https://www.boell.de/de/bodenatlas (accessed: Aug. 25 2020).

[2] Schrumpf, M.,  Trumbore, S., Unser wichtigster Kohlenstoffspeicher: Wie der Boden als dünne Haut der Erde globale Stoffkreisläufe und das Klima beeinflusst [Online]. Available: Pflanzenkohle–eine Schlüsseltechnologie zur Schließung der Stoffkreisläufe. Ithaka Journal, 2012, 75-79. https://www.mpg.de/4705567/Kohlenstoffspeicher_Boden

[3] Davydova, S. Götze, S., Permafrostböden: Klimakiller auf Zeit. Movum, 6 (2015), 16

[4] Brenner, H. Wie ist Erdöl entstanden?  [Online]. Available: https://www.planet-wissen.de/technik/energie/erdoel/pwiewieisterdoelentstanden100.html

[5] Wadhams, P., Can carbon removal save us? https://arcticwwf.org/newsroom/the-circle/arctic-tipping-point/can-carbon-removal-save-us/

[6] Davydova, S. Götze, S., Permafrostböden: Klimakiller auf Zeit. Movum, 6 (2015), 16; [Online]. Available: http://www.movum.info/images/ausgaben/heft6.pdf

[7]Dr. Kolbe, H  Humus 1: Was ist Humus? [Online]. Available: https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/pflanzenbau/bodenschutz/humus-1-was-ist-das.html

[8] Stiftung Lebensraum, Einführung Humuszertifkate in RLP [Online]. Available: https://stiftunglebensraum.org/wp-content/uploads/2019/06/Stiftung-Lebensraum_Einfu%CC%88hrung-Humuszertifikate-in-RLP.pdf

[9] Bund, Moore: Refugien für seltene Arten und wichtiger Klimaschützer [Online]. Available: https://www.bund.net/themen/naturschutz/moore-und-torf/

[10] NABU, Moorschutz, [Online]. Available: https://www.nabu.de/natur-und-landschaft/moore/index.html

[11] Scheffler, M., Wiegmann, K. Quantifizierung von Maßnahmen der deutschen Zivilgesellschaft zu THG-Minderungspotenzialen in der Landwirtschaft bis 2030,[Online]. Available: https://www.klima-allianz.de/publikationen/publikation/studie-mit-welchen-massnahmen-ist-das-klimaziel-2030-im-bereich-landwirtschaft-sicher-zu-erreichen/

[12]  Thünen, Pflanzenkohle in der Landwirtschaft, [Online]. Available: https://www.thuenen.de/de/ak/projekte/pflanzenkohle-in-der-landwirtschaft/