Kohlenstoffkreislauf in verschiedenen Niedermoor-Paludikulturen – Kurz- und lang-fristige Stabilität des sequestrierten Kohlenstoffs unter verschiedenen zukünftigen Grundwasserstandszenarien (CaCyPal)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Caroline Buchen-Tschiskale; Dr. Tim Eickenscheidt
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559980277

Im Jahr 2022 trugen organische Böden etwa 7,1 % zu den gesamten nationalen Emissionen in Deutschland bei. Paludikultur, die land- oder forstwirtschaftliche Nutzung wiedervernässter Moorflächen, gilt als eine der vielversprechendsten Maßnahmen zur Minderung der Treibhausgasemissionen (THG) aus organischen Böden. Jüngste Studien deuten auf hohe CO2-C-Sequestrierungsraten hin, mit einer durchschnittlichen Aufnahme von etwa 13,0 t CO2-Äq ha-1 a-1 in richtig bewirtschafteten Paludikulturen. Die Umwandlung entwässerter Ackerflächen in Niedermoor-Paludikulturen könnte somit ein Minderungspotenzial von bis zu 53,4 t CO2-Äq ha-1 a-1 erreichen und Paludikulturen damit zu einer der effektivsten naturbasierten Lösungen im Klimaschutz machen. Allerdings bleibt die langfristige Stabilität der gemessenen hohen CO2-Aufnahmekapazität unklar, da alle bisherigen THG-Studien an Standorten durchgeführt wurden, an denen die Pflanzen erst vor Beginn der Messungen etabliert wurden. Das begrenzte Wissen über die Langzeiteffekte von Wiedervernässung und Paludikultur auf die THG-Reduktion erschwert derzeit deren Einbeziehung in nationale Inventare und behindert so Minderungsmaßnahmen und politische Entscheidungen. Neben der Emissionsminderung muss zudem die Resilienz von Paludikulturen gegenüber den Folgen des Klimawandels, insbesondere Trockenperioden, gewährleistet sein. Daher besteht ein dringender Bedarf an Langzeituntersuchungen und an einem vertieften Verständnis des C-Kreislaufs und der Mechanismen der C-Sequestrierung für ein breites Spektrum an Paludikulturen. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, den Verbleib von neu assimiliertem atmosphärischem CO2-C in verschiedenen C-pools zu bestimmen. Zudem soll die Stabilität und das potenzielle Risiko der Remobilisierung von kürzlich gespeichertem C unter kontinuierlich nassen Bedingungen im Vergleich zu Klimawandel bedingten Dürreperiode für drei Paludikulturarten (Carex acutiformis, Phalaris arundinacea, Typha latifolia) bewertet werden. Unter Feldbedingungen sollen die CO2-Aufnahme der Pflanzen, der C-Transfer und der C-Metabolismus im Pflanzen-Boden-Atmosphären-Kontinuum über unterschiedliche Zeiträume quantifiziert werden. In der Vegetationsperiode 2026 sollen dabei die drei Paludikulturarten ein- bis neunmal für kurze Zeiträume mit 13C-angereichertem CO2 markiert werden. Zudem wird das langfristige THG-Minderungspotenzial der drei Paludikulturarten quantifiziert und die Auswirkungen einer Klimawandel bedingten Trockenperiode untersucht. Alle Feldexperimente werden an einer vollständig eingerichteten Versuchsfläche der HSWT-PSC durchgeführt. Für hochfrequente und präzise THG- und delta13C-Messungen in CO2 und CH4 wird ein neuartiges, vollautomatisiertes, haubenbasiertes THG-Messsystem eingesetzt. Neben den THG- und Isotopenmessungen werden Proben von Pflanzen, DOC, gelöstes CO2 und CH4, SOC, Cmic sowie biochemische Fraktionen der Biomasse und des Bodens am Thünen-Institut auf delta13C-Isotopensignaturen analysiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Isotopic Analyzer for δ13C, CO2 and CH4