Da der Klimawandel im Alltag immer deutlicher spürbar wird, taucht ein Wort immer wieder in der Diskussion auf: Kohlenstoff. Dieses Element ist Bestandteil von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan, die durch Industrie, Landwirtschaft und Landnutzungsänderungen in die Atmosphäre gelangen und die globale Erwärmung antreiben. Daher dreht sich ein Großteil der Klimawandeldiskussion um eine zentrale Frage: Wie können wir verhindern, dass noch mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangt?
Eine Antwort liegt in der Natur selbst. Pflanzen binden Kohlendioxid und wandeln es in Zucker um, um ihr Wachstum zu fördern und Kohlenstoff in ihrem Gewebe zu speichern. Aus diesem Grund sind der Schutz der heimischen Vegetation und die Wiederherstellung degradierter Gebiete zu Schlüsselstrategien im Kampf gegen den Klimawandel geworden. Wälder stehen dabei im Mittelpunkt der Diskussion, denn Bäume – hoch aufragend und mit dichtem Holzgewebe – sind nachweislich bedeutende Kohlenstoffspeicher.
In Feuchtgebieten sind die Böden jedoch wassergesättigt und sauerstoffarm, sodass abgestorbenes Pflanzenmaterial sehr langsam verrottet und dicke Schichten kohlenstoffreichen Materials, den sogenannten Torf, bildet. Moore speichern eine überproportional große Menge an Kohlenstoff: Obwohl sie nur 3 % der Erdoberfläche bedecken, speichern sie 21 % des globalen Bodenkohlenstoffs.Gleichzeitig sind sie aber auch bedeutende natürliche Methanquellen, einem starken Treibhausgas. Diese Doppelrolle – sowohl als Kohlenstoffsenken als auch als Treibhausgasquellen – bedeutet, dass selbst geringfügige Veränderungen in der Funktionsweise dieser Ökosysteme globale Folgen haben können.
Dennoch stammt ein Großteil unseres Wissens über Torfgebiete aus kalten nördlichen Regionen oder feuchten tropischen Regenwäldern, wo die konstante Feuchtigkeit zur Kohlenstoffspeicherung beiträgt. Bis vor Kurzem gingen Wissenschaftler davon aus, dass stark saisonal geprägte Umgebungen die Bildung von Torf in nennenswertem Umfang wahrscheinlich nicht begünstigen. eine kürzlich von Larissa S. Verona geleitete Studie, veröffentlicht in New Phytologist, deutet aber auf etwas anderes hin.
Das Forschungsteam untersuchte mehrere Feuchtgebiete im und um den Nationalpark Chapada dos Veadeiros, einem der größten Schutzgebiete des Cerrado in Zentralbrasilien. Sie konzentrierten sich auf zwei Feuchtgebietstypen: palmenreiche Sümpfe, lokal als Veredas bekannt, und offene, grundwassergespeiste Feuchtwiesen. Feuchtgebiete.
Um zu verstehen, wie viel Kohlenstoff diese Ökosysteme speichern, entnahmen die Forscher tiefe Bodenproben bis zu vier Metern Tiefe. Durch die Analyse jeder einzelnen Schicht rekonstruierten sie, wie sich der Kohlenstoff im Laufe der Zeit angesammelt hatte. Sie maßen außerdem die Pflanzenbiomasse ober- und unterirdisch, um den gesamten an jedem Standort gespeicherten Kohlenstoff zu schätzen. Darüber hinaus untersuchten sie die chemische Zusammensetzung des Bodens, um zu beurteilen, wie stabil – oder leicht zersetzbar – der Kohlenstoff ist. Radiokohlenstoffdatierung um sein Alter zu bestimmen.
Um das heutige Verhalten dieser Feuchtgebiete zu erfassen, maß das Team auch die Treibhausgasemissionen. Mithilfe von versiegelten Kammern, die auf der Bodenoberfläche platziert wurden, überwachten sie die Freisetzung von Kohlendioxid und Methan aus dem Boden über verschiedene Jahreszeiten hinweg und konnten so die Veränderungen der Emissionen im Jahresverlauf verfolgen.
Diese Messungen ergaben, dass die Böden dieser Feuchtgebiete außergewöhnliche Mengen an Kohlenstoff speichern – mehr als 1,100 Tonnen pro Hektar. Dies übertrifft die meisten Savannenvegetationen bei Weitem und kann sich sogar mit einigen der bekanntesten tropischen Torfgebiete der Welt messen. Bemerkenswerterweise sind 96 % dieses Kohlenstoffs in dicken Bodenschichten und nicht in der Vegetation gebunden. Grund dafür ist das flache Grundwasser, das die Böden einen Großteil des Jahres feucht hält. Radiokohlenstoffdatierungen zeigten, dass sich dieses Material über Tausende bis Zehntausende von Jahren angesammelt hat, wobei einige Ablagerungen über 20,000 Jahre alt sind. Nach Schätzungen der Autoren bedecken diese Feuchtgebiete rund 16.7 Millionen Hektar und sind damit ein wichtiger, bisher unterschätzter Bestandteil der brasilianischen Kohlenstofflandschaft. In einem Interview mit Botany One erklärte Verona:
„Kohlenstoff kann in diesen Systemen nur unter Überflutungsbedingungen gespeichert werden, da diese sauerstoffarme Umgebungen schaffen, die den Abbau verlangsamen. Daher deuten die Akkumulation und die langfristige Erhaltung von Kohlenstoff über Jahrtausende darauf hin, dass die hydrologische Dynamik dieser Feuchtgebiete über lange Zeiträume relativ stabil geblieben ist.“
Wären in der Vergangenheit häufig anhaltende oder intensive Dürreperioden aufgetreten, wäre dieser gespeicherte Kohlenstoff wahrscheinlich Sauerstoff ausgesetzt und zersetzt worden, was seine langfristige Anreicherung verhindert hätte. Das Vorhandensein von sehr altem Kohlenstoff deutet daher darauf hin, dass diese Ökosysteme über lange Zeiträume hinweg beständigen Überschwemmungsbedingungen ausgesetzt waren.
Doch trotz dieser langen Geschichte offenbarte die chemische Analyse eine entscheidende Schwachstelle. Da die Vegetation von Veredas , Feuchtgebiete Da es überwiegend aus Kräutern besteht, ist die organische Substanz relativ reich an Cellulose und Hemicellulose, Verbindungen, die von Mikroorganismen leicht abgebaut werden können, wodurch es empfindlicher ist als Torf in anderen tropischen Regionen. Im Gegensatz dazu enthalten viele tropische Torfgebiete höhere Mengen an Lignin, einer widerstandsfähigeren Verbindung, die der Zersetzung widersteht.
Dieser Unterschied wurde deutlich, als die Forscher die Treibhausgasemissionen maßen. Die Cerrado-Feuchtgebiete setzten große Mengen Kohlendioxid frei, insbesondere während der Trockenzeit, wenn sinkende Wasserstände Sauerstoff in den Boden ließen und die Zersetzung beschleunigten. Methan folgte einem anderen Muster: Die Emissionen waren in permanent überfluteten Gebieten am höchsten, konnten aber in saisonal überfluteten Gebieten während Trockenperioden nahezu auf null sinken. Bemerkenswerterweise traten rund 70 % der Gesamtemissionen während der Trockenmonate auf, wodurch diese Ökosysteme kurzzeitig von Kohlenstoffsenken zu Kohlenstoffquellen wurden. Verona erklärt, dass die Dynamik von Kohlenstoff und Methan stark vom Wasserstand beeinflusst wird, der wiederum das Auftreten anoxischer Bedingungen beeinflusst.Die Kohlendioxidemissionen werden durch aerobe Zersetzungsprozesse angetrieben und sind bei hohem Grundwasserspiegel aufgrund des begrenzten Sauerstoffangebots reduziert. Unter diesen überfluteten, sauerstoffarmen Bedingungen dominieren anaerobe Mikroorganismen, darunter auch solche, die Methan produzieren. Während der Trockenzeit, wenn der Grundwasserspiegel sinkt, nehmen die sauerstoffarmen Bedingungen ab oder gehen verloren. Diese Veränderung fördert die aerobe Zersetzung, wodurch die Kohlendioxidemissionen steigen, während gleichzeitig die Methanproduktion sinkt.".
Da diese Prozesse eng mit der Wasserverfügbarkeit verknüpft sind, können jegliche Veränderungen im Wasserhaushalt, wie veränderte Niederschlagsmuster, steigende Temperaturen, Grundwasserentnahme oder Landnutzungsänderungen, die Bedingungen stören, die Kohlenstoff im Wasser binden. Anders ausgedrückt: Über Jahrtausende gespeicherter Kohlenstoff könnte unter zunehmendem Umweltdruck deutlich schneller freigesetzt werden.
Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse, dass die Cerrado-Feuchtgebiete sowohl ein Verbündeter im Klimaschutz als auch ein potenzielles Risiko darstellen. Mit der Ausweitung der Landwirtschaft, der Umleitung von Grundwasser und der Verschärfung von Trockenperioden könnten diese Systeme einen Kipppunkt erreichen, an dem die langfristige Kohlenstoffspeicherung in rasche Emissionen umschlägt. Besonders dringlich ist dies, da sie bisher weitgehend unberührt geblieben sind. wird in Klimastrategien, die Wäldern Priorität einräumen, vernachlässigt, wodurch ein wichtiger Kohlenstoffspeicher ungeschützt bleibt.Schutz der Veredas und Feuchtgebiete wird es erfordern, ihren verborgenen Wert zu erkennen, nicht nur im Hinblick auf ihre Biodiversität, sondern auch als wichtige Kohlenstoffspeicher in einem der am stärksten bedrohten Biome der Welt.
DER ARTIKEL::
Verona LS, Zanne AE, Trumbore S, et al.. 2026. Weitläufige, übersehene Torf- und organische Böden im brasilianischen Cerrado: Kohlenstoffspeicherung, Dynamik und Stabilität. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.71027
Titelbild: Pfade im Parque Nacional Chapada dos Veadeiros. Foto von Guilherme Alencar.
