Arktische Moore nehmen bei starker Erwärmung weniger Kohlenstoff auf | Polarjournal
Moorlandschaft am Cape Bolvansky, Russland. Bei stärkerer Erwärmung verlieren Moore an Kapazität Kohlenstoff aufzunehmen. Foto: Hans Joosten/Universität Greifswald

Eine Studie der University of Eastern Finland wirft ein neues Licht auf die Rolle der nordischen Moore bei der Regulierung des regionalen Klimas. Den Forschern zufolge werden Torfgebiete bis zum Ende dieses Jahrhunderts Kohlenstoffsenken bleiben, aber ihre Kapazität Kohlenstoff aufzunehmen, wird nach 2050 erheblich reduziert, wenn sich das Klima deutlich erwärmt.

Torfgebiete entwickeln sich unter wassergesättigten Bedingungen, die die Zersetzungsgeschwindigkeit der Pflanzen verlangsamen, so dass sich über viele Jahre hinweg Schichten von abgestorbenem Pflanzenmaterial als Torf ansammeln. Sie sind ein riesiger Speicher für bedeutende Mengen an Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Obwohl Torfgebiete nur etwa 3% der Erdoberfläche bedecken, enthalten sie etwa ein Fünftel des Bodenkohlenstoffs. In Europa speichern diese Ökosysteme fünfmal mehr Kohlendioxid als Wälder.

Ein finnisches Forscherteam verwendete neuartige arktische Modellierungsinstrumente und bereits veröffentlichte Daten über die Kohlenstoffakkumulationsrate in Torfgebieten, die Vegetation und die Eigenschaften des Permafrosts, um die Rolle der nördlichen Torfgebiete bei der Regulierung des regionalen Klimas zu untersuchen. Eine wichtige Frage ist, ob diese Ökosysteme auch weiterhin Kohlenstoffsenken bleiben und dazu beitragen werden, den Klimawandel unter veränderten klimatischen Bedingungen abzuschwächen. Die Anfang April in der Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlichte Modellierungsstudie soll diese wichtigen Fragen angehen.

Das in dieser Studie verwendete Modell (LPJ-GUESS – Lund-Potsdam-Jena General Ecosystem Simulator) hat die breiten Muster der langfristigen Kohlenstoffdynamik in Mooren auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen erfasst. Das Modell simulierte erfolgreich vernünftige Vegetationsmuster und die Ausdehnung des Permafrosts in der gesamten Arktis. Unter unterschiedlichen Szenarien – leichte (RCP2.6) und starke (RCP8.5) Erwärmung – zeigte die Studie, dass Torfgebiete im Durchschnitt bis zum Ende dieses Jahrhunderts weiterhin Kohlenstoffsenken bleiben. Das Szenario mit der stärkeren Erwärmung zeigte jedoch, dass ihre Kapazität als Senke nach 2050 erheblich reduziert wird aufgrund einer Zunahme der Bodenmineralisierungsraten. 

RCP – representative concentration pathway. Der Begriff repräsentativer Konzentrationspfad wird seit dem Fünften Weltklimabericht des Weltklimarats von 2014/2015 zur Beschreibung von Szenarien für den Verlauf der absoluten Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre verwendet. Dabei bezieht man sich auf unterschiedliche angenommene Werte des Strahlungsantriebs im Jahr 2100 in Watt pro Quadratmeter, also z.B. 2,6 W/m2.

Die Netto-Akkumulationsraten von Kohlenstoff (in Gramm Kohlenstoff pro Quadratmeter und Jahr),
a) Mittelwert von 1990 – 2000; b) unter Anwendung des Szenarios RCP2.6 (Mittelwert von 2091 – 2100); c) unter Anwendung des Szenarios RCP8.5 (Mittelwert von 2091 – 2100); d) Kohlenstoff-Akkumulationsraten (Mittelwert von 1990 – 2000); Differenz zwischen RCP und heute e) b minus a; f) c minus a. Grafik: Nitin Chaudhary et al. 2020

Dieser Modellierungsansatz trägt zu einem besseren Verständnis der Dynamik von Torfgebieten und ihrer Rolle im globalen Klimasystem auf verschiedenen raum-zeitlichen Skalen bei. Eine große Unsicherheit bei zukünftigen Vorhersagen ist die Auswirkung der Bildung neuer Torfgebiete mit einer möglichen Veränderung der Moorsenkenkapazität aufgrund des Auftauens von Permafrost und möglicher Landschaftsveränderungen.

„Mit dieser Studie wollen wir die Bedeutung von Torfgebieten im globalen Kohlenstoffkreislauf hervorheben. Wir haben ein fortschrittliches Modellierungsinstrument für Moore angewendet, um die Fragen der Kohlenstoffbilanz von Torfgebieten in der Vergangenheit und der zukünftigen Klimabedingungen zu behandeln. Nun wollen wir unsere aktuellen Forschungsarbeiten zur Rolle von Torfgebieten bei der Regulierung des regionalen Klimas vorantreiben, indem wir unser hochmodernes Torfmodell mit globalen und regionalen Klimamodellen verknüpfen, um die von den Mooren ausgehenden Rückkopplungen zu quantifizieren“, sagt Nitin Chaudhary, der Hauptautor der Studie, von der Universität Oslo.

„Studien zur Modellierung der Kohlenstoffbilanz der Arktis, die mit grober räumlicher Auflösung arbeiten, haben die Rolle der Torfgebiete oft ignoriert. Diese Studie betont die Rolle natürlicher Torfgebiete in der arktischen Kohlenstoffbilanz und der regionalen Klimaregulierung. Solche Studien sind notwendig, damit ihre Rolle in den globalen Kohlenstoffmodellen gut definiert ist“, sagt der Forscher Narasinha Shurpali von der University Eastern Finland.

Quelle:  University of Eastern Finland, Nitin Chaudhary et al. 2020 (https://doi.org/10.1111/gcb.15099)

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