Kohlenstoffbindung in Böden

Projektlaufzeit: 07/2018 - 11/2020

Ausgangspunkt sind Ergebnisse von 2017 aus dem LfULG-Projekt »Ist-Analyse C-Bindung Sachsen«, welches angelegt als reiner Werkvertrag auf einen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsbedarf beim Vergleich der Erkenntnisse von den Eddy-Kovarianz-Messungen und den im Freistaat Sachsen vorhandenen bodenbezogenen, teils inkonsistenten Daten hinwies. Der Bericht ist als Broschüre des LfULG veröffentlicht (siehe Box »Berichte«).

Projektziel:

  • Aufarbeitung des aktuellen Kenntnisstandes
  • Vergleichende Betrachtung der Eddy-Kovarianz-Messungen in der Atmosphäre und  der Untersuchungen des Kohlenstoffvorrates im Boden, auch seiner zeitlichen wie räumlichen Variabilität und der jeweils maßgebenden Einfluss- und Fehlergrößen
    Die Messungen werden an drei Standorten der Forschungsinfrastruktur ICOS (Integrated Carbon Observation System) durchgeführt:  Klingenberg, Tharandt, Grillenburg. 
  • Zusammenführung der Ergebnisse der in den unterschiedlichen Bereichen langfristig angelegten (und zumeist landesweit, bundesweit und europaweit abgestimmten) Untersuchungen
  • Prüfung vorhandener Emissionsfaktoren für die Ökosysteme Grünland, Acker auf Mineralboden und organischen Böden und ggf. Erarbeitung eines Korrekturvorschlages für Sachsen
Foto der Messstation für CO2-, Wasser- und Wärmeflussmessungen am ackerbaulich genutzten ICOS-Standort Klingenberg
CO2-, Wasser- und Wärmeflussmessungen am ackerbaulich genutzten ICOS-Standort Klingenberg  © Foto: Thomas Grünwald, TU Dresden

Projektergebnisse:

  • Die höchsten mittleren Kohlenstoffvorräte im Boden wurden am forstlich genutzten Standort Tharandt gefunden, gefolgt vom Standort Klingenberg unter Ackerfruchtfolge. Der Standort Grillenburg (Dauergrünland) weist die geringsten Kohlenstoffvorräte auf. Dieser Standort wurde seit mindestens 1987 nicht mehr organisch gedüngt.
  • Die räumliche Variabilität des Kohlenstoffvorrats nimmt in der Reihenfolge Klingenberg > Tharandt > Grillenburg ab. Für die beiden landwirtschaftlich genutzten Flächen wurde der Kohlenstoffgehalt als wichtigster Faktor für die räumliche Variabilität gefunden, während am Waldstandort Tharandt bodenphysikalische Parameter einen stärkeren Einfluss zeigten.
  • Die Untersuchungsergebnisse von integrierenden atmosphärischen Messungen und von Probenahmen an Messpunkten im Boden zeigten in der zeitlichen Entwicklung, dass sich das Grünland Kohlenstoff-neutral verhält und der Waldstandort eine deutliche Kohlenstoffsenke ist. Hinsichtlich des Ackers ergaben die beiden Untersuchungsmethoden unterschiedliche Tendenzen (Kohlenstoffquelle in der atmosphärischen Messung, geringe Senke in der Bodenprobenahme).
  • Wegen der großen räumlichen Variabilität und der geringen zeitlichen Auflösung können an Bodenproben erst nach mehr als 20 Jahren tatsächliche Veränderungen im Kohlenstoffvorrat erfasst werden. Die atmosphärischen Messungen integrieren dagegen über eine Fläche von mehreren Hektar und weisen eine große zeitliche Auflösung auf. Veränderungen der Kohlenstoffvorräte werden so schneller erkannt – vorausgesetzt es gelingt, die Kohlenstoffimporte (z. B. im Dünger) und –exporte (z. B. im Erntegut) sicher zu erfassen.
  • Die hier gewonnenen Ergebnisse deuten in Übereinstimmung mit den regelmäßigen Erhebungen des Staatsbetriebes Sachsenforst darauf hin, dass der sächsische Wald mehr Kohlenstoff pro Hektar bindet als im bundesdeutschen Mittel angenommen.
  • Ein detailliertes Konzept für das Monitoring der Kohlenstoffvorräte in land- und forstwirtschaftlich genutzten Böden liegt jetzt vor. Dieses beinhaltet die Harmonisierung von Zeitpunkten und Tiefen der Bodenprobenahmen sowie die kontinuierliche Fortsetzung der atmosphärischen Messungen.
Foto der Probenahme von Bodenschichten aus der Schürfgrube am Standort Klingenberg
Probenahme am Standort Klingenberg  © Foto: Thomas Grünwald, TU Dresden

Für die Profilbeprobung mittels Stechzylindern werden an einer Schürfgrube pro Horizont drei Stechzylinder mit definiertem Volumen (100 cm3) genommen, die zur Bestimmung der Lagerungsdichte des Feinbodens dienen. Für die Bestimmung des Corg-Gehalts des Feinbodens wird eine Mischprobe pro Horizont entnommen (ICOS-Standort Klingenberg).

Ansprechpartner

Sächsisches Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft

Dr.Cindy Sturm

Telefon: 0351 564-26502

E-Mail: Cindy.Sturm­­@smul.sachsen.de

Berichte

Abschlussbericht FuE-Projekt »Kohlenstoffbindung in Böden«

... befindet sich in der Endredaktion und wird danach hier verfügbar sein. Unter »Projektergebnisse« ist bereits eine kurze Zusammenfassung dargestellt.

Titelbild des Berichtes im Auftrag des LfULG »Istanalyse Kohlenstoffbindung Sachsen«
© Quelle: Dr. Thomas Grünwald, TU Dresden (Auftragnehmer)
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