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Projektverbund Bayerische Landschaften im Klimawandel – Kohlenstoff- und Stickstoffmobilität in Landschaften im Umbruch auf Basis kolluvialer und alluvialer Prozesse

Mit einer feierlichen Übergabe startete Frau Staatsministerin Ulrike Scharf (MdL) am 12. Feburar 2015 am Wissenschaftszentrum Weihenstephan WZW das vom Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz StMUV geförderte Projekt, das von den Proffs. Jörg Völkel (Leiter), Ingrid Kögel-Knabner und Hans-Peter Schmid durchgeführt wird. Bodenerosion ist ein wesentlicher Teilprozess des vom Menschen gesteuerten Erdsystems. Böden sind hervorragende Kohlenstoffspeicher und damit auch Senken für das "Klimagas" Kohlendioxid (CO2). Die Effizienz der Ökosysteme als "Motor" für diesen Austausch (und somit für die Funktion der Böden als Kohlenstoff­speicher) ist wesentlich gesteuert durch die Verfügbarkeit von Stickstoff, als wichtigster Nährstoff­bestand­teil. Für die Böden der bayerischen Kultur- und Agrarlandschaft gilt das in besonderem Maße. Über 8.000 Jahre Landnutzungsgeschichte seit der neolithischen Revolution haben in Bayern zu einer besonders hohen Anreicherung von Kohlenstoff und Stickstoff in Böden und verlagertem Bodenmaterial geführt. Die Transportpfade und Zwischenspeicher reichen von Hangkolluvien als den korrelaten Sedimenten der Bodenerosion im Acker- und Grünland bis zu Alluvien in den Talauen der Flüsse. Das betrifft sämtliche Flusseinzugs­gebiete Bayerns. Die dort abgelagerten Alluvien bzw. Auenlehme sind teils mehrere Meter mächtig, speichern große Mengen an Kohlenstoff und sind ihrerseits leicht erodier- und verlagerbar. Auen­land­schaften spielen zudem eine entscheidende und zukünftig nochmals steigende Rolle im Hoch­wasser­schutz. Die Entwicklungsgeschichte der bayerischen Fluss­auen und der Erhalt ihrer Sedimente und Böden als Kohlenstoffsenke sind auch heute und zukünftig auf das Engste mit dem Kultur- und Agrarlandschaftsmanagement im jeweiligen Einzugsgebiet verbunden. Daher ist die regionale Maß­stabs­ebene zur Ausarbeitung von Anpass­ungsstrategien an Klima- und Landschaftswandel von beson­derer Bedeutung. Diese Anpassungsstrategien werden über das moderne Landschaftsmanagement ausgeführt und berücksichtigen nicht zuletzt auch die Nachhaltigkeitsproblematik als eines der Zukunftsthemen im Rahmen der Global Change-Forschung.

Bodenbearbeitung und die damit zwangsläufig verbundene Bodenverlagerung wirken sich in hohem Maße auf die Kohlen- und Stickstoffverteilung in der Landschaft aus. Agrarlandschaften tragen weltweit in weitaus höherem Maße zur Speicherung von Kohlen- und Stickstoff im Boden bei als Wälder. Derzeit werden unterschiedliche Konzepte zur Darstellung der Verteilung und des Verbleibs des bodeneigenen Kohlenstoffs (soil organic carbon SOC) in Agrarlandschaften diskutiert. Die besondere Bedeutung und Senkenfunktion von Kolluvien (verlagertes Bodenmaterial) und Alluvien (Auenlehme) sowie lakustrinen Systemen (Seen) ist bekannt. Das gilt auch für die Bedeutung lokaler und regionaler Flusseinzugsgebiete für die Umverteilung von SOC. Während Erosions- und Ablagerungsprozesse als solche mittlerweile Stand des geomorphologisch-bodenkundlichen Wissens sind, dauert die wissenschaftliche Diskussion um die Bedeutung der Umverteilung von SOC in Agrarlandschaften hinsichtlich des Überwiegens einer Quellen- oder Senkenfunktion an. Während oberflächennahe C- und N-Gehalte wegen kurzer Gleichgewichtszeiten gut über die Oberflächeneigenschaften zu erfassen sind, werden die C- und N-Gehalte im Unterboden stark von der geomorphogenetischen und klimatischen Geschichte einer (Agrar-) Landschaft gesteuert, was große Unterschiede und regionale Variabilität bedingt. Ein ebenso offenes Feld ist der C- und N-Austausch und Zyklen zwischen Agrarlandschaften und der Atmosphäre. Die Frage, ob Bindung oder Emission überwiegen und damit auch CO2 als "Klimagas" eher gebunden als freigesetzt wird, stellt eine weitere Lücke im Wissensstand dar, die das Verbundprojekt helfen will zu schließen.