Wasserstand bestimmt Reaktion in Mooren auf Wärme
Moore speichern große Mengen an Kohlenstoff. Entwässert man sie jedoch, tritt der gegenteilige Effekt ein: Die Flächen werden zu Quellen von Kohlendioxid (CO₂), große Mengen díeses Treibhausgases werden freigesetzt. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Münster hat nun anhand des bislang größten internationalen Datensatzes zu jährlichen CO₂-Budgets von Mooren gezeigt, dass Wasserstand und Temperatur eng zusammenhängen. Je tiefer der Wasserstand liegt, desto stärker reagieren die CO₂-Emissionen auf steigende Temperaturen. Ein höherer Wasserstand kann diesen Effekt also abschwächen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Communications” erschienen.
Für die Studie wertete das Team die Messungen von 276 sogenannten Standort-Jahren aus 114 Mooren in gemäßigten und borealen Regionen aus, zu denen beispielsweise die nördliche Waldzone der Erde zählt. Diese befanden sich unter anderem in Deutschland, Estland, Frankreich, dem Vereinigten Königreich und Nordamerika. Ein Standort-Jahr bezeichnet die Messungen eines Standorts innerhalb eines Jahres. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten sowohl natürliche Nieder- und Hochmoore als auch landwirtschaftlich genutzte Flächen, Grasland und ehemalige Torfabbauflächen.
Da die Zusammenhänge nicht linear sind und weitere Faktoren wie Vegetation und Sonneneinstrahlung eine Rolle spielen, nutzte das Forschungsteam Methoden des maschinellen Lernens. Dadurch kann das Zusammenspiel von jährlichen CO₂-Flüssen, Grundwasserstand und Temperatur analysiert werden.
Aus den Jahresbilanzen lässt sich ablesen, bei welchem Wasserstand wie viel CO₂ freigesetzt wird. Demnach nimmt die CO₂-Freisetzung vor allem ab, wenn der Wasserstand von sehr niedrigen Werten aus angehoben wird – konkret auf weniger als 60 bis 75 Zentimeter unter der Mooroberfläche. Um die CO₂-Freisetzung möglichst stark zu senken, identifiziert die Studie Wasserstände von 20 Zentimetern unter der Oberfläche oder mehr. Bei tiefen Wasserständen fällt die CO₂-Freisetzung bei höheren Temperaturen deutlich stärker aus.
Die Jahresbilanzen zeigen zwar, wie viel CO₂ ein Moor über ein ganzes Jahr freisetzt. Es bleibt jedoch offen, wie sich Wasserstand und Temperatur im kurzfristigen Wechselspiel auswirken. Um dies zu untersuchen, nutzte das Team einen zweiten, zeitlich höher aufgelösten Datensatz aus 113 Standort-Jahren mit täglichen CO₂-Flussmessungen. Diese Daten zeigen, wie empfindlich ein Moor Tag für Tag auf Temperaturschwankungen reagiert, abhängig davon, wie hoch der Wasserstand gerade ist. „Anhand der täglichen Daten konnten wir erstmals über viele Standorte hinweg zeigen, dass höhere Wasserstände den Effekt hoher Temperaturen auf die CO₂-Emissionen verringern“, sagt Nicolas Behrens. Liegt der Wasserstand dagegen niedrig, verstärkt sich der Einfluss der Temperatur. Damit bestätigt die tägliche Auswertung auf einer unabhängigen Datenebene, was sich bereits in den Jahresbilanzen andeutete.
Die Studie liefert einen weiteren Baustein zum Verständnis der Kohlenstoff-Klima-Rückkopplung. Verändert sich das Klima, können sich die Prozesse in Mooren verändern. Diese beeinflussen wiederum die Freisetzung oder Aufnahme von Treibhausgasen. Für den Moorschutz bedeutet dies, dass die Wiedervernässung entwässerter Moore als Klimaschutzmaßnahme mit fortschreitender Erwärmung noch wichtiger werden dürfte, um die temperaturbedingte Zunahme der CO₂-Emissionen zu bremsen.
Für die aktuelle Studie befassten sich die Wissenschaftler ausschließlich mit CO₂. Für eine vollständige Klimabilanz von Mooren müssen jedoch auch andere Treibhausgase wie Methan und Lachgas berücksichtigt werden, deren Emissionen sich durch eine Wiedervernässung ebenfalls verändern können.
Originalpublikation
Nicolas Behrens, Christian Brümmer, Kuno Kasak, June Skeeter, Ian B. Strachan, Ype van der Velde, Chris D. Evans, Ross Morrison, Carole Helfter, Guillaume Bertrand, Sébastien Gogo, Adrien Jacotot, Carsten Schaller, Karen Yeung und Mana Gharun: Drivers of northern peatland CO₂ fluxes revisited: interacting water level-temperature dependency. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-77456-6.