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Wirkungen des Bodens auf das Klima

Die Fähigkeit des Bodens, große Mengen an Kohlenstoff zu speichern und durch pflanzenverfügbares Wasserspeichervermögen die untere Atmosphäre zu kühlen (Kühlleistung), kann auch als Klimafunktion des Bodens bezeichnet werden. Eine klimaschonende Bodennutzung ist daher eine zukünftige Aufgabe.

Kohlenstoffspeicher Boden

Niedermoor © M. Dworschak / Geologischer Dienst NRW

Der Boden ist auf Grund seiner Fähigkeit organische Substanzen einzulagern global betrachtet nach den Gesteinen und den Weltmeeren der drittgrößte Kohlenstoffspeicher. Der Boden enthält fast doppelt so viel Kohlenstoff wie die Atmosphäre und die Landpflanzen zusammen.

Die organische Substanz im Boden ist aber nur teilweise stabil und beeinflusst durch Zu- oder Abnahmen den CO2-Gehalt der Atmosphäre. Die Kohlenstoffgehalte im Boden steigen in der Regel mit länger anhaltender hoher Bodenfeuchte durch die Hemmung biologischer Abbauprozesse.

Moore haben den kohlenstoffreichsten Boden. Sie enthalten bis zu 10-mal mehr Kohlenstoff pro Hektar als andere Ökosysteme.

Die Umwandlung natürlicher Moor-Ökosysteme in landwirtschaftliche Nutzungen führt als Folge von Entwässerung und Belüftung immer zu einem Verlust von im Boden gebundenem Kohlenstoff. Eine Dauergrünland- oder Waldnutzung auf ehemaligen Mooren mindert zumindest die Abbaugeschwindigkeit, eine Ackernutzung auf solchen Standorten ist gänzlich ungeeignet.

Wenn Boden mit deutlichen Kohlenstoff-Speicherleistungen durch Flächen-Neuinanspruchnahme für Siedlungen und Verkehr oder für Abgrabungen genutzt wird, geht seine hohe Speicherkapazität verloren, da die humusreichen Schichten in der Regel vollständig entfernt werden.

Die Reduzierung der Treibhausgase in der Atmosphäre durch den Erhalt und die Erhöhung der Humusvorräte im Boden ist ein Baustein des Klimaschutzes.

Kühlleistung des Bodens

Boden trägt wesentlich zur Temperaturausbildung der unteren Atmosphäre bei. Besonders in städtischen Räumen spielt die Kühlleistung des Bodens als Temperaturpuffer in der heißen Jahreszeit eine zunehmend wichtige Rolle. Neben dem Versiegelungsgrad eines Gebietes ist die Wasserspeicherkapazität der nicht versiegelten Bodenfläche ein wesentlicher Faktor für das Stadtklima .

Je mehr Wasser im verbleibenden Boden pflanzenverfügbar gespeichert werden kann, desto mehr Wasser steht den Pflanzen zum Wachstum und zur Verdunstung während sommerlicher Trocken- und Hitzeperioden zur Verfügung. Die zur Verdunstung benötigte Energiemenge (= latente Wärme) stammt aus der Sonneneinstrahlung und wird nicht in die fühlbare Wärme transformiert, daher bleibt die Lufttemperatur geringer.

Je weniger Wasser im Bodenwasserspeicher verfügbar ist, desto stärker reduzieren die Pflanzen ihre Verdunstung und umso stärker erwärmt sich die untere Atmosphäre.

Die Wasserspeicherkapazität einer Bodenfläche wird durch ihre Textur (Bodenart) maßgeblich beeinflusst.

Verdunstung der Pflanzen

Die Basiswerte lieferte die Klimastation Bochum des Deutschen Wetterdienstes aus einem sehr trockenen Sommer 1976.

Es wird angenommen, dass der Anteil des für Pflanzenwurzeln verfügbaren Wassers (nFKWe) für Ende März 1976 bei 100% lag. Die Berechnung erfolgte für eine Durchwurzelungstiefe von 80 cm.

 

Quelle: Damm et al. 2012
Grafik: ahu AG

 

Hohe Grobboden- bis Mittelsandanteile kommen oft in urban-industriell geprägten Bodenflächen vor. Diese bewirken eine verminderte Wasserkapazität und somit ein geringes Kühlungspotenzial.

Zur Förderung und Berücksichtigung der Kühlleistung in planerischen Verfahren hat das LANUV das Arbeitsblatt 29 erstellt:

Kühlleistung von Böden - Leitfaden zur Einbindung in stadtklimatische Konzepte in NRW

 

 

BMBF Projekt "dynaklim"

Im Rahmen des BMBF Projektes dynaklim (Dynamische Anpassung regionaler Planungs- und Entwicklungsprozesse an die Auswirkungen des Klimawandels in der Emscher-Lippe-Region) wurden Erfassungs-, Bewertungs- und Prognoseinstrumente entwickelt, die es ermöglichen, die Bodenkühlleistung auf Planungsebene zu berücksichtigen.