Auswirkung von Bewässerung und Landnutzung auf anorganischen Kohlenstoff im Boden
Frühere Studien hatten nach veränderter Flächennutzung große Verluste an anorganisch gebundenem Kohlenstoff im Boden belegt, was eine neue Perspektive auf die CO2-Sequestrierung liefern könnte. Das Projekt ELSIC (Ecosystem loss of soil inorganic carbon with agricultural conversion: Fate, rate, mechanisms, and pathways) untersuchte, inwieweit hydrologische Parameter bei veränderter Flächennutzung die Dynamik von Carbonaten im Boden beeinflussen. Um die Auswirkungen von Landwirtschaft auf anorganische Kohlenstoffreserven im Boden zu erklären, wurden Radiocarbonmethode und stabile Isotopenmessungen für pedogene Carbonate in tieferen Bodenschichten bewässerter Flächen durchgeführt und mit naturnahen nicht bewässerten Wiesen verglichen. Insbesondere sollte der Verbleib anorganischen, durch Bewässerung gelösten Kohlenstoffs bestimmt werden. Geklärt werden sollte dabei, ob er sich tiefer im Boden einlagert oder in das Grundwasser gelangt, und wie der Nettoeffekt auf atmosphärisches CO2 ist. Obwohl dicht unter der Oberfläche ein deutlicher Rückgang an anorganischem Kohlenstoff gemessen wurde, gab es keine große Zunahme bei Kohlenstoff, der erst in jüngerer Zeit in bewässerten Böden ab 2 Metern Tiefe eingelagert wurde. Dies legt nahe, dass die Auflösung sehr viel schneller stattfand als die erneute Präzipitation des anorganischen Kohlenstoffs im Boden. Der anorganische Kohlenstoff in diesen Tiefen war rund 10.000 Jahre alt, was darauf hindeutet, dass er im trockeneren Klima des Holozäns gebildet wurde und sensibel auf Veränderungen von Grundwasserströmen aus landwirtschaftlicher Bewässerung oder Klimawandel reagieren könnte. Inkubations- und Modellierungsversuche ergaben, dass ein wesentlich größerer Anteil an anorganischem Kohlenstoff ins Grundwasser einsickert als in Form von CO2 in die Atmosphäre freigesetzt wird. Mittels Radiocarbonmethode wurde das Alter des Kohlenstoffs in den feinen Wurzeln aus mehreren tieferen Schichten unter Baumbewuchs analysiert. Das in den Studien betrachtete Wurzelalter bewegte sich zwischen 1 und 10 Jahren. Die mit Radiocarbonmethode ermittelten Kohlenstoffwerte in den feinen Wurzeln verändern sich tiefenabhängig, mit jüngerem Kohlenstoff in den oberen 20 cm und 2-3 Metern des Bodenprofils, und älteren Wurzeln unmittelbar darunter. Über ähnliche Schwankungen im Wurzelalter oder tiefenabhängiger Haltbarkeit hatten bereits andere Studien berichtet. Die unterschiedliche zeitliche Variabilität der Ressourcen in den einzelnen Bodenschichten könnte künftig über Zeitmessungen an diesen und anderen Standorten getestet werden.
Schlüsselbegriffe
Boden anorganischer Kohlenstoff, Landwirtschaft, CO2, ELSIC, pedogene Carbonate