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Jülicher Expertise zur Klimaforschung

„Es Tiempo de Actuar“ – „Es ist Zeit zu handeln“: Unter diesem Motto steht die diesjährige Weltklimakonferenz (COP 25), die am Montag in Madrid beginnt. Jülicher Atmosphären- und Agrosphärenforscher tragen auf wissenschaftlicher Seite dazu bei, dass die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen menschlichen Aktivitäten und dem Klima immer besser verstanden werden. Eine Folge von Interviews stellt zur COP 25 Jülicher Forschungsthemen und Experten vor. Ein Interview mit Agrosphärenforscher Prof. Harry Vereecken.

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"Vuvuzela": Radiometer zur Ermittlung der Bodenfeuchte in Jülich. Foto: Forschungszentrum Jülich
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Noch nie seit Beginn der Wetterbeobachtungen in Deutschland gab es so viel Sonnenschein und so wenig Niederschlag wie 2018. Die extreme Trockenheit führte zu erheblichen Ernteausfällen, überdurchschnittlich vielen Waldbränden und historischen Tiefstständen bei Pegeln von Flüssen und Seen. Auch 2019 war es zum Teil wieder extrem warm mit lokalen Hitzerekorden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Agrosphärenforschung untersuchen die Langzeitfolgen für Böden und Klima. Ein Interview mit Prof. Harry Vereecken, Direktor des Instituts.

Nach dem Dürresommer 2018: Was können Agrosphärenforscher ein Jahr später dazu sagen, wie sich die Trockenheit auf den Boden und damit auch auf die Vegetation ausgewirkt hat?

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Die Untersuchungen im TERENO-Netzwerk zeigen, dass Wälder in bestimmten Regionen nicht mehr so viel Kohlendioxid speichern. Das ist eindeutig auf den Dürresommer 2018 zurückzuführen. In NRW liegt der Verlust an Speicherkapazität von CO2 in den betroffenen Gebieten bei 10 bis 15 Prozent.

Woher kommen die Daten für die Untersuchungen?

Neben TERENO kommen sie von ICOS – einem Projekt, bei dem europaweit Messungen des Kohlenstoffkreislaufs, der Emissionen und atmosphärischen Konzentration von Treibhausgasen zur Verfügung gestellt werden.

Haben sich die Böden 2019 erholen können?

Leider nein: Auch 2019 waren die Böden durchweg trockener als im Durchschnitt. Trotz der Regenfälle ist die Kapazität der Böden, Wasser zu speichern, noch nicht auf dem normalen Niveau. Wir können das mit Modellrechnungen und Simulationen nachweisen. Wir brauchten noch mehr Niederschläge! Die Frage ist, wie sich eine fortdauernde Trockenheit der Böden mittel- und langfristig auf die Wälder auswirkt, die schon 2018 unter Trockenstress litten.

Ein neues „Waldsterben“?

Nein, aber die Baumbestände werden sich ändern. Doch wir können noch nicht sagen, welche Baumarten das sein werden. Dieser „Waldumbau“ braucht seine Zeit – Zeit, in der gegebenenfalls nicht so viel Kohlendioxid gespeichert wird. Wir können das auf unserem Testgelände in Wüstebach in der Eifel im Rahmen der Entfichtung beobachten. Die Trockenheit im vergangenen Jahr war ein weiterer Rückschlag: Das „System Wald“ braucht jetzt noch länger, um den Nullpunkt zu erreichen, also das Gleichgewicht von CO2-Aufnahme und -abgabe.

Die Trockenheit der vergangenen zwei Jahre stellt gerade die Landwirtschaft regional vor große Herausforderungen. Welche Möglichkeiten der Anpassung gibt es?

Die Landwirtschaft hat verschiedene Optionen. Eine Option eine ist es, auf Pflanzen umzustellen, die mit Trockenstress umgehen können, zum Beispiel auf Getreidesorten wie Gerste. Eine andere Option – und das wird eher das Thema werden – ist die Bewässerung. Im Norden, wo wir die sandigeren Böden haben, muss schon verstärkt bewässert werden. Hier in der Region haben wir Böden, die Wasser sehr gut speichern können. Trotzdem gibt es auch hier schon weniger Ernte. Die Fragen sind, wie schnell der Landwirt reagieren kann und ob er Zugang zu Grundwasser hat.

Die Jülicher Agrosphärenforscher arbeiten im Projekt ADAPTER mit Landwirten zusammen. Worum geht es dabei?

Ziel von ADAPTER ist es, die Vorhersagen zur Bodenfeuchte durch Kooperation mit den Landwirten zu verbessern. Wir stellen ihnen einfache Sensoren zur Verfügung, die auf ihren Äckern die Bodenfeuchte messen. Wir erhalten die Daten für unsere Modellrechnungen, dadurch können wir genauere Vorhersagen machen. Unser Modell ist in der Lage zu zeigen, wie sie die Bodenfeuchte entwickeln wird – und zwar parzellengenau. Die Landwirte können diese Ergebnisse nutzen, um zu entscheiden, wann sie bewässern.

Böden sind wichtige CO2-Speicher. Welche Strategien gibt es, diese Fähigkeit zu erhalten oder sogar zu fördern?

Humus ist ein wichtiger CO2-Speicher, deshalb muss der vorhandene Humus im Boden erhalten oder sein Anteil erhöht werden. Das schafft man zum Beispiel mit ökologischem Anbau und der Bepflanzung von Forststreifen auf Feldern mit Hecken und Obstbäumen.

Stichwort Bodenmanagement.

Brachliegende Äcker geben mehr CO2 ab als bepflanzte. Es macht also Sinn, Brachen zu reduzieren, zum Beispiel durch Aussaat von Zwischenfrüchten. Auch beim Pflügen wird CO2 freigesetzt. Hier stellt sich die Frage, ob der Boden noch gepflügt wird und wenn ja, wie stark. Eine andere Option ist Grasland, das mehr CO2 speichert als Ackerland.

Moorböden müssen besser geschützt werden, denn sie speichern viel CO2. Wenn sie entwässert werden – zum Beispiel für den Torfabbau – gelangt das CO2 wieder in die Atmosphäre.

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