Forschungsergebnisse zur Kohlenstoffspeicherung von Böden präzisieren globale Klimamodelle

Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter Dr. Cordula Vogel  von der Fakultät Umweltwissenschaften der TU Dresden (Institut für Bodenkunde und Standortslehre), betrachtete in einem jetzt veröffentlichten Artikel in Nature Geoscience, wie sich die Kohlenstoffspeicherung mit dem Bodenalter und der Verwitterung ändert. Böden sind ein wichtiger Speicher für Kohlenstoff und könnten einen Anstieg von CO₂ in der Atmosphäre eindämmen. Das Wissen, unter welchen Umständen sie wie viel von dem Treibhausgas CO₂ speichern, ist wichtig, um exakte und verlässliche Klimamodelle erstellen zu können und um Änderungen durch den Klimawandel besser vorherzusagen. Die langfristigen Verwitterungsprozesse von Böden waren bisher wenig bekannt und wurden kaum in den Klimamodellen berücksichtigt.

Das Forscherteam unter der Leitung von Sebastian Doetterl von der Universität in Augsburg und Asmeret A. Berhe von der Universität California zeigen mit ihrer Studie, dass es wichtig ist, die langfristigen geochemischen Prozesse wie Verwitterung und Bodenentwicklung zu verstehen, um kurzzeitige Effekte auf die Kohlenstoffdynamik im Boden beurteilen zu können. „Momentan ist das Verständnis von aktuellen und zukünftigen Prozessen eingeschränkt, die wichtig sind für die Kohlenstoffdynamik in Böden. Bestehende Modelle scheitern, den Einfluss der Bodenentwicklung auf den Kohlenstoffkreislauf abzubilden“, erläutert Sebastian Doetterl. „Unsere Ergebnisse zeigen allerdings, wie eng schnelle biologische Prozesse und langsame Veränderungen durch Verwitterung miteinander verflochten sind“, ergänzt Cordula Vogel.

Die Wissenschaftler demonstrieren in der Studie, wie Verwitterung und Bodenentwicklung, u. a.  Pflanzenwachstum, mikrobielle Gemeinschaften und die Stabilisierung von Kohlenstoff über die Zeit beeinflussen. Vor allem die Bodenminerale, die sich im Laufe der Zeit durch Verwitterung anreichern, bestimmen direkt die Menge des Kohlenstoffs, der gespeichert werden kann. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass am meisten davon von Böden im mittleren Alter von ungefähr 3000 bis 35.000 Jahren aufgenommen werden kann.

„Wenn es gelingt, diese geochemischen Prozesse in globale Kohlenstoffmodelle zu integrieren, dann könnten einfachere Ansätze und größere Datensätze mit Informationen zu Bodeneigenschaften und Bodenmineralogie ausreichen, bessere Zukunftsprognosen zu erstellen“, schlussfolgert Sebastian Doetterl.

Das internationale Team arbeitete für seine Analyse im Gebiet des Kalifornischen Central Valley, in dem junge Böden nur einige Jahre und die ältesten mehrere Millionen Jahre Entwicklung hinter sich haben. „Dieser Unterschied im Entwicklungszustand ermöglicht, die Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf mit der Zeit zu untersuchen. Bei den Untersuchungen werden auch Änderungen im Pflanzenbewuchs und in der mikrobiellen Gemeinschaft, die Reaktion von Böden auf Erwärmung sowie die Kapazität von Böden, Kohlenstoff zu stabilisieren, berücksichtigt. Und das alles, obwohl die Böden ursprünglich aus dem gleichen Material entstanden sind.“, erklärt Asmeret A. Berhe.

 Link zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0168-7

Informationen für Journalisten:
Dr. Cordula Vogel
Tel.: +49 (0) 351 463-31805