Treibhausgasemissionen in Regionen höherer Breiten erkennen
Wie genau die Landmasse der Erde auf den Klimawandel reagieren wird, ist immer noch nicht ausreichend geklärt, was es erschwert, zu verstehen, ob die heutigen Klimavorhersagen zutreffend sind. Dazu gehören Regionen in hohen Breitengraden wie die arktischen und borealen Ökosysteme, die erhebliche Kohlendioxidreserven in ihren Böden enthalten und sich zu großen Nettoquellen von Treibhausgasen entwickeln könnten. In diesen Gebieten werden außerdem Methan (CH4) und Distickstoffoxid (N2O) emittiert, wobei die Schätzungen dieser Emissionen stark voneinander abweichen. Bei den meisten Studien standen die Klimaauswirkungen während der Vegetationsperioden im Mittelpunkt, da die Bedingungen für Messungen im Winter recht ungünstig sind und viele Emissionen mit der Pflanzenaktivität zusammenhängen, die im Sommer ihren Höhepunkt erreicht. „Mit dem sich verändernden Klima erwärmen sich diese Zeiträume, was bedeutet, dass die Bodenprozesse wahrscheinlich länger bis in den Herbst hinein andauern und möglicherweise schneller ablaufen als früher“, erklärt Claire Treat(öffnet in neuem Fenster), Professorin am Fachbereich Agrarökologie der Universität Aarhus. „Der Nettoeffekt dieser Vorgänge auf die jährlichen Emissionen ist unbekannt, aber möglicherweise gewaltig.“ Im Rahmen des Projekts FluxWIN(öffnet in neuem Fenster), das vom Europäischen Forschungsrat(öffnet in neuem Fenster) (ERC) finanziert wurde, begaben sich Treat und ihr Team auf den Weg in die hohen Breiten, um die CH4- und N2O-Flüsse in der wachstumsfreien Zeit direkt zu messen und zu einem genaueren Bild von den Auswirkungen des im Wandel begriffenen Klimas zu gelangen.
Treibhausgasflussanalyse außerhalb der Vegetationsperiode im Labor und auf dem Feld
„Der ERC hat es uns ermöglicht, einen wirklich schönen Standort mit automatisierten Kammern zur Messung von Treibhausgasemissionen zu entwickeln, die auch im Winter betreibbar sind“, berichtet Treat, Koordinatorin des Projekts FluxWIN. Die Forschenden maßen, wie die CH4-Emissionen innerhalb eines Feuchtgebiets und im nahe gelegenen Hochland sowie im Jahresverlauf variieren. Anschließend untersuchten sie anhand von Feldexperimenten und Isotopenmessungen von 13C-CH4, wie sich die Komponenten des CH4-Flusses im Verlauf des Jahres vänderten. Im Labor wurde erkundet, wie sich die CH4-Erzeugung und die Zersetzungsraten mit der Temperatur veränderten.
Saisonale Schwankung der CH4-Emissionen darstellen
Die Ergebnisse, die Treat am meisten begeistern, stammen aus der Dissertation ihrer Doktorandin Katharina Jentzsch, mit denen nachgewiesen wird, dass die jahreszeitliche Variabilität der CH4-Emissionen in verschiedenen Vegetationsgemeinschaften unterschiedlich ist. In einigen Gemeinschaften verhielten sich die CH4-Emissionen genau wie erwartet, denn sie folgten der Pflanzenaktivität und erreichten im Sommer ihren Höhepunkt. Im Herbst stellten die Forschenden jedoch kaum Veränderungen bei den Emissionen in den trockeneren Vegetationsgemeinschaften fest, die zu den Hauptbestandteilen der Emissionen auf der größeren Ebene des Ökosystems wurden. „Betrachten wir das Moor als Ganzes, waren die Methanemissionen im Herbst höher, als wir aufgrund des Beitrags dieser trockenen Pflanzengemeinschaften erwartet hätten“, erläutert Treat. Dies deutet darauf hin, dass die räumliche Variabilität innerhalb von Feuchtgebieten berücksichtigt werden sollte, um die jährlichen CH4-Emissionen genau vorherzusagen, was gegenwärtig bei den Modellen nicht der Fall ist.
Inspirierende Forschung zu Emissionen in der kalten Jahreszeit
Treat teilt mit, dass sie glaubt, dass die Arbeit des Projekts zu weiteren Forschungsvorhaben angeregt hat, einschließlich der Klärung der Frage, wie die Emissionen der kalten Jahreszeit in den Modellen des CH4-Budgets in Bezug auf den globalen Kohlenstoff dargestellt werden. „Insgesamt hoffe ich, dass dies bedeutet, dass diese wichtigen Emissionen nun in die globalen Methan-Budgets einbezogen werden.“ Das Team plant nun, in Zusammenarbeit mit Mitarbeitenden der Universität Helsinki an der Untersuchung zu arbeiten, wie sich die den CH4-Flüssen zugrunde liegenden Prozesse zwischen zwei verschiedenen, weitverbreiteten Feuchtgebietstypen unterscheiden: Hochmoore und Niedermoore. „Ich denke, dass dieses Projekt tatsächlich dazu beigetragen hat, einen Paradigmenwechsel herbeizuführen und weitere Forschungsgruppen, die in höheren Breiten arbeiten, dazu zu bewegen, die Messungen das ganze Jahr über fortzusetzen, damit sie auch in größeren Maßstäben fortgesetzt werden können“, fügt Treat hinzu.
