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Luxemburg : Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union , 2011
ISBN 978-92-79-19268-5 ( Taschenbuch )
ISBN 978-92-79-25750-6 ( EPUB )
doi : 10.2779 / 56730
© Europäische Union , 2011
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Vorwort
Der Boden ist eine natürliche Ressource , die die meisten von uns entweder ignorieren oder für etwas Selbstverständliches halten .
Aber die dünne Schicht Erde , die einen Großteil der Oberfläche unseres Planeten bedeckt , ist entscheidend für die Umwelt und von unschätzbarem Wert für unsere Gesellschaft .
Dennoch nimmt die Bodenqualität in vielen Gegenden ab , was bedeutet , dass der Boden seine wesentlichen Funktionen weniger gut erfüllen kann .
Ein besonderer Punkt für Besorgnis sind die negativen Auswirkungen von Bodenzustandsverschlechterungen auf das Klima – und umgekehrt .
Der Boden ist nach den Ozeanen der zweitgrößte aktive Kohlenstoffspeicher des Planeten , aber seine Fähigkeit , große Mengen Kohlenstoff zu binden und zu speichern , hat sich in den letzten Jahrzehnten abgeschwächt , vor allem bedingt durch nicht nachhaltige Praktiken bei der Bewirtschaftung oder Änderungen der Landnutzung .
Forscher sind der Meinung , dass Böden aufgrund dieser Veränderungen große Mengen Kohlenstoff an die Atmosphäre abgeben . Dies droht , die Emissionseinsparungen in anderen Bereichen , wie der Industrie und dem Verkehr , zunichte zu machen .
Außerdem trägt der der Klimawandel selbst zu einer Verschlechterung der Bodenqualität bei .
In Europa sind viele südliche Länder – anfällig für hohe Temperaturen und abnehmende Niederschlagsmengen – von Wüstenbildung bedroht .
Die Probleme werden sich mit dem zunehmenden Klimawandel wahrscheinlich nach Norden hin ausweiten .
Im nördlichen Europa könnten die Jahresniederschläge ansteigen , wie auch die Häufigkeit von Starkregenereignissen .
Die Fähigkeit der Böden , Wasser zu absorbieren und zu filtern , wird daher noch wichtiger werden .
Darüber hinaus sind die empfindlichen Ökosysteme der borealen Region von schnellem Auftauen gefrorener Böden in Permafrostgebieten bedroht . Dadurch werden große Mengen an Kohlendioxid und Methan freigesetzt .
Obwohl die gegenwärtige Entwicklung besorgniserregend ist , kann der Boden ein Teil der Lösung im Kampf gegen den Klimawandel sein .
Fast die Hälfte der Fläche Europas wird landwirtschaftlich genutzt , und etwa 40 % der Fläche ist von Wäldern bedeckt . Nachhaltige Landwirtschafts- und Forstwirtschaftspraktiken und entsprechende Landnutzungsformen können dabei helfen , die Menge an Kohlenstoff , die im Boden gebunden ist , zu erhalten oder sogar zu erhöhen .
Die Lösungen sind kostengünstig und sofort anwendbar , aber gemeinsames und schnelles Handeln ist hierbei entscheidend .
Bessere Bodenbewirtschaftung und effizientere Nutzung unserer Landressourcen sind in der ganzen EU erforderlich , um sicherzustellen , dass dies passiert .
Die Verbindungen zwischen dem Boden und dem Klimawandel sind komplex .
Diese Broschüre zielt darauf ab , die Beziehung zwischen Boden und Klima zu erläutern , die zugrundeliegenden Prozesse zu erklären und die dringende Notwendigkeit zu betonen , dass diese wertvolle Ressource verantwortungsbewusst genutzt wird .
Boden : Der verborgene Teil des Klimazyklus
Prozesse im Boden sind ein integraler Bestandteil des Lebens auf der Erde .
Zwischen den Pflanzen , der Atmosphäre und dem Boden findet ein ständiger Kohlenstoffaustausch statt , und der Boden spielt eine entscheidende Rolle für das globale Klima .
Der Boden besteht aus Mineralien , Rückständen von Pflanzen und Tieren , Wasser , Luft und lebenden Organismen ; unter unseren Füßen befindet sich ein komplexes und effizientes Ökosystem in einem winzigen Maßstab .
Die Prozesse , die unter der Erdoberfläche im Boden ablaufen , sind entscheidend für die Bereitstellung von vielen Rohstoffen , von denen wir abhängig sind – angefangen bei der Nahrung , die wir verzehren , über die Kleidung , die wir tragen , bis hin zu Materialien , die wir zum Bauen verwenden .
Prozesse im Boden sind entscheidend für sauberes Wasser und die Gesundheit des Ökosystems ; ohne dies wäre Leben , wie wir es kennen , nicht möglich .
Die Bodenfruchtbarkeit und die Fähigkeit des Bodens , seine entscheidenden Funktionen zu erfüllen , hängen zu einem Großteil von der enthaltenen Menge an organischer Substanz ab .
Humus verleiht dem Boden seine bräunliche , dunkle Farbe und ist einer der komplexesten Bestandteile von Böden .
Ohne diese Mischung unterschiedlicher organischer Komponenten , darunter sehr stabile und alte humifizierte Substanzen sowie stärker veränderliche pflanzliche und tierische Rückstände im Verfallsprozess , würden Böden nicht die große Vielfalt an in ihnen lebenden Organismen ermöglichen .
Diese Wesen – von Bakterien über Würmer bis hin zu Insekten – recyceln organische Substanz und stellen die Nährstoffe zur Verfügung , die Pflanzen benötigen .
Organische Substanz ist entscheidend für einen gesunden Boden . Sie erhält die Bodenstruktur , schützt Nährstoffe vor der Auswaschung , bindet Verunreinigungen und verbessert die Wasseraufnahmefähigkeit und -rückhaltefähigkeit .
Der Kohlenstoffkreislauf
Weil organische Substanz im Boden etwa 60 % Kohlenstoff enthält , ist sie der entscheidende Faktor für den Einfluss des Bodens auf den globalen Kohlenstoffkreislauf .
Mit etwa 1 500 Mrd. Tonnen Kohlenstoff , die in organischer Substanz in den Böden weltweit gebunden sind , sind Böden der zweitgrößte Kohlenstoffspeicher nach den Ozeanen ( 40 000 Mrd. Tonnen ) .
Im Boden ist mehr Kohlenstoff gespeichert als in der Atmosphäre ( 760 Mrd. Tonnen ) und in der Vegetation ( 560 Mrd. Tonnen ) zusammen .
Aber wie bei anderen Kohlenstoffkreisläufen findet mithilfe von Pflanzen ein ständiger Kohlenstoffaustausch zwischen dem Boden und der Atmosphäre statt .
In der Tat betragen die Emissionen von CO2 ( Kohlendioxid ) aus Böden in die Atmosphäre etwa das Zehnfache der Emissionen fossiler Brennstoffe , aber unter natürlichen Bedingungen wird dies durch einen ähnlichen Fluss in die entgegengesetzte Richtung ausgeglichen .
Pflanzen absorbieren CO2 aus der Atmosphäre durch den Prozess der Photosynthese . Sie nutzen die Energie der Sonne , um ihre Wurzeln , Stämme oder Blätter zu bilden .
Kohlenstoff gelangt in den Boden vor allem durch Ausscheidungen organischer Komponenten über Pflanzenwurzeln oder durch die Zersetzung von Pflanzenresten und abgestorbenen Bodenorganismen .
Mikrobieller Aufschluss der organischen Bodensubstanz setzt schließlich die für das Pflanzenwachstum benötigten Nährstoffe frei .
Während des Zersetzungsprozesses wird etwas Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid durch Bodenatmung freigesetzt , während anderer Kohlenstoff in stabile organische Bestandteile umgewandelt wird , die im Boden gebunden sind .
Wie schnell dies passiert , hängt unter anderem von der Temperatur , dem Niederschlag , der Wasserbilanz des Bodens und der Zusammensetzung der organischen Substanz ab .
Der kleine Kohlenstoffkreislauf
Quelle : Nach Abbildung
2-18 auf S.
76 von http : / / ec.europa.eu / environment / soil / pdf / biodiversity _ report.pdf
Kohlenstoffspeicher und -flüsse ( oben ) sowie Auswirkungen von Aktivitäten des Menschen ( unten ) in Milliarden Tonnen
Quelle : Kohlenstoffkreislauf , aus CLIMSOIL ( S. 24 ) http : / / ec.europa.eu / environment / soil / review _ en.htm
Unterschiedliche Quellen organischer Substanz zerfallen unterschiedlich schnell , und wenn weniger neues Material hinzukommt als zersetzt wird , nimmt die organische Substanz im Boden ab und – andersherum – wenn mehr organische Substanz hinzukommt als zersetzt wird , nimmt die organische Substanz im Boden zu .
In der Regel laufen die Prozesse , bei denen der Boden Kohlenstoff verliert , schneller und einfacher ab , als diejenigen , die die Kohlenstoffspeicher wieder auffüllen .
Ob Böden Kohlenstoff verlieren oder aufnehmen – und damit , ob sie als Kohlenstoffsenken oder -quellen fungieren – hängt von einer Reihe von Faktoren ab , besonders von der Landnutzung und von klimatischen Bedingungen .
Außer beim CO2 spielen Böden auch eine bedeutende Rolle für das Gleichgewicht anderer Treibhausgase .
Emissionen von Distickoxid ( N2O ) , einem Treibhausgas mit einer fast 300 Mal stärkeren Wirkung als CO2 , werden mit der Zersetzung von organischer Substanz und der Nutzung von Stickstoffdüngemitteln in Verbindung gebracht .
Methan ( CH4 ) ist ein Treibhausgas , das etwas 20 Mal stärker wirkt als CO2 und unter anaeroben Bedingungen produziert wird .
Organische Substanz – der Grundstoff des Lebens
Organische Substanz ist eine Mischung aus Rückständen von Pflanzen , Tieren und anderen Organismen , die in unterschiedlichen Zersetzungszuständen im Boden existieren .
Dieses Material zerfällt , verändert sich und wird durch Pflanzen , Bakterien , Würmer , Pilze und unzählige andere Wesen recycelt , die im Boden leben , sterben und sich gegenseitig fressen .
Die Endprodukte dieser Prozesse sind sehr komplexe Moleküle von Huminstoffen unterschiedlicher Größe und Stabilität .
Wenn organische Bestandteile stabilisiert werden , werden sie als Humus bezeichnet und werden nicht mehr einfach weiter durch Organismen im Boden zersetzt .
Der Zeitraum für diesen Vorgang kann zwischen einigen Jahrzehnten und einigen Jahrhunderten – sogar Jahrtausenden – liegen .
Diese Huminstoffe sind sehr groß – das jeweilige Gewicht entspricht dem 100 000-fachen bis 200 000-fachen des Gewichts eines Wasserstoffatoms , – und es gibt unendlich viele Formen und Größen .
Ein Hektar fruchtbarer Boden kann problemlos 250 Tonnen Humus enthalten .
Der Reichtum an Humusformen ist entscheidend für alle biologischen Prozesse im Boden – es ist der Grundstoff der Fabrik des Lebens .
Kohlenstoffspeicher in europäischen Böden
Änderungen der Landnutzung bedrohen die Fähigkeit des Bodens , als Kohlenstoffsenke zu fungieren .
Breits geringe Veränderungen der organischen Kohlenstoffgehalte in Böden können dramatische Auswirkungen auf die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre haben .
Allein die Mutterbodenschicht europäischer Böden enthält eine geschätzte Gesamtmenge von 75 Mrd. Tonnen Kohlenstoff – dies entspricht 275 Mrd. Tonnen CO2 – und ist damit ein riesiger Kohlenstoffspeicher .
Wenn man bedenkt , dass die gesamten jährlichen Emissionen von CO2 in der EU knapp über 4 Mrd. Tonnen liegen , hätte ein Entweichen von nur einem Bruchteil des Kohlenstoffs im Boden in die Atmosphäre bedeutende Auswirkungen auf die Bemühungen , den Klimawandel zu bekämpfen .
Eine Freisetzung von nur 0,1 % des Kohlenstoffs , der jetzt in europäischen Böden enthalten ist , würde den jährlichen Emissionen von 100 Millionen Autos entsprechen .
Europas Bodenressourcen – und die Menge an organischer Substanz , die sie enthalten – sind sehr unterschiedlich und spiegeln Geologie , Klima , Topographie und Landnutzung wieder .
Im Allgemeinen beinhalten nordeuropäische Böden einen größeren Anteil organischer Substanz als südeuropäische Böden . In Südeuropa sind Böden mit sehr geringen Anteilen organischer Substanz sehr verbreitet .
Organische Kohlenstoffgehalte europäischer Böden
Quelle : Gemeinsame Forschungsstelle , European Soil Data Centre
Unterschiedliche Arten der Landnutzung haben bedeutende Auswirkungen auf den Anteil an organischem Kohlenstoff im Boden und den Kohlenstoff , den er speichern kann .
Die Landwirtschaft , welche auf mehr als 40 % der Fläche der EU betrieben wird , hat einen besonders starken Einfluss .
Böden , auf denen Ackerbau betrieben wird , speichern beispielsweise durchschnittlich 110 Tonnen Kohlenstoff je Hektar , während Weideland etwa 160 Tonnen je Hektar speichert ; EU-weit kann es dabei große Abweichungen geben .
Das bedeutet , dass der Kohlenstoffgehalt sehr von der Landnutzung abhängig ist .
Wenn z. B. Land von Weideland in Ackerland umgewandelt wird , kann Kohlenstoff entweichen , und in diesem Fall wird der Boden zu einer Quelle für Treibhausgase .
Die Böden mit dem größten Emissionspotential sind naturgemäß diejenigen mit dem höchsten Humusgehalt .
Senke oder Quelle ?
Viele Böden in Europa – vor allem die unter Grünflächen , Wäldern und natürlicher Vegetation – nehmen Kohlenstoff auf und sind daher Kohlenstoffspeicher oder „ -senken “ .
Auf der anderen Seite geben Böden , die in Ackerland umgewandelt werden , Kohlenstoff an die Atmosphäre ab . Grund dafür sind die erhöhte Mineralisierungsgeschwindigkeit von gepflügtem Boden und die geringere Menge an organischer Substanz , die vor Ort bleibt oder in Form von Dung auf die Felder zurückgebracht wird .
Die Umwandlung von Ackerland in Wald oder Grünflächen kann große Mengen Kohlenstoff im Boden binden .
Da Grünflächen Kohlenstoff effizienter im Boden speichern als Wälder , führt die Aufforstung von Grünflächen in der Regel zu einem Verlust an Kohlenstoff , obwohl dies langfristig durch die Akkumulation von pflanzlicher Biomasse ausgeglichen wird .
Trotz eines Mangels an EU-weiten Daten weisen mehrere Langzeitstudien darauf hin , dass die Gesamtmenge an organischem Kohlenstoff , die in den Böden Europas gespeichert wird , nach und nach abnimmt .
Zahlen aus England und Wales zeigen einen durchschnittlichen jährlichen Verlust von 0,6 % zwischen 1978 und 2003 ; ähnliche Trends wurden in Frankreich , Belgien und Schweden festgestellt .
Landnutzungsänderungen – inklusive der Umwandlung von Grünflächen in Ackerland , der Entwaldung zur Gewinnung von Platz für den Bau von Gebäuden und Infrastruktur sowie der Trockenlegung von Torfböden – sind eine entscheidende Ursache für sinkende Humusgehalte europäischer Böden .
Auf globaler Ebene hingegen tragen Wüstenbildungen und großflächige Entwaldungen wesentlich zur Freisetzung von Kohlenstoff aus Böden bei – zusätzlich zu dem Kohlenstoff , der mit der Vegetation verloren geht .
Vorkommen von Torfflächen in der EU
Quelle : Gemeinsame Forschungsstelle , European Soil Data Centre
Die Bedeutung von Torf
Eine unbestritten bedeutende Quelle für CO2-Emissionen aus Böden ist die Trockenlegung von Torfmooren ( organischer Boden ) .
Fast die Hälfte des gesamten Kohlenstoffs , der in den Böden der 27 EU-Staaten gespeichert ist , befindet sich in Schweden , Finnland und dem Vereinigten Königreich , denn in diesen Staaten befinden sich große Torfmoorgebiete .
Andere Gebiete in nordeuropäischen Staaten mit Böden , die reich an organischer Substanz sind , umfassen Irland , Polen , Deutschland , Norwegen und die baltischen Staaten .
Neben negativen Auswirkungen auf den Wasserkreislauf und die biologische Vielfalt könnten sich Veränderungen der Landnutzung in diesen Gebieten natürlich stark auf das Klima auswirken .
Viele dieser Torfmoore sind durch nicht nachhaltige Bewirtschaftungsmethoden bedroht . Dazu gehören anhaltende Trockenlegung , Umwandlung in landwirtschaftliche Flächen oder Wald und - zu einem geringeren Grad - unmittelbarer Torfabbau für die Nutzung im Gartenbau und als Brennstoff sowie die Auswirkungen von Bränden und der Einfluss von Klimaveränderungen .
Jüngste Studien schätzen , dass bereits fast die Hälfte aller europäischen Torfmoore trockengelegt ist : 28 % ( 90 000 km2 ) für Forstwirtschaft , 20 % ( 65 000 km2 ) für Landwirtschaft , und 0,7 % ( 2 273 km2 ) für direkten Torfabbau .
Die Gesamtemissionen , die durch Trockenlegung von organischen Böden für Grünflächen und Ackerland entstanden sind , werden auf bis zu 100 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr geschätzt , obwohl offizielle Schätzungen von Mitgliedstaaten den Einfluss weit geringer einstufen .
Die Bedeutung des Schutzes von Böden , die reich an organischer Substanz sind , wird dadurch untermauert , dass Torfmoore , obwohl sie nur etwa 2 % des Ackerlands in Europa ausmachen , für mehr als 50 % der CO2-Emissionen von Ackerland verantwortlich sind .
Weitere Bedrohungen
In südeuropäischen Staaten wie Portugal , Spanien und Italien sind die im Boden gespeicherten organischen Kohlenstoffvorräte stärker durch Wüstenbildung bedroht . Außerdem sind sie stärkerer Erosion und einer größeren Bedrohung durch Feuer ausgesetzt – alles Faktoren , die dazu beitragen , dass sie an organischer Substanz verarmen und steigende Mengen Kohlenstoff an die Atmosphäre abgeben .
Währenddessen sind intensiv bewirtschaftete Böden , vor allem in wichtigen landwirtschaftlich genutzten Gebieten , unter anderem in Frankreich , Deutschland , den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich , anfällig für den Verlust von Bodenkohlenstoff . Das liegt an den gängigen landwirtschaftlichen Praktiken , wie dem Pflügen von Ackerböden , der Anwendung von Mineraldünger , der Trockenlegung von organischen Böden und Fruchtfolgen mit reduziertem Gräseranteil oder dem Fehlen von Fruchtfolgen .
Die negative Entwicklung von organischer Bodensubstanz könnte sich durch die wachsende Nachfrage nach der Produktion von Bioenergie verschärfen , wenn entweder die gesamte Ernte ( z. B. Mais ) oder die Ernterückstände ( z. B. Stroh ) abgeführt werden , ohne dass ein Teil der Biomasse zurückgebracht wird , die andernfalls von den Bodenorganismen zur Humusneubildung genutzt würde .
Die Schädigungen der Böden und der Abbau des darin enthaltenen organischen Kohlenstoffs können nicht kurzfristig rückgängig gemacht werden .
Die Nutzung von Europas Böden muss nachhaltiger sein , um sicherzustellen , dass sie ihre grundlegenden Funktionen ausführen und weiterhin Kohlenstoff speichern können .
Besonders die Trockenlegung von Torfmooren sollte gestoppt und weitestgehend umgekehrt werden , und nicht nachhaltige Landbewirtschaftungssysteme oder -praktiken sollten geändert werden , wenn Böden ihre organische Substanz halten sollen und wenn die Gefahr weiterer Wüstenbildung reduziert werden soll .
Änderungen wie diese – unterstützt durch eine entsprechende Landwirtschaftspolitik – könnten eine positive Rolle der Böden im Klimawandel sicherstellen und verhindern , dass sie das Problem zusätzlich verschärfen .
Was ist Torf ?
Unter normalen Umständen werden alle Pflanzenreste von Mikroorganismen zersetzt .
Aber sehr feuchte und anaerobe Bedingungen in Böden behindern diese Zersetzung , was zu einer starken Ansammlung von teilweise zersetztem Pflanzenmaterial und der Bildung von Torfböden führt .
Verglichen mit mineralischen Böden enthalten Torfböden riesige Mengen organischer Substanz – und damit riesige Mengen Kohlenstoff .
Während durchschnittliches Grünland etwa 100 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar in den oberen 30 cm enthält , kann diese Zahl bei Torfboden viel höher sein , und das bis zu einer Tiefe von mehreren Metern und nicht Zentimetern .
Wird der Torfboden jedoch Sauerstoff ausgesetzt , entweicht der Kohlenstoff durch die Mineralisierung schnell in die Atmosphäre .
Die meisten Torfmoore entstehen in Tieflandgebieten durch das Anstauen von Wasser . Regelmäßige große Niederschlagsmengen in feuchten Gebieten begünstigen die Bildung von Mooren auf Hügeln und an Abhängen .
Torfböden weisen unter allen Böden die höchsten Konzentrationen organischer Substanz auf .
Gegenwärtig gibt es in der EU mehr als 318 000 km2 Torfmoor , vor allem in den nördlichen Gebieten .
Weltweit speichern Torfmoore mindestens ein Fünftel des gesamten Bodenkohlenstoffs , was etwa der Hälfte der Menge an CO2 in der Atmosphäre entspricht .
Wie der Klimawandel die Böden beeinflussen wird
Änderungen der Temperaturen und der Wettermuster werden Bodenprozesse beeinflussen und in vielen Gebieten Europas zur Bodenverschlechterung beitragen .
Die Belastung von Böden ist in den letzten Jahrzehnten in der ganzen EU gestiegen .
Sie sind durch Wind- und Wassererosion bedroht , durch Verdichtung durch schweres Gerät , durch Versiegelung infolge von Bautätigkeit und Urbanisierung , durch Versalzung infolge von Bewässerungspraktiken , durch Versauerung infolge unangemessener Verwendung von Düngemitteln und durch Kontamination infolge bestimmter industrieller und landwirtschaftlicher Tätigkeiten .
Der Klimawandel verschlimmert vor allem durch die mit ihm verbundenen extremen Wetterlagen diese negative Entwicklung . Er hat Auswirkungen auf Temperaturen , Niederschlagsmuster und die Konzentrationen von Gasen in der Atmosphäre .
Es gibt Belege dafür , dass die Durchschnittstemperaturen in den letzten Jahrzehnten gestiegen sind und dass dieser Anstieg sich in der Zukunft wahrscheinlich beschleunigen wird .
Die jüngsten , von Klimatologen entwickelten Szenarien belegen im allgemeinen höhere Temperaturen in ganz Europa , kombiniert mit trockeneren Sommern und feuchteren Wintern .
Für Nordeuropa werden mehr Niederschläge und wärmere Winter erwartet , während für südliche Regionen noch wärmere und trockenere Bedingungen erwartet werden .
Ein Temperaturanstieg im Boden erhöht die biologische Aktivität und verstärkt die Mineralisierung organischer Substanz und damit den Kohlenstoffverlust .
Aber das Ausmaß dieses Effekts könnte durch einen Mangel an Wasser in sommerlichen Dürreperioden verringert werden .
Die Auswirkungen auf den Kohlenstoffgehalt des Bodens sind bedeutend .
Studien zeigen , dass die Hitzewelle in Europa im Jahre 2003 – während der die Temperaturen bis zu 6 ºC höher waren als übliche Durchschnittstemperaturen – bis zu zweimal so viel Kohlenstoff freigesetzt hat , wie jährlich durch Verbrennung fossiler Brennstoffe produziert wird .
Was die Situation verschärft
In einigen Fällen könnten diese Veränderungen positiv sein .
Wärmere Temperaturen in Nordeuropa könnten z. B. die Produktivität erhöhen und die Möglichkeit eröffnen , neue Pflanzen anzubauen . Auch könnten sich die Wachstumsperioden verlängern .
Steigende Produktivität wird wahrscheinlich auch die Zufuhr organischer Substanz in den Boden erhöhen , obwohl dieser Effekt wiederum durch verstärkte Mineralisierung verringert wird .
Für viele Gegenden wird erwartet , dass die klimatischen Veränderungen zu einer stärkeren Belastung der Bodenressourcen führen werden und die Bodenqualität weiter abnimmt . Am Ende dieses Prozesses steht schließlich die Wüstenbildung .
Der Klimawandel erhöht das Risiko der Erosion – das Abtragen der Bodenkrume durch Wasser und Wind – insbesondere aufgrund von Änderungen der Niederschlagsmuster und der Niederschlagsintensität .
Während Dürreperioden die schützende Pflanzenschicht zerstören oder schwächen und damit Böden stärkerer Erosion aussetzen , kann Starkregen die oberen Bodenschichten direkt fortspülen .
Etwa 16 % der Fläche Europas – etwa 105 Millionen Hektar – sind von Wassererosion bedroht .
Die Mittelmeerregion ist besonders anfällig , denn hier gibt es lange trockene Perioden , auf die plötzliche , starke Regengüsse folgen .
In vielen dieser südlichen Gebiete ist die Bodenerosion bereits nicht mehr rückgängig zu machen . In den am schlimmsten betroffenen Gebieten ist sie zum Stillstand gekommen , denn es gibt dort einfach keinen Boden mehr .
In Nordeuropa ist Wassererosion weniger sichtbar , denn normalerweise ist die Vegetationsdecke dichter .
Dennoch ist die Erosion eine große Bedrohung für die Fruchtbarkeit der Böden , besonders in Gebieten mit Ackerland bzw. Flächen mit geringem Bewuchs .
Gleichzeitig ist Winderosion ein ernstes Problem in vielen Teilen Europas , besonders in Gebieten in Norddeutschland , im Osten der Niederlande , in Ostengland und auf der iberischen Halbinsel .
Der Verlust an Boden kann in diesen Gegenden leicht 10 Tonnen je Hektar im Jahr überschreiten .
Die Auswirkungen auf die Landwirtschaft sind komplex
Quelle : Internationales Institut für Angewandte Systemanalyse ( IIASA ) , 2007
Wüstenbildung ist der Prozess , bei dem das Land so verarmt , dass die Bodenfunktionen vollkommen zusammenbrechen .
Mit höheren Temperaturen und immer längeren Trockenperioden ist der Klimawandel ein wichtiger Faktor im Prozess der Wüstenbildung in Europa , und dieser Effekt wird in der Zukunft vermutlich zunehmen .
Neueste Forschung lässt vermuten , dass 8 % der Gebiete in Süd- , Zentral- und Osteuropa stark von Wüstenbildung bedroht sind .
Betroffen sind etwa 14 Millionen Hektar Land in einigen der ärmsten und empfindlichsten Gegenden der EU .
Wie Landwirtschaft zur Erhaltung von Böden beitragen kann – das SoCo-Projekt
Was ist der Status der Bodenverödung in der EU ?
Was sind effektive Praktiken zum Erhalt von Böden ?
Und welche Maßnahmen ermutigen Landwirte , Systeme einzuführen , die Bodenressourcen schützen ?
Das Bodenschutzprojekt SoCo ( Sustainable Agriculture and Soil Conservation - Nachhaltige Landwirtschaft und Bodenschutz ) , das von 2007 bis 2009 lief und vom Europäischen Parlament initiiert wurde , hatte zum Ziel , diese Fragen zu beantworten und herauszufinden , welche Schritte auf europäischer Ebene effektiv und erfolgreich sein würden .
Die erste Phase war die Bewertung der gegenwärtigen Situation in den unterschiedlichen Staaten .
Die Auswirkungen der gegenwärtigen landwirtschaftlichen Praktiken auf die wichtigsten Bodenverödungsprozesse wurden betrachtet und dann der Unterschied , den alternative Bewirtschaftungspraktiken machen würden .
Zehn Fallstudien von Betrieben in unterschiedlichen EU-Regionen untersuchten , wie Bodenschutz in der Praxis funktioniert .
SoCo konzentrierte sich auf zwei spezielle landwirtschaftliche Systeme : bodenschonende Landwirtschaft – wobei weniger oder gar nicht gepflügt wird , der Boden möglichst immer bedeckt ist und Fruchtwechsel zur Anwendung kommt – und ökologische Landwirtschaft – welche den Eintrag von Chemikalien streng limitiert und sich auf nachhaltige Produktionsweisen konzentriert .
Es hat sich gezeigt , dass beide Systeme die Menge des gespeicherten Kohlenstoffs steigern und dabei helfen , die Bodenfunktionen , die biologische Vielfalt , die Wasserrückhaltefähigkeit und die Wasserqualität zu verbessern , während Erosion und Nährstoffverluste reduziert werden .
Aber das Projekt zeigt , dass Landwirte zusätzliche Ausbildung benötigen und zusätzliche Investitionen erforderlich sind und dass diese an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden müssen .
Empfohlen wurde eine verstärkte Auswertung der Akzeptanz freiwilliger Anreize für Landwirte , um die Einführung geeigneter Maßnahmen zu fördern .
Weiterhin wurde die Bedeutung besserer Informationen und Beratung für Landwirte bezüglich des Bodenschutzes herausgestellt . Viele von ihnen erkennen im Moment nicht dessen volle Bedeutung und die Vorteile .
Weitere Informationen : http : / / soco.jrc.ec.europa.eu /
Die Auswirkungen des Auftauens
Auf globaler Ebene können der Temperaturanstieg und seine Auswirkungen dazu führen , dass Böden sich verstärkt auf das Klima selbst auswirken .
Dauerhaft gefrorene Böden in den zirkumpolaren Regionen , bekannt als Permafrostböden , speichern derzeit etwa 500 Mrd. Tonnen Kohlenstoff .
Ein Auftauen dieser Böden wird riesige Mengen Treibhausgase freisetzen und die Auswirkungen des Klimawandels verstärken .
Die Folgen des Klimawandels werden in ganz Europa spürbar sein .
Der Verlust an Bodenfruchtbarkeit aufgrund von Abbau organischer Substanz , Erosion und Wüstenbildung wird die Ernährungssicherheit gefährden .
Genauso wird der steigende Gebrauch von verfügbarem Süßwasser eine erweiterte Nutzung von Entsalzungstechnologien erforderlich machen . Deshalb wird der Bedarf an Bewässerung vermutlich steigen und damit auch die Kosten für die landwirtschaftliche Produktion .
Gleichzeitig werden verarmte Böden weniger in der Lage sein , die Wasserversorgung zu regulieren , was zu einem erhöhten Überschwemmungsrisiko führt .
Die durch solche Naturkatastrophen verursachten Schäden für die Wirtschaft und privates Eigentum , für Gemeinschaften und einzelne Bürgerinnen und Bürger , können beträchtlich sein , wie zahlreiche Gebiete in der EU in den letzten Jahren erfahren mussten .
Acht Staaten in Zentraleuropa litten im Sommer 2010 unter schweren Überschwemmungen , wobei Polen am schlimmsten betroffen war . 23 000 Menschen mussten evakuiert werden , und die Kosten für die Wirtschaft beliefen sich auf etwa 2,5 Mrd. EUR .
Ein Bericht britischer Versicherer schätzt , dass die Kosten von Überschwemmungen auf über 100 Mrd. EUR im Jahr anwachsen können .
Die jüngsten Trockenphasen in Europa , wie die in den Jahren 2003 und 2008 , haben die Auswirkungen von Wüstenbildung aufgezeigt und die hohen wirtschaftlichen Kosten , die damit entstehen .
Eine neue EU-Studie schätzt , dass die Kosten von Dürren in Europa in den letzten 30 Jahren mindestens 100 Mrd. EUR erreicht haben .
Alleine die anhaltende Trockenheit von 2003 in Zentral- und Westeuropa hat einen geschätzten wirtschaftlichen Schaden von über 12 Mrd. EUR verursacht .
Auswirkungen des Klimawandels auf Bodensysteme
Obwohl die Auswirkungen des Klimawandels auf unterschiedliche und komplexe Bodensysteme sehr schwer genau vorherzusagen sind , haben jüngste Studien unterschiedliche Szenarien durchgespielt , um die wesentlichen Auswirkungen abschätzen zu können .
Höhere Temperaturen fördern die schnellere Zersetzung von organischer Substanz im Boden aufgrund einer thermischen Steigerung der Aktivität von Mikroorganismen .
Das beschleunigt durch verstärkte Bodenatmung die Freisetzung von Kohlendioxid oder – unter anaeroben Bedingungen – Methan in die Atmosphäre , obwohl so auch schnelleres Pflanzenwachstum mit gesteigerten Einträgen von Kohlenstoff in den Boden angeregt werden kann .
Eine Steigerung der Emissionen kann dagegen zu weiterer Erwärmung beitragen .
Änderungen beim Niederschlag sowie extremere hydrologische Kreisläufe werden für viele Gegenden Europas vorhergesagt , was bedeutet , dass sie entweder von stärkeren Regen- oder Schneefällen betroffen sein werden oder von längeren Perioden mit geringeren Niederschlagsmengen .
Die Geschwindigkeit der Zersetzung nimmt in Böden mit weniger Feuchtigkeit ab , erhöht sich aber , wenn mehr Wasser zu Verfügung steht .
Gemeinsam mit Temperaturschwankungen haben Veränderungen von Niederschlägen Einfluss auf die Bodenstruktur , den Säuregehalt und damit auf seine Fähigkeit , Wasser zu speichern und die vielen Organismen zu erhalten , die in ihm leben .
Sowohl Trockenperioden als auch stärkere Regenfälle erhöhen die Gefahr der Erosion , wodurch es zur Freisetzung von zusätzlichem Kohlenstoff in die Atmosphäre kommen kann – zusätzlich zu den klimabedingten Veränderungen .
Boden und Klima – der Weg zum Ziel
Die bessere Nutzung von Böden kann sicherstellen , dass diese eine positive Rolle bei den Bemühungen für eine Begrenzung des Klimawandels spielen .
Aber angesichts der Internationalität des Problems ist – gemeinsam mit besserer Information und Beobachtung – koordiniertes Handeln erforderlich , um den Zustand der Böden in der ganzen EU umfassend zu bewerten .
Ambitionierte Klimaschutzziele können nicht erreicht werden , wenn das Verhalten terrestrischer Kohlenstoffspeicher , wie Böden , nicht berücksichtigt wird , denn sie sind ein entscheidender Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs .
Wenn die gegenwärtige Entwicklung fortschreitet , werden Böden wahrscheinlich weiterhin große Mengen CO2 an die Atmosphäre abgeben und zum fortschreitenden Klimawandel beitragen , was möglicherweise die Emissionssenkungen in anderen Bereichen wie Energie und Verkehr wieder zunichtemacht .
Verbesserte Bodenbewirtschaftung in der EU ist erforderlich , um in der Lage zu sein , das beträchtliche Potential von Böden beim Klimaschutz nutzbar zu machen und um den Auswirkungen des Klimawandels auf Böden entgegenzuwirken , indem ihre Widerstandsfähigkeit gegen höhere Temperaturen und extremere Wetterereignisse gestärkt wird .
Solche Maßnahmen sollen helfen , Bodenverschlechterungen rückgängig zu machen und sicherstellen , dass Böden in der Lage sind , Ökosysteme zu erhalten und auch in einem sich ändernden Klima ihre grundlegenden Funktionen ausführen können .
Maßnahmen zur Verbesserung der Bodenqualität können in der Tat dabei helfen , das Klima zu schützen , indem der Atmosphäre mehr Kohlenstoff entzogen wird und in Böden gespeichert wird .
Schließlich ist der Boden unter den unterschiedlichen Faktoren im Klimasystem – Atmosphäre , Ozeane , Gestein , Vegetation – ein Kohlenstoffspeicher , den wir relativ kurzfristig aktiv beeinflussen können .
Da der Klimawandel keine nationalen Grenzen beachtet , muss das Problem mit einem gemeinsamen Ansatz bewältigt werden .
Eine Priorität sollte der Schutz der Böden mit dem höchsten Kohlenstoffgehalt sein – nämlich Torfböden und kohlenstoffreiche Weiden und Wälder .
Das ist die realistischste Option , um die Kohlenstoffspeicher in der EU zu erhalten und zu verbessern .
Nachhaltige Maßnahmen
Verbesserungen bei der Bodenbewirtschaftung können sich erheblich auf Kohlenstoffspeicher auswirken .
Veränderungen landwirtschaftlicher Techniken helfen dabei , Kohlenstoffverluste bei der Ernte und den Ernterückständen zu minimieren , und sie können sicherstellen , dass Böden durch eine dichtere Vegetationsdecke , weniger tiefes und selteneres Pflügen und eine reduzierte Nutzung schwerer Maschinen gegen Erosion geschützt sind .
Die weitverbreitete Umsetzung solcher Praktiken könnte nicht nur das Entweichen von Kohlenstoff aus europäischen Böden verhindern , sondern kann auch bei der Speicherung von 50 bis 100 Millionen Tonnen Kohlenstoff im Jahr helfen ( Schätzung des maximalen wirtschaftlichen Potentials ohne Berücksichtigung der nicht wirtschaftlichen Hindernisse ) .
Aber die Maßnahmen müssen in der ganzen EU gleichmäßig ergriffen werden , besonders im Hinblick auf die Tatsache , dass der Klimawandel und seine Auswirkungen global sind .
Neben dem Klimaaspekt unterstreichen die engen Verbindungen zwischen Bodenqualität und anderen ökologischen Aspekten , wie biologische Vielfalt , Wasserwirtschaft und Verödung von Verunreinigungen , weiter die Notwendigkeit ausgedehnter Maßnahmen zum Erhalt dieser empfindlichen , komplexen und wichtigen Ressource .
Praktiken der Bodenbewirtschaftung
Angemessene Strategien zur Maximierung des im Boden gespeicherten Kohlenstoffs bei unterschiedlicher Landnutzung :
Bei Ackerland kann die Speicherung von Kohlenstoff erhöht werden durch :
Rückführung von Biomasse in den Boden ;
Bodenbearbeitung und Verwertung von Ernterückständen ;
Wasserwirtschaft ;
Agroforstwirtschaft .
Bei Grünflächen wird der im Boden gespeicherte Kohlenstoff beeinflusst durch :
Beweidungsintensität ;
Grünflächenproduktivität ;
Artenmanagement .
Bei Wäldern kann der Kohlenstoffspeicher im Boden erhöht werden durch :
Artenauswahl ;
Bestandsbewirtschaftung ( z. B. Vermeidung von Flächenabholzungen , schonende Abholzung ) ;
angemessene Vorbereitung der Fläche ;
Pflege und Unkrautbekämpfung ;
Feuermanagement ;
Schutz vor Störungen ;
Belassen von Ernterückständen auf der Fläche .
Bei kultivierten Torfböden kann der Kohlenstoffvorrat im Boden beeinflusst werden durch :
höhere Grundwasserspiegel .
Bei nicht bewirtschaftetem Heideland und Torfmooren wird der Kohlenstoffspeicher im Boden beeinflusst durch :
Grundwasserspiegel ( Trockenlegung ) ;
Abbrennen ;
Beweidung .
Bessere Kenntnisse
In der Debatte über den Klimawandel wurde die Rolle des Bodens bisher wenig beachtet , obwohl die Auswirkungen von Veränderungen der Landnutzung auf Böden eine entscheidende Ursache von Treibhausgasemissionen darstellen .
Gegenwärtig mangelt es an verlässlichen Vergleichsdaten über die Bodenzustandsveränderungen in den Staaten der EU , einschließlich der Kohlenstoffgehalte .
Nationale Bodenbeobachtungsstellen liefern , wo es sie denn gibt , wenig Vergleichbares für länderübergreifende Schlussfolgerungen .
Darum ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt die EU-weite Bewertung der Änderungen von Bodeneigenschaften und -funktionen so schwierig .
Ziel einiger Maßnahmen ist deshalb die Entwicklung nachhaltiger Indikatoren zur Verbesserung der Situation .
Das Envasso-Projekt ( Environmental Assessment of Soil for Monitoring – Bodenmonitoring- und Bodeninformationssytem ) beschäftigte sich mit der Entwicklung von 27 Indikatoren für die gravierendsten Bodenbedrohungen , mit dem Ziel der Bewertung des aktuellen und künftigen Bodenzustandes .
Aber es hat sich gezeigt , dass ein Mangel an Daten in vielen Mitgliedstaaten , eine brauchbare Bewertung verhindert ; inklusive verlässlicher Schätzungen über den in Torfmooren gespeicherten Kohlenstoff .
Währenddessen hat das Ramsoil-Projekt ( Risk assessment methodologies for soil threats – Risikobewertungsmethoden zu Bodengefährdungen ) erforscht , wie EU-weit allgemeine Methoden für die Risikobewertung von Bodenverdichtung , Erosion , Erdrutschen , Abnahme organischer Substanz und Versalzung entwickelt werden können .
Es bestätigte auch das Fehlen einheitlicher Erhebungs- und Bewertungsstandards von Bodendaten .
Andere EU-finanzierte Projekte , darunter das Projekt SoCo ( siehe Kasten Seite 14 ) haben bewertet , wie Landwirtschaft nachhaltiger gemacht werden kann und wie ländliche Entwicklungspolitik sicherstellen kann , dass der Boden und seine Rolle beim Klimawandel mehr Beachtung finden .
Die Überwachung von Kohlenstoffspeichern im Boden muss verbessert werden – mit dem Ziel eines EU-weiten Monitorings . Dies dient dem besseren Verständnis des Zusammenhangs zwischen Böden und Klimawandel und darauf aufbauend der Umsetzung von Strategien , die die Stärkung der Funktion des Bodens – als eine natürliche Lösung – sicherstellen .
Die globale Bodenpartnerschaft
Im Zusammenhang mit den Millenniumsentwicklungszielen hat die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen ( FAO ) im Jahr 2010 mit vorbereitenden Maßnahmen für eine globale Bodenpartnerschaft für Ernährungssicherheit und zur Anpassung an den Klimawandel und den Klimaschutz begonnen .
Die Partnerschaft hat die Entwicklung einer weltweiten Initiative für nachhaltige Bewirtschaftung von Bodenressourcen zum Ziel .
Böden sind eine begrenzt verfügbare natürliche Ressource und können für den Zeitrahmen menschlicher Aktivitäten als nicht erneuerbar angesehen werden .
Fruchtbare Böden stehen begrenzt zur Verfügung und sind durch miteinander konkurrierende Flächennutzung für Energieerzeugung , Infrastruktur und Wohngebiete und die Rohstoffgewinnung bedroht .
Eine Mindestmenge an Böden zu erhalten , die zur Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung gebraucht wird , sollte einer der Leitsätze der globalen Bodenpartnerschaft sein .
Strategische Ansätze
In dem Wissen , dass Böden mindestens genauso viel Aufmerksamkeit erfordern wie Luft und Wasser , hat die Europäische Kommission einen gemeinsamen Ansatz für den Bodenschutz und die nachhaltige Nutzung von Böden vorgeschlagen . Dieser hat zum Ziel , die grundlegenden Bodenfunktionen zu erhalten und die Erhebung gemeinsamer Daten über den Zustand der Bodenressourcen in den EU-Mitgliedstaaten zu optimieren ( siehe Kasten ) .
Laufende Reformen der Gemeinsamen Agrarpolitik ( GAP ) fördern bessere landwirtschaftliche Praktiken , die dabei helfen , die Bodenfruchtbarkeit und den Gehalt an organischer Substanz zu erhalten .
Das beinhaltet ökologische Landwirtschaft oder bodenschonende Landbewirtschaftungsformen , wobei weniger oder gar nicht gepflügt wird , angepasste Fruchtwechsel und bodenbedeckende Kulturen .
Gleichzeitig ist sicherzustellen , dass Mindestanforderungen an gute landwirtschaftliche und ökologische Bedingungen mit dem Ziel des Bodenschutzes erfüllt werden .
Landwirte sollten zur Durchführung von Agrarumweltmaßnahmen ermutigt werden , mit denen die Kohlenstoffbindung erhöht wird – und die gleichzeitig weitere ökologische Vorteile bieten .
Außerdem muss bei internationalen Verhandlungen zum Klimawandel der Rolle des Bodens mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden – beim Klimaschutz und bei der Anpassung an den Klimawandel .
Eine kürzlich ins Leben gerufene Initiative der FAO ( Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen ) für eine globale Bodenpartnerschaft für Ernährungssicherheit und Klimawandel hat dieselben Ziele und sollte weiterentwickelt werden ( siehe Kasten Seite 18 ) .
Diese globalen Aspekte unterstreichen , warum die EU „ zu Hause “ einen soliden gemeinsamen Ansatz benötigt , wenn sie versucht , erfolgreich mit anderen Partnern über angemessene Maßnahmen im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu verhandeln .
Die Kommission bewertet gegenwärtig , wie Veränderungen der biosphärischen Kohlenstoffspeicher – wie denen in Böden – in die Verpflichtungen der Union zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit eingebunden werden könnten .
Ein gemeinsamer europäischer Ansatz für den Boden
Der Vorschlag der Europäischen Kommission für eine Rahmenrichtlinie für den Bodenschutz , welche vom Europäischen Parlament im Jahr 2007 unterstützt wurde , aber der die EU-Mitgliedstaaten noch zustimmen müssen , schlägt drei Arten von Aktionen vor , um nachhaltige Nutzung des Bodens zu fördern und seine grundlegenden Funktionen zu erhalten :
Vorbeugende Maßnahmen : Bewertung der Auswirkungen der gegenwärtigen Strategien in Bereichen wie Landwirtschaft , Abfall , Urbanisierung oder Industrie auf die Bodenqualität sowie Sicherstellung der nachhaltigen Nutzung des Bodens und seiner Funktionen .
Bewertung von Bedrohungen : Nationale Behörden sollten Gebiete identifizieren , die dem Risiko der Erosion , des Rückgangs der organischen Substanz , der Versalzung , der Versauerung , der Verdichtung oder dem Risiko von Erdrutschen ausgesetzt sind .
Sie sollten kontaminierte Gebiete auflisten .
Geplante Maßnahmen : Die Mitgliedstaaten sollten Programme zum Umgang mit Risiken entwickeln sowie Sanierungsstrategien für kontaminiertes Land und Maßnahmen zur Begrenzung von Bodenversiegelung .
Die Strategie der Kommission stellt auch Anforderungen an harmonisierte Informationen über EU-weiten Bodenschutz .
Die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission hat daraufhin auch das European Soil Data Centre ( ESDAC ) eingerichtet , mit dem Ziel , die Bewertung zu verbessern und umfassendere Datenbanken zu entwickeln – u. a. zur Unterstützung der Entwicklung notwendiger Bodenschutzmaßnahmen .
Weitere Informationen
Weitere Informationen über Boden und Klimawandel finden Sie
auf den folgenden Seiten über die Politik der Europäischen Kommission :
http : / / ec.europa.eu / environment / soil /
http : / / eusoils.jrc.ec.europa.eu /
http : / / ec.europa.eu / clima / news / index _ en.htm
http : / / ec.europa.eu / agriculture / climate _ change / index _ en.htm
auf den Seiten der Europäischen Umweltagentur über Boden :
http : / / www.eea.europa.eu / soer / europe / soil
im Bericht über die Studie „ Aktueller Bericht über die Wechselwirkungen zwischen Boden und Klimawandel “ ( CLIMSOIL ) :
http : / / ec.europa.eu / environment / soil / review _ en.htm
im Soco-Projekt ( Sustainable Agriculture and Soil Conservation ) :
http : / / soco.jrc.ec.europa.eu /
in Projekten zu Boden , Landnutzung und Landwirtschaft , die durch das Programm LIFE der EU finanziert werden :
http : / / ec.europa.eu / environment / life / themes / soil / index.htm
in Konferenzen über Boden und Klimawandel , die von der Europäischen Kommission organisiert werden :
http : / / ec.europa.eu / environment / soil / biodiversity _ conference.htm
http : / / ec.europa.eu / environment / soil / conf _ en.htm
im Bodenatlas der zirkumpolaren Gebiete „ Soil Atlas of the Northern Circumpolar Region “ der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission :
http : / / eusoils.jrc.ec.europa.eu / library / maps / Circumpolar / index.html
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