Prärien, Steppen oder Savannen – Graslandschaften gibt es überall auf dem Planeten. Grasland-Ökosysteme bedecken eine Fläche von 52,5 Millionen km² und machen damit rund 40,5 % der Landoberfläche der Erde aus. Wiesen, Grünland oder auch Weiden können Hotspots der biologischen Artenvielfalt sein, tragen zur Nahrungsmittelproduktion bei und erbringen zahlreiche kulturelle Leistungen. Außerdem speichern sie rund ein Drittel des Kohlenstoffes weltweit und sind somit wichtige Verbündete im Klimaschutz.
Grünland speichert etwa 34 % des terrestrischen Kohlenstoffs, wobei etwa 90 % dieses Kohlenstoffs unterirdisch als Wurzelbiomasse und organischer Bodenkohlenstoff aufbewahrt wird. Diese enorme Speicherkapazität verdeutlicht, wie wichtig es ist, Grünland als Landnutzungsform zu erhalten, um Kohlenstoff dauerhaft zu binden. Doch noch immer wird intaktes Grünland in großem Umfang in Ackerflächen umgewandelt oder bebaut. Durch die mit der Bebauung einhergehende Versiegelung der Flächen können diese keinen Kohlenstoff mehr aus der Atmosphäre aufnehmen. Auch Monokulturen auf Ackerflächen führen zu einer reduzierten Kohlenstoffaufnahme.
Trotz seines Vorkommens auf fast allen Kontinenten spielt das Grasland im Vergleich zu anderen Lebensraumtypen in der Naturschutzdiskussion eine relativ untergeordnete Rolle. Auch die ökologische Bedeutung der grasbewachsenen Offenlandschaften für Natur, Mensch und Klima sind bisher nur selten prominent gewürdigt worden. Dabei bedecken Wälder nur etwa 30 % der Erdoberfläche – im Vergleich zu den 40,5 % der Grasland-Ökosysteme.
Bereits 90 % der ursprünglichen Graslandschaften in den gemäßigten Klimaregionen sind in landwirtschaftliche Flächen oder menschliche Siedlungen umgewandelt worden. Durch die veränderte Landnutzung sind diese Ökosysteme besonders von Übernutzung, Klimawandel und direkter Zerstörung betroffen. Zugleich gehören sie fast überall zu den am wenigsten geschützten Lebensräumen. Weltweit haben die biologische Vielfalt und die Funktionalität von Grünland erheblich abgenommen, was zu einer Verringerung der Kohlenstoffspeicherung führt. Das macht die Graslandschaften zu stark gefährdeten Ökosystemen, welche voraussichtlich am stärksten von den derzeitigen Klima- und Landnutzungskrisen betroffen sind.
In der Bewahrung des Graslands sehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine Win-win-Situation für Klima- und Naturschutz: Um die natürlichen Klimaschutzfähigkeiten besser nutzen zu können, müsse die Artenvielfalt in den Graslandschaften gestärkt werden. Denn neuere Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt die Speicherung von organischem Kohlenstoff im Boden erhöht, indem sie den Kohlenstoffeintrag in die unterirdische Biomasse steigert. Einfache, praktische Maßnahmen, wie etwa die Viehdichte auf Weiden zu verringern, könnten die Artenvielfalt erhöhen und damit preiswerte und kohlenstoffreiche Optionen für natürliche Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels im Grünland bieten.
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Quellen:
Spektrum, Science: Kohlenstoffbindung in Grasland, Science, Geschichte der Grasland-Ökosysteme
Der Kohlenstoffkreislauf in Grasflächen wird dargestellt und Einflussfaktoren wie Landnutzungsänderungen und Managementpraktiken analysiert. mehr
Es wird untersucht, wo sich der Kohlenstoff tatsächlich innerhalb des Kohlenstoffkreislaufs im Grasland befindet befindet. Weiterhin wird geforscht, wie effektiv die Kohlenstoffbindung ist, indem Pools und Flüsse modelliert und gemessen werden.
Dieser Artikel beschreibt die Prozesse der Kohlenstoffbindung und den Einfluss von Management, Klimawandel und steigendem CO2-Gehalt auf die zukünftige Kohlenstoffbindung. mehr
Die beträchtlichen Kohlenstoffvorräte, die in den Ökosystemen des gemäßigten Graslandes gebunden sind, befinden sich größtenteils unter der Erde in Wurzeln und Boden. Organisches Kohlenstoff (C) im Boden befindet sich in diskreten Pools, aber die Eigenschaften dieser Pools sind noch ungewiss. Die Kohlenstoffbindung kann direkt durch die Messung von Veränderungen in C-Pools und indirekt durch die Verwendung von Simulationsmodellen bestimmt werden. Gemessene und modellierte Raten der C-Sequestrierung reichen von 0 bis > 8 Mg C ha-1 yr -1. Die Bewirtschaftungspraktiken, das Klima und erhöhtes CO2 haben einen starken Einfluss auf die C-Sequestrierungsraten, und ihr Einfluss auf zukünftige C-Bestände in Grünlandböden wird berücksichtigt.
Gegenwärtig besteht ein erhebliches Potenzial zur Erhöhung der C-Sequestrierung in Grünlandsystemen der gemäßigten Zonen durch Änderungen in der Bewirtschaftung, aber der Klimawandel und die steigenden CO2-Konzentrationen in der Zukunft werden ebenfalls erhebliche Auswirkungen haben. Die globale Erwärmung könnte jede durch verändertes Management und erhöhte CO2-Konzentration angeregte Speicherung negieren, obwohl es immer mehr Anzeichen dafür gibt, dass das Gegenteil der Fall sein könnte.
Orginalstudien: 1. Schulze, E‐D., Riccardo Valentini, and M‐J. Sanz. "The long way from Kyoto to Marrakesh: implications of the Kyoto Protocol negotiations for global ecology." Global Change Biology 8.6 (2002): 505-518.
2. Post, Wilfred M., and Kyung C. Kwon. "Soil carbon sequestration and land‐use change: processes and potential." Global change biology 6.3 (2000): 317-327.
3. Follett, R. F., J. M. Kimble, and R. Lal. The potential of US grazing lands to sequester soil carbon. Lewis Publishers, Boca Raton, Florida, 2001
In dieser Studie wird der Einfluss von Alter der Grasflächen und verschiedene Managementpraktiken auf die Kohlenstoffbindung und -emissionen untersucht. mehr
Grasland ist eine potenzielle Kohlenstoffsenke, um den beispiellosen Anstieg des atmosphärischen CO2 zu reduzieren. Die Auswirkungen des Alters (1-4 Jahre) und der Bewirtschaftung (Gülle, Weidemischung mehrerer Arten) einer Grasphasen-Mischkultur auf die Kohlenstoffbindung und die Emissionen bei der Bewirtschaftung, wurden mit 17-jährigem Grasland und einem Erbsenfeld als Referenz verglichen. Die oberirdische Biomasse und die Wurzelbiomasse wurden bestimmt und die Böden wurden bebrütet, um die CO2-Emissionen nach einer Bodenstörung zu untersuchen.
Es gab eine beträchtliche Zunahme der Wurzelbiomasse mit dem Alter, aber eine Gleichgültigkeit bei den CO2-Emissionen über das Alter und die Bewirtschaftung auf temporärem Grasland, was auf ein Potenzial für die langfristige Bindung von Bodenkohlenstoff hinweist.
Dieser Report enthält Informationen zur Kohlenstoffspeicherung vieler Ökosysteme (auch Grasland) im Westen der USA und versucht, anhand eines Baseline Szenarios, die Kohlenstoffspeicherung bis 2050 zu bestimmen. mehr
Die Speicherung und der Fluss von Kohlenstoff sowie die THG-Flüsse wurden in den westlichen Vereinigten Staaten für die wichtigsten terrestrischen Ökosysteme (Wälder, Grasland/Buschland, landwirtschaftliche Flächen und Feuchtgebiete) und aquatischen Ökosysteme (Flüsse, Bäche, Seen, Mündungen und Küstengewässer) in zwei Zeiträumen untersucht: Einmal in der Basislinie (erste Hälfte der 2000er Jahre) und in der Zukunft (Projektionen von der Basislinie bis 2050).
In dieser Studie wird der Nutzen von Landnutzungsänderungen in den USA (Bspw. Umwandlung von Acker in Grasland) in Bezug auf die Kohlenstoffspeicherung berechnet. mehr
Die hier vorgestellte Überprüfung und Analyse konzentriert sich auf zwei potenzielle Landnutzungsänderungen (LUC): (1) Vermeidung der Umwandlung von bedrohtem Grasland (AGC) und (2) Umwandlung von marginalem Ackerland in Grasland (CCG). Dieses Themenpapier charakterisiert und bewertet diese Aktivitäten als potenzielle Kohlenstoffausgleichsprojekttypen in den Vereinigten Staaten.
Die Kohlenstoffspeicherung in Streuobstwiesen wird in dieser Studie berechnet. mehr
Um den Gesamtkohlenstoff einer Parzelle zu berechnen, wurde der Bodenkohlenstoff bis zu einer Tiefe von 60 cm in Kohlenstoff pro Quadratmeter umgewandelt und der oberirdische Kohlenstoff, d.h. der von den Bäumen bereitgestellte Kohlenstoff, hinzugefügt. Daraus ergaben sich bodenorganische Kohlenstoffwerte zwischen 7,58 kg C m-2 oder 75,79 Mg C ha-1 und 19,48 kg C m-2 oder 194,79 Mg C ha-1. Ein Vergleich der mittleren Bodenkohlenstoffwerte für jede Landnutzung zeigte, dass das Landnutzungsfeld den niedrigsten Wert von 7,58 kg C m-2 und die Weide mit 13,09 kg C m-2 den höchsten Wert aufwies, während der mittlere Bodenkohlenstoffwert für Streuobst mit 12,51 kg C m-2 etwas niedriger lag. Insgesamt betrug der durchschnittliche Anteil des Baumkohlenstoffs am Gesamtkohlenstoff 14,15 %.
Wenn der oberirdische Kohlenstoff der Bäume zum Bodenkohlenstoff addiert wird, hatten alle Orte auf den Streuobstwiesen einen höheren Kohlenstoffgehalt, mit Ausnahme des Ortes R1. Die Höchstwerte lagen hier bei 22,04 kg C m-2 bzw. 220,4 Mg C ha-1 auf Platz B1 und 16,93 kg C m-2 bzw. 169,3 Mg C ha-1 auf Platz K2. Das arithmetische Mittel des Streuobstkohlenstoffs stieg auf 14,68 kg C m-2 bzw. 146,7 Mg C ha-1 und lag damit höher als das für die Weide von 12,51 kg C m-2 bzw. 125,1 Mg C ha-1. Die Standardabweichung für beide Mittelwerte betrug 4,65 für Streuobst und 4,92 für Weide.
In diesem Report werden verschiedene Praktiken genannt, die Emissionen verringern und die Kohlenstoffbindung verbessern können. mehr
Die Umsetzung von Grünlandmanagementpraktiken, die die Kohlenstoffaufnahme durch Produktivitätssteigerung oder die Verringerung von Kohlenstoffverlusten (z.B. durch hohe Absorptionsraten) erhöhen, kann zu einer Nettoakkumulation von Kohlenstoff im Grünland führen - und atmosphärisches Kohlendioxid (CO2) binden.
Weltweit ist das Potenzial zur Kohlenstoffbindung durch die Verbesserung der Grünlandpraktiken oder die Sanierung von degradiertem Grünland beträchtlich - in der gleichen Größenordnung wie bei der land- und forstwirtschaftlichen Sequestrierung. Da Praktiken, die Kohlenstoff im Grasland binden, häufig die Produktivität erhöhen, könnte eine Politik, die darauf abzielt, die Praktiken der Kohlenstoffbindung in der Grünlandwirtschaft zu fördern, kurzfristig zu einer höheren Futterproduktion und einem verbesserten Einkommen der Erzeuger führen.
In dieser Studie wird der Beitrag der globalen Fläche von Grasland und Savanne zur Kohlenstoffbindung untersucht. mehr
Die Herausforderung, die biosphärischen Senken für etwa die Hälfte der gesamten Kohlenstoffemissionen aus fossilen Brennstoffen zu identifizieren, muss die Berücksichtigung der unterirdischen Ökosystemprozesse sowie der leichter messbaren oberirdischen Prozesse beinhalten. Neuere Studien deuten darauf hin, dass tropisches Grasland und Savannen möglicherweise mehr zur "fehlenden Senke" beitragen, als bisher angenommen wurde, vielleicht sogar bis zu 0,5 Pg (5 0,5 Gt) Kohlenstoff pro Jahr.
Die Kohlenstoffspeicherung des Ökosystems Savanne spielen eine große Rolle für den Klimaschutz. In dieser Studie werden einzelne Kohlenstoffkreisläufe und Komponenten des Ökosystems untersucht. mehr
Durch Schätzungen der ober- und unterirdischen stehenden Biomasse, des jährlichen Biomassezuwachses, der Feinwurzelproduktion und des Umsatzes, des Streufalls, der Kronendachatmung und des gesamten CO2-Ausstoßes des Bodens wird eine Kohlenstoffbilanz für eine Eukalyptus-Freilandsavanne in Nordaustralien auf saisonaler und jährlicher Basis erstellt. Diese Kohlenstoffbilanz wird mit Schätzungen der Kohlenstoffflüsse verglichen, die aus Wirbelkovarianz-Messungen am gleichen Standort abgeleitet wurden. Der gesamte Kohlenstoff (C)-Bestand der Savanne betrug 204±53 Tonnen C ha1, wobei etwa 84% unterirdisch und 16% oberirdisch lagen.
Diese Studie enthält viele Informationen und Zahlen zur Primärproduktion und Kohlenstoffkreisläufen in Savannen. Außerdem wird deutlich, wie wichtig der Schutz vor Feuer für diese Ökosysteme ist. mehr
Tropische Savannen können bemerkenswert produktiv sein, mit einer Netto-Primärproduktivität von 1 bis 12 t C ha-1 Jahr-1 . Die Kohlenstoffbindung (Netto-Ökosystemproduktivität) kann durchschnittlich 0,14 t C ha-1 Jahr-1 oder 0,39 Gt C Jahr-1 betragen. Würden Savannen vor Feuer und Beweidung geschützt, würden die meisten von ihnen beträchtlichen Kohlenstoff akkumulieren und die Senke wäre größer.
Savannen stehen unter anthropogenem Druck, aber dies ist viel weniger bekannt als die Abholzung des Regenwaldbioms. Die Verlustrate ist nicht gut bekannt, kann aber mehr als 1% pro Jahr betragen, etwa doppelt so schnell wie die des Regenwaldes. Global gesehen dürfte dies einen Fluss in die Atmosphäre darstellen, der mindestens so groß ist wie der, der durch die Abholzung des Regenwaldes entsteht.
Der Einfluss von extensiver Weidehaltung auf die Kohlenstoffbilanz wird auf zwei nebeneinander liegenden Flächen in China untersucht. mehr
In dieser Studie wurden in-situ Beobachtungen des Netto-Ökosystems CO2-Austausch (NEE) mittels der Eddy-Kovarianz-Technik mit einem modifizierten prozessorientierten Biogeochemie-Modell (Denitrifikation-Zerlegung) integriert, um die Auswirkungen der Beweidung auf das langfristige C-Budget von semiariden Grasländern zu untersuchen. Moderate Beweidung überwiegt gegenüber Nicht-Bewirtschaftungspraktiken bei der Aufrechterhaltung der CO2-Bilanz in semiariden Grasländern, wodurch die negativen Auswirkungen des globalen Klimawandels auf die CO2-Bilanz in Grasland-Ökosystemen gemildert und abgeschwächt werden.
Für verschiedene Flächen wurden Vegetation und Kohlenstoffspeicherung in den überirdischen Teilen der Pflanzen und in den Böden bestimmt. mehr
Die in diesen Steppen gemessene Gesamtkohlenstoffspeicherung (43.372 kg ha-1) stellt einen sehr hohen Mittelwert dar, der damit zusammenhängt, dass der Großteil (43.000 kg ha-1 oder 93%) des in unseren Steppengebieten gespeicherten Kohlenstoffs unterirdischer Kohlenstoff ist. Der dichtere Bestand aus diesem Gebiet weist eine oberirdische Phytomasse von fast 17.000 kg ha-1 oder 6770 kg Kohlenstoff ha-1 auf. Auf dieser speziellen Parzelle ist der Boden sehr tief (etwa 200 cm), ohne gipshaltige Kruste und mit Werten von 1-4% organischem Kohlenstoff in der Schicht von 0-20 cm bis zu 0-8% in der Schicht von 170-200 cm. Daher ist die unterirdische Speicherung sehr hoch, nahe 199-7 T ha-1, und mit einer Gesamtkohlenstoffspeicherung von 206 T ha-1 stellt dies einen sehr beträchtlichen Wert dar (Le Hou'erou, pers. Mitt.).
Die Degradation durch Menschen und Vieh nimmt die oberirdische Phytomasse ab, was zu einem Verlust der unterirdischen Kohlenstoffspeicherung in Verbindung mit der Erschöpfung der Einstreu und Erosionsprozessen und der damit verbundenen verringerten Zufuhr von organischer Substanz in den Boden führt.
