Projekt 02540/01

Maßnahmen und Verfahren zur Minderung der Lachgasfreisetzung auf Niedermoorstandorten Nordostdeutschlands

ProjekttrÀger

Leibniz-Zentrum fĂŒr Agrarlandschaftsforschung(ZALF) e. V.Institut fĂŒr Ökophysiologie derPrimĂ€rproduktion
Eberswalder Str. 84
15374 MĂŒnchebergZielsetzung und Anlass des Vorhabens Die in Nordostdeutschland weit verbreiteten, stickstoffreichen Niedermoore (425000 ha) stellen möglicherweise eine bislang unterschĂ€tzte Quelle fĂŒr das klimarelevante Spurengas Lachgas (N2O) dar. Als Folge der in den letzten 30 Jahren stark intensivierten Nutzung dieser Standorte (u. a. tiefgreifende EntwĂ€sserung) kam es zu einer starken Beschleunigung der im Moorkörper ablaufenden N-Umsatz- und -austragsprozesse. Vor dem Hintergrund des gravierenden Strukturwandels der landwirtschaftlichen Produktion Nordostdeutschlands ergeben sich fĂŒr das Projekt folgende Zielstellungen: 1. Niedermoorböden hinsichtlich ihrer Bedeutung als N2O- Quelle zu analysieren, 2. Richtlinien fĂŒr die Gestaltung von extensiven Moorbewirtschaftungsverfahren mit verminderter N2O-Freisetzung abzuleiten. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMethodik: In-Situ-Messungen zum lĂ€ngerfristigen Verlauf der Lachgasfreisetzung auf etablierten Feldversuchen zur umweltschonenden (extensiven) Bewirtschaftung von Niedermoorböden. Es wurden folgende, reprĂ€sentative Standorte ausgewĂ€hlt: 1. Rhin-Havelluch (Brandenburg, flachgrĂŒndiges Moor), 2. FriedlĂ€nder Große Wiese (Land Mecklenburg-Vorpomm., tiefgrĂŒndiges Moor). Zur Quantifizierung der aktuellen Lachgasfreisetzung dient die Soil-cover-Methode (Ermittlung der zeitlichen VerĂ€nderung in der Lachgaskonzentration unter geschlossenen Gassammelhauben mit Hilfe gaschromatografischer Analysesysteme). Parallel dazu erfolgt die Erfassung weiterer wichtiger Parameter (Boden, Pflanzen Witterung). Arbeitsschritte: 1. Erprobung und ÜberprĂŒfung eines Verfahrens zur prĂ€zisen Messung der Lachgasfreisetzung auf Basis der Soil-cover-Methode. 2. Ermittlung des Einflusses wichtiger Standortfaktoren (Boden und Witterung) und der IntensitĂ€t der Bewirtschaftung ( N-DĂŒngung, Weide- und MĂ€hnutzung, WiedervernĂ€ssung) auf den Verlauf der Lachgasfreisetzung auf Niedermoorböden. 3. Bestimmung weiterer BilanzgrĂ¶ĂŸen des ober- und unterirdischen N-Austrages auf ausgewĂ€hlten MeßplĂ€tzen (15N-Tracertechnik). 4. Ableitung von Schlußfolgerungen fĂŒr die Gestaltung von Bewirtschaftungsverfahren, die zur Verminderung des Lachgasaustrages beitragen. Ergebnisse und Diskussion Die landwirtschaftlich genutzten Niedermoore Nordostdeutschlands erwiesen sich als vergleichsweise krĂ€ftige Lachgasquelle (Spitzenwerte bis zu 2772 ”g N2O-N*m-2*h-1) mit erheblicher regionaler Relevanz. Sie sind nach einer ersten, auf Grundlage der ermittelten Resultate vorgenommenen GrobabschĂ€tzung mit einer summarischen Fluxrate von ca. 3125 t N2O-N*a-1 ĂŒberproportional hoch, d. h. mit ca. 5,7%, an der durch die deutsche Landwirtschaft induzierten Lachgasemission beteiligt. Die jĂ€hrlichen Lachgasfluxraten unterlagen einer sehr deutlichen Beeinflussung durch Art und IntensitĂ€t der Nutzung. Vor allem frisch entwĂ€sserte Standorte (bis zu 26,9 kg N2O-N*ha-1*a-1) und Niedermoorgrasland mit sehr hohen mineralischen oder organischen (Rinderharn) N-Gaben erwiesen sich als starke Lachgasquellen (7,2-15,7 kg N2O-N*ha-1*a-1). Dagegen bewirkte extensive GrĂŒnlandnutzung nur einen geringfĂŒgigen Anstieg der Fluxraten (1,2-5,3 kg N2O-N*ha-1*a-1). WiedervernĂ€ssung hatte eine weitere starke Verringerung der Lachgasfreisetzung zur Folge (0,1-0,8 kg N2O-N*ha-1*a-1). Aus diesen Befunden leitete sich der Schluß ab, daß es bei konsequenter Anwendung emissionsmindernder Maßnahmen möglich sein sollte, die Lachgasfreisetzung aus nordostdeutschen Niedermooren deutlich zu reduzieren. Hierbei wird empfohlen, wie folgt vorzugehen: 1. WiedervernĂ€ssung (dauerhafte Überflutung, keine Wechselfeuchte !) von stark degradierten Standorten im Zuge der Niedermoorregeneration. Mit dieser Maßnahme wird die Lachgasemission am deutlichsten reduziert. 2. Niedermoorstandorte, die fĂŒr eine RĂŒckĂŒberflutung nicht in Frage kommen, sollten bei möglichst gleichbleibend niedrigem Grundwasserstand als extensives GrĂŒnland bei mĂ€ĂŸiger N-DĂŒngung genutzt werden, wobei die MĂ€hnutzung offenbar weitaus stĂ€rker als die Weidenutzung zur Minderung der Lachgasfreisetzung beitrĂ€gt. 3. Zur Vermeidung der hĂ€ufig durch N-DĂŒngung induzierten Emissionspeaks ist es notwendig und möglich, die DĂŒngerapplikation auf das FrĂŒhjahr zu beschrĂ€nken, denn nur in diesen Zeitraum enthĂ€lt der relativ kalte, durch geringe mikrobielle AktivitĂ€t gekennzeichnete Moorkörper geringe VorrĂ€te an leicht verfĂŒgbaren Boden-N. 4. Auch das Verhindern des Umbruches von MoorgrĂŒnland trĂ€gt neben der damit erreichten Verzögerung des Moordegradation zur Verminderung des Lachgasfreisetzung bei. 5. Da vor allem frisch entwĂ€sserte Niedermoore extrem starke Lachgasquellen darstellen, ist es nicht nur aus GrĂŒnden des Naturschutzes dringend geboten, auch die geringe Zahl noch ungestörter Niedermoore vor Grundwasserabsenkungen zu bewahren. Exakte EinschĂ€tzungen zum Einfluß der Moornutzung auf die Lachgasemission werden jedoch durch extrem hohe zeitliche und rĂ€umliche VariabilitĂ€t der Fluxraten stark erschwert. Wie mit Hilfe von gezielten Modellexperimenten (u. a. 15N-Tracerstudien) nachgewiesen werden konnte, ist die Ursache dafĂŒr in der komplexen Interaktion von Art und IntensitĂ€t der Niedermoornutzung mit einer Vielzahl weiterer Faktoren wie der Witterung (insbesondere Frostperioden), dem Grad der Moordegradierung, der Pflanzenentwicklung sowie den C/N-Transformations- und -austragsprozessen im Moorkörper zu suchen. 15N-Bilanzexperimente machten zudem deutlich, daß die Lachgasemission nur eine geringen Anteil (ca. 1-3%) an den dĂŒngerbĂŒrtigen N-Verlusten auf NiedermoorgrĂŒnland hatte. Der grĂ¶ĂŸte Teil der DĂŒnger-N-Verluste (zwischen 31 und 47% der applizierten N-Menge) war offensichtlich auf die im Verlauf der mikrobiellen Denitrifikation erfolgten Bildung von N2 zurĂŒckzufĂŒhren. Dies zeugt von einer hohen Dynamik der in entwĂ€sserten Niedermooren ablaufenden N-Umsetzungsprozesse. Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation Die im Rahmen der Bearbeitung dieses Projektes erzielten Resultate wurden wie folgt der Öffentlichkeit mitgeteilt: Anzahl der zur Thematik in Fachzeitschriften erschienenen Veröffentlichungen: 30 Anzahl der zur Thematik vor Fachpublikum dargebotenen VortrĂ€ge/PosterprĂ€sentationen: 41 Anzahl der zur Thematik in Massenmedien dargebotenen PrĂ€sentationen: 2 Fazit Die Untersuchungen bestĂ€tigten die Vermutung, daß es sich bei den landwirtschaftlich genutzten Niedermooren Nordostdeutschlands um Lachgasquellen von erheblicher regionaler Bedeutung handelt. Es konnte aber auch deutlich gemacht werden, daß es umweltschonende Verfahren und Maßnahmen der wirtschaftlichen Nutzung von Niedermooren gibt, die eine effiziente Verminderung der Lachgasfreisetzung aus diesen Standorten bewirken. Eine exakte AbschĂ€tzung der tatsĂ€chlichen Klimawirksamkeit gegenwĂ€rtiger und zukĂŒnftiger Formen der Moornutzung setzt jedoch die BerĂŒcksichtigung ihres Einflusses auf die Emission anderer wichtiger Treibhausgase wie Methan und Kohlendioxid sowie der an der Bildung und Transport von Spurengasen auf Niedermooren beteiligten Prozesse und Faktoren voraus.

Übersicht

Telefon

033432/82-326

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Bundesland

Alte und Neue BundeslÀnder

Fördersumme

295.317,08 €

Förderzeitraum

01.11.1994 - 31.12.1997