Emissionen der Landnutzung, -?nderung und Forstwirtschaft

W?lder, B?den und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Ma?nahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der W?lder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau und eine Reduzierung der Entw?sserung von Moorb?den.

Inhaltsverzeichnis

 

Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft

Der Kohlenstoffzyklus stellt im komplexen Klimasystem unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid aus der Luft mittels ⁠Photosynthese⁠ gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Neben Meeren und B?den geh?ren Wald?kosysteme zu den globalen Kohlendioxid-Speichern. Bedingt durch einen h?heren Biomassezuwachs wirken insbesondere ⁠boreale⁠ W?lder in der n?rdlichen Hemisph?re sogar als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen werden Senken als Prozesse, Aktivit?ten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase, ⁠Aerosole⁠ oder Vorl?ufersubstanzen von Treibhausgasen (THG) aus der ⁠Atmosph?re⁠ entfernen. Durch sog. Humifizierungsprozesse im Boden wird Kohlenstoff langfristig im Boden eingebaut wird. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry). Mineralisierungsprozesse führen dort zum vollst?ndigen Abbau der organischen Bodensubstanz bis hin zu den mineralischen Endprodukten (wie z.B. Mineralien, Freisetzung von CO2 und Wasser).

Weil die ⁠Landnutzung⁠ oder -?nderung wie auch die Bewirtschaftung von W?ldern zunimmt, liegt eine St?rung dieses Gleichgewicht vor. Wird zum Beispiel Waldboden oder Grünland für landwirtschaftliche Zwecke bearbeitet, so führt dies zu erheblichen Kohlendioxid-Emissionen. Dieser Prozess ist ebenfalls bei der Entw?sserung von organischen B?den sowie bei Abholzung oder Brandrodung zu beobachten.

Verdorrter Wald
Abgeholztes Waldstück
Quelle: Jaana Prüss
 

Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungs?nderung

J?hrliche Ver?nderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch ?nderungen der ⁠Landnutzung⁠ entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet. Dazu werden nationale Fl?chen in Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebieten, Siedlungen und Fl?chen anderer Nutzung unterteilt. Neueste Ergebnisse der Bodenzustandserhebung (BZE) Wald 2016, der Kohlenstoffinventur 2017 sowie der BZE Landwirtschaft 2018 führten zu deutlich verbesserten Emissionsfaktoren und somit zu genaueren Informationen über Kohlenstoffvorrat und -einbindung in Deutschland. Mit der überarbeitung des Fl?chenmodells unter Berücksichtigung der Verdichtung des Stichprobennetzes konnte ebenfalls die Datenbasis validiert werden.?

Die bisherige Emissionsentwicklung ist für den Sektor ⁠LULUCF⁠ von einer fortw?hrend abnehmenden Netto-Kohlenstoffspeicherung im Wald sowie von hohen Emissionen der organischen B?den des Acker- und Grünlands gepr?gt (Netto THG-Emissionen -26,9 Mio. t CO2 ?quivalente in 2018).

 

Ver?nderung des Waldbestands

Die Emissionen der Waldfl?che werden auf Grundlage von Bundeswaldinventuren berechnet. Bei der Einbindung von CO2 spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als Netto-Kohlenstoffsenke (-67 Mio. t CO2 ?quivalente). Ausschlaggebend für die Einbindungen in der Waldkategorie sind die Pools ⁠Biomasse⁠ (70 %), mineralische B?den (21 %) und ⁠Totholz⁠ (5 %).?

So ergab die Kohlenstoffinventur 2017, dass für den Zeitraum 2012 bis 2017 allein 12,4 Mio. t Kohlenstoff pro Jahr in der lebenden Biomasse gespeichert wurden, im Totholz weitere 0,8 Mio. t C pro Jahr (bzw. 3,1 Mio. t CO2-?quivalente), sodass bis zum Jahr 2017 die Kohlenstoffvorr?te mit 113,7 Tonnen pro Hektar in den W?ldern angestiegen sind (Riedel, T., Stümer, W. et al. 2019). Die Kohlenstoffinventur 2017 ergab weiter, dass trotz geringerer Fl?chenanteile die Laubb?ume mehr Kohlenstoff als die Nadelb?ume speicherten.

Emissionsquellen entstehen durch Streu, Drainage, Mineralisierung und Waldbr?nde. Im ⁠Dürre⁠-Jahr 2018 kam es in weiten Teilen Deutschlands zu einer hohen Anzahl an Waldbr?nden, sodass die Brandfl?che auf 2.349 ha anstieg, was in etwa einer Fl?che von fast 3.300 Fu?ballfeldern entspricht. Durch die Br?nde wurden 0,17 Mio. t CO2-?quivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Die ⁠CO2⁠-Emissionen aus Waldbrand (0,15 Mio. t CO2-?quivalente) machen im Verh?ltnis zu den CO2-Emissionen des Gesamtinventars nur einen kleinen Teil (unter 0,02 %) aus. Inwieweit die Ereignisse der letzten zwei Jahre wie Stürme, Dürre und Insekten Einfluss auf die Kohlenstoffsenke haben, werden erste Analysen 2021 und im Detail die Bundeswaldinventur 2022 aufzeigen.

Die Tabelle zeigt für die Jahre 1990 bis 2018, welche Treibhausgase in den Bereichen Landnutzung und Forstwirtschaft Emissionen aufgenommen und abgegeben haben.
Tab: Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung, Landnutzungs?nderung und Forstwirtschaft
Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergr??erten Darstellung
 

Ver?nderungen bei Ackerland und Grünland

Die überarbeitung des Fl?chenmodells für Deutschland zeigt, dass seit 1990 die ackerbaulich genutzte Fl?che auf organischen B?den, wenn auch nur geringfügig (Nettofl?chenzunahme von 1990 bis 2018: 6.424 ha, das entspricht 1,9 %), zunimmt. Hauptursache für die Fl?chenzunahme ist der Grünlandumbruch, dessen Beitrag die Nettofl?chenzunahme im Ackerland auf organischen B?den bei Weitem übertrifft. Diese Bruttozunahme wird durch zahlreiche Landnutzungswechsel von Ackerland hin zu anderen Landnutzungen, mit dem deutlichen Schwerpunkt mit Nutzungs?nderungen hin zu Grünland jedoch kompensiert.

Die durch die Systemverbesserung deutlich detaillierteren Emissionsberechnungen, durch die vielfach h?here r?umliche Aufl?sung des Fl?chenmodells, die Einführung neuer Landnutzungskategorien sowie die Anwendung neuer, landesspezifischer Emissionsfaktoren für B?den und Pflanzenkulturen, ergaben für die Kategorie Ackerland THG-Emissionen von 16,6 Mio. t CO2 ?quivalente. Damit sind die Emissionen aus Mineralb?den, Kohlenstoffdioxid und Lachgas, trotz geringerer Fl?chen, gr??er als in den ⁠LULUCF⁠-Inventaren der Vorjahre. Insbesondere die neu eingeführten Emissionsfaktoren für Mineralb?den bewirken diese deutlichen Unterschiede. So zeigten die Ergebnisse der bundesweiten Inventur aller landwirtschaftlichen B?den Deutschlands (Jakobs et al. 2018), dass insbesondere die Kohlenstoffvorr?te von Grünlandb?den bisher deutlich untersch?tzt wurden, der Grünlandumbruch somit deutlich mehr Emissionen verursacht, als bisher berichtet. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden THG-Emissionen in H?he von 15,9 Mio. t CO2 ?quivalenten errechnet.

 

Landwirtschaftlich genutzte Moore

Drainierte Moorb?den (d.h. entw?sserte organische B?den) gelten als sog. Hotspots für Treibhausgase. Durch Entw?sserung und Bewirtschaftung aller organischen B?den werden j?hrlich um die 47 Mio. t CO2 ?quivalente an Treibhausgasen (mit nur geringen j?hrlichen Abweichungen) freigesetzt. Zu landwirtschaftlichen genutzten Mooren z?hlen jedoch nur organische B?den der Landnutzungskategorien Ackerland sowie Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, M?hweiden etc.). Ackerbaulich genutzte organische B?den emittieren j?hrlich ca. 13 Mio. t ⁠CO2⁠-?quivalente an Treibhausgasen; organische B?den unter Grünland im engeren Sinne ca. 24,5 Mio. t CO2-?quivalente. Das bedeutet, dass ca. 90 % der Bruttoemissionen an Treibhausgasen aus landwirtschaftlichen B?den, auf nur ca. 7 % der Fl?che derselben entstehen.

Moorbrand von Meppen
Durch einen übungseinsatz der Bundeswehr kam es im September 2018 zu einem Brand auf einer 1.221 ha gro?en drainierten Moorfl?che. Dieser Brand wurde durch das Bundesamt für Infrastruktur, Umweltschutz und Dienstleistungen der Bundeswehr umfassend untersucht und dokumentiert. Bei dem Brand entstanden 637 kt CO2 ?quivalente THG-Emissionen (ohne Berücksichtigung von N2O).

 

Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft

Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der neuen Agrarpolitik der EU über das sogenannte Greening geregelt (Verordnung 1307/2013/EU). Das bedeutet, dass zum einen über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche F?rderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die F?rderung findet auf Bundesl?nderebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldfl?chen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verst?rkte Holnutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe Charta für Holz 2.0) gef?rdert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bew?hrte Ma?nahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erh?hen.Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ern?hrung und Landwirtschaft (⁠BMEL⁠) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gef?rdert.

Die ⁠Treibhausgas⁠-Emissionen aus drainierten Moorfl?chen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand erh?ht – je h?her der Wasserstand desto geringer die Treibhausgas-Emissionen. Als klimagasrelevante Ma?nahmen sind die Moor-Renaturierung sowie die Reduzierung der Torfanwendung zu nennen. Weitere M?glichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorb?den, der sogenannten Paludikultur. Das ist z.B. der Anbau von Schilf für Dachreet, die Beweidung mit Wasserbüffel, die energetische Nutzung von Niedermoor-⁠Biomasse⁠ oder der Anbau von Torfmoosen als Ersatz für den Torfabbau.