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Was passiert, wenn Starkregen auf landwirtschaftlich genutzten Moorboden fällt? Diese scheinbar einfache Frage ist nicht nur für die Forschung spannend, sondern hat ganz konkrete Folgen für Umwelt- und Klimaschutz sowie den Umgang mit unseren Landschaften. Ein aktuelles Projekt der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt (KU) im Donaumoos geht genau dieser Frage nach – mit einem eher ungewöhnlichen Versuchsaufbau: einer Beregnungssimulation zu drei verschiedenen Jahreszeiten.
Geleitet wird das Projekt von Dr. Peter Fischer vom Fachgebiet für Bodengeographie und Bodenerosion, Kooperationspartner ist das Donaumoos-Team. Deren gemeinsames Ziel ist es, die Hydrologie landwirtschaftlich genutzter Moorstandorte noch besser zu verstehen, konkret wie trockengelegte und bearbeitete Torfböden Wasser aufnehmen, speichern und weiterleiten. „Es geht also um deutlich mehr als nur die Frage, ist Wasser da oder nicht“, unterstreicht Fischer. Mit seiner Beregnungsanlage forscht er sonst zur Thematik Bodenerosion auf klassischen landwirtschaftlichen Böden oder auf gerade eisfrei gewordenen Moränenstandorten im Hochgebirge. Torf dagegen ist ein organischer Boden – das bedeutet, er besteht neben Wasser und Luft zu mindestens 30 Prozent aus zersetzten Pflanzenresten. Ein Beregnungsexperiment auf diesem Untergrund sei seines Wissens ein Novum und zugleich ein Desiderat. „Mit Mooren sollte man sich befassen, weil es ein toller, artenreicher Lebensraum ist, ein ganz spannender Boden und ein wichtiger Speicher für Kohlenstoff und Wasser“, sagt Fischer.
Moore gehören zu den bedeutendsten Kohlenstoffspeichern der Erde, da durch die ständige Nässe der Abbau des organischen Materials weitgehend verhindert wird. Unter Luftabschluss lagert sich Kohlenstoff als Torf ab, statt als Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre zu entweichen. Allerdings sind viele dieser Ökosysteme in Deutschland mittlerweile stark verändert: Rund 95 Prozent der Moore wurden für die landwirtschaftliche Nutzung oder die Gewinnung von Torf trockengelegt. Im Zuge der Entwässerung und jahrzehntelangen Umnutzung werden nicht nur große Mengen an Kohlenstoffdioxid freigesetzt, sondern die Torfe verlieren auch weitere ihrer Eigenschaften. So verhält sich gesunder Torfboden ähnlich einem Schwamm, der Wasser aufnimmt, speichert und zeitverzögert wieder abgibt. Damit schützt er die Umgebung bis zu einem gewissen Grad auch vor Hochwasser.
Genau diese Wasseraufnahme- und Wasserleitfähigkeit steht im Mittelpunkt des aktuellen KU-Projekts. „Bislang ist nur wenig darüber bekannt, wie sich heutige Landnutzungspraktiken, Bodenverdichtungen und unterschiedliche Vegetationsbedeckungen auf dieses Verhalten und das Potential, Hochwasserentstehung abzuschwächen, auswirken“, erläutert Peter Fischer. Mit seiner Beregnungssimulationen will er diese Wissenslücke ein Stück weit schließen. Für seinen Feldversuch nutzt Fischer zwei Grünland- und zwei Ackerflächen aus dem Flächeninventar des Donaumoos-Zweckverbandes in den Gemeinden Königsmoos und Langenmosen.
Mit einer mobilen Beregnungsanlage, dem „Rainmaker“, simuliert er dort auf jeweils einem Quadratmeter gezielt Starkregen unter verschiedenen Bedingungen. So wird es drei zeitlich getrennte Beregnungskampagnen geben, um unterschiedliche Anfangswassergehalte, Grundwasserstände und Bodenbedeckungen im Experiment abbilden zu können. „Wir starten jetzt im Frühjahr, wenn das Grundwasser seinen Höchststand hat, machen im Sommer in der Zeit der größten Verdunstung weiter und haben eine dritte Kampagne im Herbst nach der Ernte, wenn das Grundwasser den Tiefststand erreicht“, erklärt der Geograph. Die Niederschlagsmengen, die er einstellt, orientieren sich an für die Region typischen Starkregenintensitäten.
Während der Regensimulation wird der Moorwasserstand in der Mitte der beregneten Fläche automatisch gemessen – und das nicht nur an der Oberfläche, sondern auch unterirdisch. Mit den so erhobenen Daten können erste Rückschlüsse auf die Infiltrations- und Drainagefähigkeit der jeweiligen Standorte gezogen werden, das heißt, wie viel Wasser versickert und wie viel davon tatsächlich oberflächlich stehen bleibt. Ergänzende Laboranalysen liefern weitere Informationen zu den hydraulischen Eigenschaften der untersuchten Torfe, also dazu, wie es tiefer im Boden weitergeht. „Im Kern geht es um das Schicksal des Wassers“, fasst Peter Fischer das Forschungsprojekt zusammen.
Gerade vor dem Hintergrund immer häufiger auftretender Starkregenereignisse und längerer Trockenphasen liefert das Projekt wichtige Erkenntnisse, denn bislang ist kaum erforscht, wie unterschiedlich genutzte Moorstandorte auf solche Extremereignisse reagieren. Die Ergebnisse des Projekts sollen langfristig dazu beitragen, besser einschätzen zu können, wie Moorböden im Spannungsfeld von Landwirtschaft, Klimaschutz und Wasserhaushalt genutzt werden können. Besonderen Wert legt Fischer daher auf den Wissenstransfer und die Transparenz seiner Forschung: „Mir ist es wichtig, die Landwirte, die Bevölkerung vor Ort und überhaupt alle Interessierten mitzunehmen.“. Deshalb hat er sich weitere Expertise mit ins Boot geholt: In Kooperation mit Prof. Dr. Jan Hiller, Professor für Geographiedidaktik und Bildung für nachhaltige Entwicklung an der KU, plant er öffentliche Vorführungen der Beregnungsexperimente und Angebote für Schulklassen. Ziel ist es, Einblicke in die Forschung zu geben und das Verständnis für die Bedeutung von Moorböden zu stärken. Insbesondere möchte Peter Fischer mit seiner Arbeit den Ängsten vor einer Renaturierung der Moore wissenschaftlich begegnen: „Aktuell sorgen sich viele Ortsansässige, die Wiedervernässung erhöhe die Hochwassergefahr – tatsächlich ist das Gegenteil der Fall und das möchte ich empirisch zeigen und nachvollziehbar machen. Viele sagen, wenn die Badewanne voll ist, dann kann sie kein Wasser mehr aufnehmen, aber das Donaumoos ist eben keine Badewanne.“
Dr. Peter Fischer - Peter.Fischer@ku.de
Dr. Peter Fischer
Quelle: Petra Hemmelmann
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, jedermann
Geowissenschaften, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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