Viele Länder erwägen oder haben bereits geplant, tiefliegendes Ackerland in Feuchtgebiete umzuwandeln, um CO2-Emissionen einzusparen. Die Idee ist, dass sauerstoffarme Böden in Feuchtgebieten weniger Treibhausgase ausstoßen als sauerstoffreiche Kulturflächen und so dem Klima zugute kommen.
Doch solche Umstellungen könnten einen überraschend hohen Preis für das Klima haben, warnen Biologen der Universität Süddänemark.
„Es besteht die Gefahr, dass neue Feuchtgebiete am Ende mehr Treibhausgase ausstoßen, als sie aufnehmen“, sagt Erik Kristensen, Professor für Ökologie an der Universität Süddänemark.
Das Problem betrifft insbesondere Süßwasserseen mit stehendem Wasser. Wenn das überschwemmte Gebiet wie ein Moor nur feucht gehalten wird, sinken die Methanemissionen deutlich.
Zusammen mit Kollegen aus der Abteilung Biologie verfolgt Kristensen seit mehreren Jahren ein großes Landgebiet namens Gyldensteen Strand in Dänemark. Im Jahr 2014 wurde im Rahmen eines von der Aage V. Jensen Nature Foundation durchgeführten Natursanierungsprojekts das bewirtschaftete Tieflandgebiet überschwemmt.
Da das Projekt in Europa einzigartig ist, führten die Forscher eine Reihe von Forschungsprojekten durch, um mehr darüber zu erfahren, was passiert, wenn ehemalige tiefliegende landwirtschaftliche Flächen in Feuchtgebiete umgewandelt werden. Dieses Wissen kann Gesetzgebern und Behörden dabei helfen, die bestmöglichen und intelligentesten Entscheidungen zu treffen, wenn landwirtschaftliche Flächen nicht mehr für Feuchtgebiete genutzt werden.
„Wir führen dieses Großexperiment nun schon seit mehreren Jahren durch und es zeigt uns, dass große Mengen Methan in die Atmosphäre freigesetzt werden, wenn Land mit Süßwasser überschwemmt wird und dadurch flache Seen entstehen. Deshalb sagen wir: Wenn Sie umrechnen wollen.“ „Um tiefliegende Küstengebiete in Feuchtgebiete umzuwandeln, tun Sie dies möglichst mit Salzwasser“, sagt Kristensen.
Die von Kristensen gemeinsam mit den Biologen Susan Guldberg Petersen und Cintia Quintana vom Fachbereich Biologie der Universität Süddänemark verfasste Studie wurde in veröffentlicht Flussmündungen und Küsten.
Gyldensteen Strand wurde in zwei Teilen überflutet: ein Teil mit Meerwasser nach der Entfernung der Deiche und ein anderer Teil mit Süßwasser. Es sind die Studien zu den Treibhausgasemissionen dieser beiden unterschiedlichen Feuchtgebiete, die Forscher nun dazu veranlassen, vor der Schaffung flacher Süßwasserseen zu warnen.
Besser sind Moore und Feuchtwiesen
„Wir sehen, dass es bei stehendem Süßwasser in einem Feuchtgebiet, selbst wenn es nur 10 Zentimeter Wasser ist, zu einer erheblichen Methanemission kommt. Das Gleiche passiert nicht in einem mit Salzwasser überfluteten Gebiet“, sagt Kristensen.
Daher empfiehlt er, wenn möglich, mit Meerwasser zu fluten. Wenn alternativ nur Süßwasser für Überschwemmungen vorhanden ist, muss stehendes Wasser vermieden werden; Stattdessen sollte die Fläche als feuchte Wiese ohne stehendes Wasser angelegt werden.
„Das Problem ist stehendes Wasser. Unsere Studien zeigen, dass, wenn ein Süßwassergebiet nur feucht ist, wie zum Beispiel ein Moor oder eine Feuchtwiese ohne stehendes Wasser, Sauerstoff aus der Atmosphäre eindringt und den Bakterien in der feuchten Oberfläche hilft, das gesamte Methan zu verbrauchen.“ sickert aus tieferen sauerstofffreien Schichten nach oben“, erklärt Kristensen.
Der Studie zufolge sind erhebliche Mengen Methan im Spiel.
Die Forscher betonen, dass ihre Berechnungen aus Messungen und Daten aus dem Süßwassergebiet von Gyldensteen Strand, einem See namens Engsø, extrapoliert wurden, der 144 Hektar groß ist und eine durchschnittliche Tiefe von 1 Meter hat. Bei der Berechnung wird davon ausgegangen, dass sich andere Gebiete ähnlich wie Engsø verhalten.
„Einige Gebiete werden weniger Methan ausstoßen, während andere mehr ausstoßen werden, aber insgesamt glauben wir, dass wir daraus extrapolieren können“, sagt Kristensen.
Die hochgerechneten Berechnungen zeigen, dass bei der Umwandlung von 100.000 Hektar in Süßwasserfeuchtgebiete mit stehendem Wasser pro Jahr Methan freigesetzt wird, das fast 6 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten entspricht.
Natürlich gibt es auch einen CO2-Vorteil durch den Verzicht auf die Bewirtschaftung dieser Flächen, der sich auf etwa 3 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente beläuft. Dies sollte von den 6 Millionen Tonnen abgezogen werden. Daher beträgt das Nettoergebnis 3 Millionen Tonnen.
Methan sprudelt aus dem überfluteten Süßwassersee Engsø in Dänemark. Bildnachweis: Birgitte Svennevig/SDU
Mit anderen Worten: Die 100.000 Hektar würden 3 Millionen Tonnen mehr CO2-Äquivalente produzieren, als wenn sie weiterhin bewirtschaftet würden. Dies entspricht den Emissionen von rund 750.000 Kühen. In Dänemark gibt es rund 1,5 Millionen Kühe.
Das andere überschwemmte Gebiet in Gyldensteen Strand ist eine Küstenlagune, die entstand, nachdem Deiche entfernt wurden und Meerwasser das Gebiet überfluten konnte.
„In der Küstenlagune sind die Zahlen viel besser. Es wird kein CO2 ausgestoßen, das ist eine Verbesserung im Vergleich zu der Zeit, als es landwirtschaftlich genutzte Flächen waren“, sagt Kristensen.
Der Grund liegt im sauerstoffarmen Schlamm unter dem Salz- und Süßwasser, in dem verschiedene Bakterien ins Spiel kommen.
Methanproduzierende Bakterien gedeihen im Süßwasser, werden jedoch im Salzwasser gehemmt. Sie sind auch dann aktiv, wenn der Boden nur feucht ist, dann hilft der Luftsauerstoff jedoch sauerstoffverzehrenden Bakterien in der Nähe der Oberfläche, das Methan zu verbrauchen. Daher werden aus feuchten Böden nur geringe Mengen Methan freigesetzt.
Zukunftspläne für tiefliegendes Land
Allerdings hemmt der viel geringere Sauerstoffgehalt im stehenden Wasser die methanfressenden Bakterien, sodass große Mengen Methan freigesetzt werden können, die im Wasser versickern oder aufsteigen.
„Wenn wir auf Exkursionen nach Engsø sind und durch das Wasser waten, können wir sehen, wie sich dort, wo wir gehen, Blasen bilden. Das ist Methan, das aus dem Schlamm freigesetzt wird, wo wir hintreten“, erklärt Kristensen.
Er betont, dass solche Methanblasen bei der Messung von Methanemissionen aus Süßwasserfeuchtgebieten berücksichtigt werden sollten.
„Wenn man nur die Versickerung misst, erhält man viel niedrigere Werte. Aber um ein genaues Bild zu erhalten, sollten die Blasen berücksichtigt werden. Ich glaube, dass die Erkenntnisse, die wir von Gyldensteen Strand gewonnen haben, in zukünftige Wasseraktionspläne einbezogen werden sollten, damit wir „Wir können neue Feuchtgebiete intelligent gestalten. Ansonsten besteht die Gefahr, dass Feuchtgebiete entstehen, die nicht klimafreundlich sind“, sagt Kristensen.
Mehr Informationen:
Susan Guldberg G. Petersen et al., Treibhausgasemissionen aus landwirtschaftlichen Flächen vor und nach dauerhafter Überschwemmung mit Meer- oder Süßwasser, Flussmündungen und Küsten (2023). DOI: 10.1007/s12237-023-01218-6