Biogeochemie der Renaturierung vorgenutzter Moore

Steuergrößen der Freisetzung gelöster organischer Substanz, deren Stabilität und Wirkung in methanogenen, überstauten Niedermoorböden (KN 929/8-1)

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  Hintergrund

  Durch Moorentwässerung und Grundwasserabsenkungen haben weltweit 20 %, in Europa etwa 50 % und im nordostdeutschen Tiefland nahezu alle Moore ihre ursprünglichen landschaftsökologischen Funktionen verloren und tragen bspw. im Land Mecklenburg-Vorpommern zu ca. 30 % der anthropogenen CO₂-Emission bei. National und international werden daher Anstrengungen unternommen, die Funktionen von Mooren durch Wiedervernässung wieder herzustellen. Der während der Drainage auftretende Torfverlust sowie Schrumpfungs- und Sackungsprozesse haben jedoch dazu geführt, dass Flächen oftmals unter dem Niveau angrenzender Gewässer liegen. Das bedeutet, dass sich wiedervernässte Flächen vielfach als Flachwasserseen (>> 100 ha) mit einer durchschnittlichen Tiefe von meist < 1 m etablieren. Die oftmals polytrophen Flachgewässer, die als neuartiges Ökosystem ('emerging ecosystems') eingestuft werden müssen, sind bezüglich der Besiedlung mit dichten Schilf-, Rohrkolben- und Rohrglanzgrasbeständen mit den Litoralbereichen von Seen bzw. mit Flachgewässern im Verlandungsstadium vergleichbar und zeichnen sich oft durch extreme Methanemissionen aus.

  Forschungsdefizite bestehen insbesondere darin, bekannte Gesetzmäßigkeiten und Steuerungs-mechanismen der Respirationsprozesse aus naturnahen Mooren auf ihre Validität bei der Wiedervernässung von stark degradierten Moorböden hin zu überprüfen. Bisherige Kenntnisse reichen nicht aus, den weiteren anaeroben Abbau organischer Substanz in den ohnehin schon stark mineralisierten bzw. vererdeten und kompakten Torfen auf Prozessebene zu erklären. Die Erklärung erhöhter Mineralisierungsraten aufgrund eines hohen Nährstoffangebotes ist bislang hypothetisch und eine klare Identifizierung der für die hohen Umsatzraten verantwortlichen Kohlenstoff-Quellen und Mechanismen ist erforderlich.

• Methoden

  Die Arbeiten des Projektes werden in einer Kombination aus Freilandstudien und detaillierten Laborstudien durchgeführt. Im Feld werden Profile in Fest- und Lösungsphase aufgenommen, im Labor werden Inkubationen und Mesokosmosversuche durchgeführt.

  Durch die Untersuchung der Kohlenstoffabbauwege und der Methanbildungswege auf detaillierter Ebene soll ein Prozessverständnis gewonnen werden, wie sich verschiedene Renaturierungsansätze auf die zukünftige Entwicklung der Flächen auswirken. Dazu werden unter anderem Gasmessungen durchgeführt, Spektroskopische und elektrochemische Charakterisierungen der organischen Substanz angewendet, thermodynamische Kenngrößen berechnet, Isotopentracer eingesetzt und Enzymaktivitäten bestimmt. Die Durchführung und Analytik erfolgt in Kooperation mit Projektpartnern am Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Dr. Dominik Zak, in Berlin.

• Studierende

  Abschlussarbeiten:

  Gegenwärtig findet eine Masterarbeit zum Vergleich verschiedener Renaturierungsansätze mit und ohne vorhergehende industrielle Abtorfung statt (Kandidatin M.Sc. Geoökolpgie Carolin Waldemer).
  Ab Sommer 2014 besteht die Möglichkeit als Hilfskraft oder im Rahmen weiterer Abschlussarbeiten das Projekt zu unterstützen
  Bei Interesse – auch für eine Mitarbeit als studentische Hilfskraft – erteilt Prof. Dr. Klaus-Holger Knorr gerne Auskunft.

• Infothek

  Projektpartner und Kontakt:

  Universität Münster
  Institut für Landschaftsökologie, Arbeitsgruppe Ökohydrologie und Stoffkreisläufe
  Projektleitung: Prof. Dr. Klaus-Holger Knorr
  
  Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) Berlin
  Chemische Analytik und Biogeochemie
  Projektpartner: Dr. Dominik Zak

  Laufzeit und Förderung:

  Laufzeit: 04/2014 - 04/2017
  Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG KN 929/8-1).