Wie sich der Klimawandel auf die Kohlenstoffspeicher im Torfmoor auswirkt
Torf entsteht in Sumpfgebieten und besteht aus totem Material von Pflanzen und Moosen, die sich nicht vollständig zersetzen, weil Sauerstoff fehlt. Torfmoore sind hauptsächlich in gemäßigten Regionen zu finden, aber es gibt auch große Lagerstätten in den Tropen und der Arktis. Jegliche Änderungen am mikrobiellen Kohlenstoffkreislauf in einem Torfmoor könnte signifikanten Einfluss darauf haben, wie viel Kohlendioxid (CO2) in die Atmosphäre freigesetzt wird und wie viel gelöster organischer Kohlenstoff (engl. DOC) in die Gewässer gelangt. Das im Rahmen von Horizont 2020 EU-finanzierte Projekt MicroPEAT hat Torfmoore und ihre jeweiligen mikrobiellen Gemeinschaften evaluiert, um ihre Ökologie und die möglichen Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen. „Die Studie wird unser Wissen über Torfmoore aus globaler Perspektive erweitern, vor allem in Hinblick auf den Zusammenhang zwischen Mikroorganismen und der Funktionsweise des Ökosystems“, sagt Projektkoordinator Prof. Chris Freeman. „Sumpfgebiete bedecken nur 3 % des Planeten, aber sie enthalten fast so viel Kohlenstoff wie die gesamte Atmosphäre. Sie sind viel wichtiger als man erwarten würde.“ Eine weltweite Studie Die Forscher haben den Stoffwechsel von Mikroorganismen im Torf der gemäßigten, arktischen und tropischen Klimazone miteinander verglichen. Außerdem haben sie untersucht, wie der Stoffwechsel der Mikroorganismen, die CO2- und Methanemissionen (CH4) sowie DOC auf Dürren in Torfmooren dieser unterschiedlichen Regionen reagieren. Die Wissenschaftler fanden dabei bemerkenswerte regionale Unterschiede in den Umwelteigenschaften wie den pH-Werten, Nährstoffen und Phenolkonzentrationen sobald der Stoffkreislauf im Torfboden variiert wurde. „Ligninabbau war zum Beispiel besonders in Wales reduziert, wo die pH-Werte niedriger und die Phenolkonzentration höher war, während der Abbau von Zellulose und Hemizellulose in den Regionen weitgehend konstant war“, erklärt Dr. Mora-Gómez, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt. Demzufolge weisen vor Ort gemessene Gasemissionen darauf hin, dass die Torfmoore in Wales zwar mehr CO2 binden als die in Kolumbien oder der Arktis, aber zusammen mit den kolumbianischen Torfmooren höhere CH4-Emissionen aufweisen. Schließlich deutet eine Vorabanalyse der Reaktionen auf Dürre in den drei Regionen darauf hin, dass unterschiedliche umweltbedingte und möglicherweise auch mikrobiell bedingte Bodeneigenschaften für die verschiedenen Reaktionen im Bodenstoffkreislauf auf Dürren verantwortlich sind. „Der Ligninabbau scheint in Kolumbien von Trockenheit unterdrückt zu werden, während weder im Torfboden in Wales noch in der Arktis ein signifikanter Effekt zu beobachten war,“ meint Prof. Freeman. Mögliche Auswirkungen Die Untersuchung von Torfmooren ist in unserer sich ständig wandelnden Welt von höchster Relevanz, da sie nicht nur wichtige Kohlenstofflagerstätten sind, sonder auch CH4-Erzeuger. „Veränderungen in der Kohlenstoffspeicherfunktion der Torfmoore könnten bedeutende Folgen haben, zum Beispiel das Freisetzen von Kohlendioxid in die Atmosphäre und von DOC in fließende Gewässer und Seen“, so Prof. Freeman. „Demzufolge könnten Erkenntnisse über die Funktionsweise von Torfmooren sowie den mikrobiellen Kohlenstoffkreislauf im Management von großer Bedeutung sein.“ MicroPEAT liefert Vergleichsdaten zu zentralen Informationen über das Management von Torfmooren, wie Gasemission, mikrobieller Stoffwechsel oder Reaktionen auf den Klimawandel, ausgehend vom globalen bis hin zum regionalen und lokalen Maßstab. Prof. Freeman erklärt dazu: „Um Ökosysteme und lebende Organismen erfolgreich erhalten und bewirtschaften zu können, müssen wir diese Bereiche sowie ihre physikalischen und chemischen Einschränkungen verstehen.“ Ergebnisse aus der Arktis sind ganz besonders relevant, weil sie sich durch die Erderwärmung so schnell verändert. Außerdem könnte das in polaren Torfmooren gelagerte CH4 durch Veränderungen in Temperatur und Niederschlag in die Atmosphäre gelangen. „Unsere Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die lokalen umweltbedingten und biologischen Eigenschaften jeder Region zu berücksichtigen, wenn wir effektiv Strategien entwerfen wollen, die die Effekte des Klimawandels abschwächen“, hebt Prof. Freeman hervor.
Schlüsselbegriffe
MicroPEAT, Torfmoor, Kohlenstoff, Arktis, gemäßigt, Methan (CH4), Kohlenstoffspeicherung, tropisch, gelöster organischer Kohlenstoff (DOC), Erderwärmung
