Boden und Klima - eine Wechselwirkung

Früher war der Boden in erster Linie für die Produktion wichtig. In jüngerer Zeit wurde die Bedeutung des Bodens auf das Klima erkannt. Böden sind die grössten Kohlenstoffspeicher der Welt, sie speichern rund siebenmal mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre. Der Kohlenstoff im Boden wird dabei viel langsamer umgesetzt als in der Atmosphäre oder bei pflanzlicher Biomasse. B

öden können deshalb sowohl eine Kohlenstoffsenke sein, als auch eine Quelle, falls sich die Bedingungen ändern und der Abbau beschleunigt wird. Eine wichtige Rolle spielt dabei der Humus. Da Humus zu etwa 60 Prozent aus Kohlenstoff besteht, ist die Humusversorgung nicht nur für die Bodenfunktionen und den Ertrag der angebauten Kulturen entscheidend, sondern sie bestimmt auch die Menge an gespeichertem Kohlenstoff in den Böden und damit auch die Menge der Treibhausgase aus der Landwirtschaft.

Aus Kohlenstoff wird Humus

Pflanzen bauen via Photosynthese aus atmosphärischem CO₂ organische Kohlenstoff-Verbindungen auf, die dann als Wurzelrückstände/-ausscheidungen und Pflanzenstreu an den Boden abgegeben oder mit der Ernte vom Feld gefahren werden. Im Boden wird der Kohlenstoff aus Pflanzenrückständen und organischem Dünger teils zu CO₂veratmet, teils zu Humus umgebaut. Die Umsatz- und Abbaugeschwindigkeit der organischen Substanz variiert dabei von wenigen Tagen oder Wochen bis zu Jahren oder Jahrzehnten. Je mehr die Humusverbindungen untereinander oder an Tonminerale gebunden und in strukturstabile Bodenkrümel eingebettet sind, desto geschützter sind sie vor Abbauprozessen. Das Pflügen von landwirtschaftlichen Nutzflächen und das Ernten von Feldfrüchten beschleunigt dagegen die Freisetzung von CO₂ in die Atmosphäre.

Fördert der Klimawandel den Humusabbau?

Studien in Europa legen den Schluss nahe, dass die meisten Böden zurzeit netto Kohlenstoff in die Atmosphäre abgeben. Vermutet wird zudem, dass auch die gestiegenen Durchschnittstemperaturen den Humusabbau fördern. Ob das in der Schweiz ebenfalls der Fall ist, wird derzeit von einem ETH-Team untersucht. Es will herausfinden, welche Auswirkungen der Klimawandel und Änderungen der Bewirtschaftung auf den Kohlenstoffgehalt im Boden haben und wie die unterschiedlichen Schweizer Böden auf die zunehmende Erwärmung und Trockenheit reagieren.

Solche Veränderungen lassen sich unter anderem anhand der Kohlenstoffisotope verschiedener Bodenfraktionen feststellen, weshalb das Forschungsteam die Daten für über tausend bereits archivierte und aktuelle Bodenproben aus Schweizer Wald-, Gras- und Moorökosystemen mit dem heutigen Zustand vergleicht. Damit soll es möglich sein, Prognosen zu erstellen, um abzuschätzen wie der Kohlenstoff in Schweizer Böden auf den Klima- und Landnutzungswandel reagiert. Dabei stehen nicht nur produktionstechnische Gründe im Vordergrund: Die Erkenntnisse könnten auch als wissenschaftliche Grundlage für Verhandlungen auf dem globalen Kohlenstoffmarkt dienen. Möglicherweise gewinnt der Boden damit noch mehr an Wert.

Reisanbau setzt viel Methan frei

Während der Boden auf der einen Seite Kohlenstoff speichert, ist die Landwirtschaft gleichzeitig eine bedeutende Quelle von Methan und Lachgas. Methan (CH₄) hat eine 20–40-mal stärkere Treibhauswirkung als CO₂. Lebendige und gut durchlüftete Böden nehmen Methan aus der Atmosphäre auf und bauen es ab. Der Reisanbau setzt dagegen viel Methan frei.

Lachgas (N₂O) hat eine 310-mal stärkere Treibhauswirkung als CO₂. Lachgas wird von Mikroorganismen im Boden produziert, beziehungsweise abgebaut. Welche Rolle die Bodenmikroorganismen dabei spielen, ist bislang nur ungenügend bekannt, wird aber aktuell vom Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) untersucht.

Eveline Dudda, lid