Die Gesundheit wird vor allem durch die hohen Emissionen an Feinstaub und gasförmigen Kohlenwasserstoffen der Holzfeuerungen beeinträchtigt. Beim Verbrennen von Holz entstehen klima- und gesundheitsschädliche Stoffe. So heizen Sie möglichst emissionsarm. Die Verbrennung von Holz, insbesondere von Scheitholz in kleinen Holzfeuerungsanlagen wie Kamin- oder Kachelöfen ohne automatische Regelung, läuft nie vollständig ab und es entstehen neben gesundheitsgefährdenden Luftschadstoffen auch klimaschädliches Kohlendioxid, Methan, Lachgas und Ruß. Um möglichst emissionsarm und effizient zu heizen, sollte gut aufbereitetes und getrocknetes Holz aus nachhaltiger regionaler Forstwirtschaft in einer modernen Feuerstätte mit automatischer Regelung der Luftzufuhr, Katalysator und möglichst hohem Wirkungsgrad verbrannt werden. Gerade beim Verbrennen minderwertigen Holzes in alten, schlecht gewarteten Öfen und bei ungünstigen Verbrennungsbedingungen entstehen unnötig hohe Emissionen. Besonders in Ballungsräumen und in Tälern verschlechtern Holzheizungen aufgrund ihrer niedrigen Schornsteine die Luftqualität. Wie sorge ich dafür, dass mein Holzofen möglichst wenige Schadstoffe ausstößt? Bereits beim Kauf sollten Sie darauf achten, dass die Feuerstätte effizient und emissionsarm ist. Hinweise kann unser Ratgeber „Heizen mit Holz: Wenn, dann richtig!“ geben. Ältere Feuerstätten, die vor 2010 errichtet wurden, haben häufig höhere Emissionen und einen geringeren Wirkungsgrad und sollten daher ausgetauscht werden. Die verwendeten Brennstoffe müssen für das Gerät geeignet sein. Das heißt zum Beispiel, dass Kohleöfen nicht mit Holz oder Scheitholzöfen nicht mit zu großem, zu feuchtem oder zu viel Holz beheizt werden sollten. Die Bedienungsanleitung gibt Auskunft, welche Brennstoffe geeignet sind. Außerdem gibt sie Hinweise über die richtige Bedienung, um Anwendungsfehler, wie beispielsweise Überfüllen der Feuerungsanlage, zu spätes Nachlegen oder falsches Anzünden des Brennstoffes zu vermeiden. Die richtige Lagerung des Brennstoffes ist wichtig, damit das Holz unter optimaler Wärmeabgabe möglichst emissionsarm verbrennt. Frisch geschlagenes Holz enthält – je nach Jahreszeit und Holzart – zwischen 45 und 60 Prozent Wasser. Bei optimaler Trocknung sinkt dieser Wasseranteil auf 15 bis 20 Prozent. Damit das Brennholz richtig durchtrocknen kann, sollten es an einem sonnigen und luftigen Platz vor Regen und Schnee geschützt gestapelt werden und – je nach Holzart – ein bis zwei Jahre lang trocknen. Nicht zuletzt sollte der Ofen regelmäßig durch Fachleute gewartet und überwacht werden. So kann die Luftbelastung soweit wie möglich reduziert werden. Weitere Tipps für die Wahl des geeigneten Ofens und Brennmaterials, Anleitungen, wie Sie richtig heizen und Informationen zu den rechtlichen Rahmenbedingungen finden Sie in der UBA-Broschüre „Heizen mit Holz“ . Tipps zur Wärmewende in Gebäuden finden Sie in den Umwelttipps „Heizen & Bauen“ . Klimabilanz von Holzheizungen Beim Verbrennen von Holz entstehen neben gesundheitsgefährdenden Luftschadstoffen auch klimaschädliches Kohlendioxid, Methan und Lachgas. Bei der Klimabilanz von Brennholz müssen zudem Emissionen berücksichtigt werden, die bei Holzernte, Transport und Bearbeitung entstehen. Darüber hinaus ist der Wald auch Kohlenstoffspeicher. So werden in deutschen Wäldern 1,26 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in oberirdischer oder unterirdischer Biomasse gespeichert, die zuvor der Atmosphäre durch Photosynthese entzogen worden sind. Kommt es zu einer Verringerung des Wald- oder Baumbestandes, so kommt es auch zu einer damit einhergehenden Abnahme des Kohlenstoffspeichers sowie der Speicherleistung (neue Einbindung pro Jahr). Um den Kohlenstoff so lange wie möglich gebunden zu halten, soll Holz gemäß des Kaskadenprinzips vorrangig stofflich genutzt und erst am Ende seines Lebenszyklus der energetischen Nutzung zugeführt werden. Im Gegensatz dazu tragen u.a. Einzelraumfeuerungen, welche Scheitholz als Brennstoff verwenden, zu einer schnellen Freisetzung von Treibhausgasen an die Atmosphäre bei. Die vierte Bundeswaldinventur kam zu dem Ergebnis, dass in Deutschland zwischen 2017 und 2022 der Wald zu einer Kohlenstoffquelle wurde, d.h. es wurde mehr Kohlenstoff freigesetzt als gebunden. Um den Klimawandel und die dadurch bedingten Folgen durch Extremwetterereignisse möglichst gering zu halten, muss der Wald wieder zur Kohlenstoffsenke werden und die Senken-Leistung möglichst maximiert werden. Dazu muss weniger Kohlenstoff entnommen werden als gebunden wird. Das bedeutet, dass das klimafreundliche Rohstoff-Potenzial von Holz begrenzt ist. Darüber hinaus gibt es eine steigende Konkurrenz zwischen stofflicher und energetischer Nutzung von Holz. Bei der stofflichen Nutzung von Holz in Holzprodukten kann der Kohlenstoff lange Zeit gespeichert bleiben. Bei der energetischen Nutzung wird er stattdessen sofort in die Atmosphäre freigesetzt. Daher sollte eine energetische Nutzung am Ende einer stofflichen Nutzungskaskade erfolgen, in der der Kohlenstoff erst möglichst spät wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird. Wer seine Heizung möglichst klimaschonend planen möchte, sollte verbrennungsfreie Technologien auswählen. Mehr zu diesem Thema finden Sie in den UBA-Umwelttipps zum Heizungstausch . Welche Luftschadstoffe können noch bei der Holzverbrennung entstehen? Bei der Verbrennung von Holz entstehen neben Treibhausgasen auch gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe wie Feinstaub, organische Kohlenwasserstoffe wie Polyzyklisch Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und Ruß. Feinstaub ist so klein, dass er mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist. Er kann beim Einatmen bis tief in die Lunge eindringen und dort Entzündungen und Stress in Zellen auslösen. Bronchitis, die Zunahme asthmatischer Anfälle oder Belastungen für das Herz-Kreislauf-System können die Folge sein. Feinstaub ist krebserregend und steht außerdem im Verdacht, Diabetes mellitus Typ 2 zu fördern. Feinstaub stellt insbesondere für Schwangere und Personen mit vorgeschädigten Atemwegen eine gesundheitliche Belastung dar. Ein neuer Kaminofen üblicher Größe (ca. 6 bis 8 kW) emittiert, wenn er bei Nennlast betrieben wird, in einer Stunde etwa 500 mg Staub. Das entspricht ca. 100 km Autofahren mit einem PKW der Abgasnorm Euro 6. Einige Kohlenwasserstoffverbindungen , wie z.B. PAKs, die bei einer Verbrennung als unverbrannte Nebenprodukte entstehen, sind geruchstragende Schadstoffe, die durch unsere Nase wahrgenommen werden können. Einige dieser PAKs sind krebserregende, erbgutverändernde und/oder fortpflanzungsgefährdende Schadstoffe.
Die Bedeutung der mikrobiellen Besiedlung von Wurzeloberfläche und Rhizosphäre für Stoffumsätze in Böden soll im Gewächshaus mit vier Gefäßversuchen erfasst werden. Im ersten Versuch wird die Eignung Ergosterol und Muraminsäure zur Quantifizierung von Pilz- und Bakterienbiomasse auf Wurzeloberflächen mit anderen, insbesondere mikroskopischen Methoden überprüft. Im zweiten Versuch wird der Einfluss der Pflanzenart auf die mikrobielle Besiedlung der Wurzeloberfläche untersucht. Im dritten Versuch wird ermittelt, ob die mikrobielle Biomasse eines Bodens und deren Zusammensetzung, dargestellt durch die Quotienten von Ergosterol (Biomarker für Pilze) bzw. Muraminsäure (Biomarker für Bakterien) und mikrobieller Biomasse, die mikrobielle Besiedlung von Wurzeloberflächen beeinflusst. Im vierten Versuch wird das Verhalten der rhizoplanen Organismen während des Absterbens der Wurzel beobachtet und untersucht, inwieweit es zu Interaktionen mit den Mikroorganismen der Rhizosphäre und des Gesamtbodens kommt. Dazu wird nicht nur die mikrobielle Biomasse quantifiziert, sondern auch der Übergang der Wurzelbiomasse in mikrobielle Residuen als Zwischenspeicher für Nährstoffe speziell beachtet. Es ist davon auszugehen, dass die Interaktionen zwischen Pflanze, mikrobieller Biomasse und mikrobiellen Residuen eine wichtige Funktion für die Immobilisierung und Mobilisierung von Pflanzennährstoffen haben.
Um eine nachhaltige forstwirtschaftliche Nutzung bei gleichzeitiger Sicherung der Schutz- und Erholungsfunktionen des Waldes zu gewaehrleisten, muessen die Reglerfunktionen des Waldbodens erhalten bzw. wiederhergestellt werden (Waldbodenrestauration). Das Spektrum der moeglichen Waldbodenrestaurationsmassnahmen laesst sich idealtypisch den drei Gruppen 'chemisch-technische Waldbodenrestauration', 'chemische Waldbodenrestauration' und 'biologische Waldbodenrestauration' zuordnen. Es wird ein Restaurationskonzept untersucht, das auf biologischen Prozessen aufbaut (Foerderung grosskroniger, vitaler Baeume mit leicht zersetzlicher Streu und intensiver Tiefendurchwurzelung, Erziehung strukturreicher Bestaende, Umbau von Nadelholzreinbestaenden in laubbaumreiche Bestockungen, Verbesserung des Humuszustandes und Verteilung von Basen ueber die Wurzel- und Blattstreu eingebrachter Laubbaeume) und diese, soweit erforderlich, baumarten- und standortabhaengig mit technischen (Pflanzloch/Pflanzstreifen-/Saatbettmeliorationen) und chemischen Mitteln (wiederholte Bodenschutzkalkungen auf versauerungsgefaehrdeten Standorten, ggf. ergaenzt durch die kleinflaechige, am Einzelbestand orientierte Ausbringung von Mangelnaehrelementen) unterstuetzt. Besonderer Untersuchungsbedarf besteht insbesondere im Hinblick auf die Frage, unter welchen Bedingungen plaetzeweise Bodenmeliorationen (z.B. in Pflanzloechern, Saatplaetzen oder Pflanzstreifen) in Ergaenzung der Oberflaechenkalkungen notwendig sind. Zu ueberpruefen ist, in welchem Umfang kleinflaechige Meliorationen (Pflanzloch, Pflanzstreifen, Saatbett) die Biomasseproduktion der eingebrachten Laubbaeume (und damit den gewuenschten Effekt) erhoehen und die Wurzelbiomasse und vor allem deren Tiefenverteilung beeinflussen. Untersuchungsbedarf besteht weiterhin im Hinblick auf die Frage, ob es so gelingt, eine ausreichende Phosphor-, Kalium- oder Spurenelementversorgung von anspruchsvolleren (Laub-)Baeumen dauerhaft zu erreichen. Desgleichen muessen die oekosystemaren Auswirkungen der Einbringungstechniken untersucht werden.
Im Projekt HUMAX sollen verschiedene Maßnahmen zum Humusaufbau in unterschiedlichen Kombinationen auf Ackerflächen untersucht werden. Ein Alleinstellungsmerkmal des Projektes HUMAX ist es, dass diese Maßnahmen in Kombination mit Agri-Photovoltaik-Anlagen und Agroforstsystemen angewendet werden sollen. Ziel ist es, mögliche Synergien der Maßnahmen zu identifizieren und kombinierte Anwendungsoptionen aufzuzeigen. Das innovative Potenzial des Projektes HUMAX liegt darin, dass etablierte Maßnahmen des Humusaufbaus (Zwischenfrüchte, Winterbegrünung, Untersaaten, Kompostapplikation, u.a.) mit vielversprechenden Maßnahmen wie Pflanzenkohle, u.a. kombiniert und getestet werden sollen. Die Verbindung mit Agroforstsystemen eröffnet dabei, neben dem Humusaufbau, weitere Potenziale als Kohlenstoffsenke, da die Bäume und Sträucher Kohlenstoff in der ober- und unterirdischen Biomasse speichern und darüber hinaus noch ein großes Substitutionspotenzial durch die Holzprodukte und das beim Management der Gehölze anfallende Material mit sich bringen. Dieses soll genau quantifiziert werden um auf diese Weise nicht nur Aussagen über die gesamte Kohlenstoffspeicherung im Boden und der Biomasse treffen zu können, sondern auch die Substitutionseffekte und Biomassepotentiale für die Pflanzenkohleproduktion durch Pyrolyse quantifizieren zu können. Durch die Kombinationen der verschiedenen humusaufbauenden Maßnahmen sollen Wege gefunden werden, den Humusaufbau und damit die Kohlenstoffbindung, d.h. die Funktion des Bodens als C-Senke zu maximieren. Darauf aufbauend soll ein modulares System entwickelt werden, das es Landwirt*innen erlaubt, die für ihre Rahmenbedingungen bestmögliche Maßnahmenkombination für ein gezieltes Kohlenstoff- und Humusmanagement und für die Energieerzeugung mittels Agri-Photovoltaik in ihrem Betrieb zusammenzustellen.
Im Projekt HUMAX sollen verschiedene Maßnahmen zum Humusaufbau in unterschiedlichen Kombinationen auf Ackerflächen untersucht werden. Ein Alleinstellungsmerkmal des Projektes HUMAX ist es, dass diese Maßnahmen in Kombination mit Agri-Photovoltaik-Anlagen und Agroforstsystemen angewendet werden sollen. Ziel ist es, mögliche Synergien der Maßnahmen zu identifizieren und kombinierte Anwendungsoptionen aufzuzeigen. Das innovative Potenzial des Projektes HUMAX liegt darin, dass etablierte Maßnahmen des Humusaufbaus (Zwischenfrüchte, Winterbegrünung, Untersaaten, Kompostapplikation, u.a.) mit vielversprechenden Maßnahmen wie Pflanzenkohle, u.a. kombiniert und getestet werden sollen. Die Verbindung mit Agroforstsystemen eröffnet dabei, neben dem Humusaufbau, weitere Potenziale als Kohlenstoffsenke, da die Bäume und Sträucher Kohlenstoff in der ober- und unterirdischen Biomasse speichern und darüber hinaus noch ein großes Substitutionspotenzial durch die Holzprodukte und das beim Management der Gehölze anfallende Material mit sich bringen. Dieses soll genau quantifiziert werden um auf diese Weise nicht nur Aussagen über die gesamte Kohlenstoffspeicherung im Boden und der Biomasse treffen zu können, sondern auch die Substitutionseffekte und Biomassepotentiale für die Pflanzenkohleproduktion durch Pyrolyse quantifizieren zu können. Durch die Kombinationen der verschiedenen humusaufbauenden Maßnahmen sollen Wege gefunden werden, den Humusaufbau und damit die Kohlenstoffbindung, d.h. die Funktion des Bodens als C-Senke zu maximieren. Darauf aufbauend soll ein modulares System entwickelt werden, das es Landwirt*innen erlaubt, die für ihre Rahmenbedingungen bestmögliche Maßnahmenkombination für ein gezieltes Kohlenstoff- und Humusmanagement und für die Energieerzeugung mittels Agri-Photovoltaik in ihrem Betrieb zusammenzustellen.
Direkte lokale Beobachtungen des Bodenfeuchtegehalts (BFG) mit in-situ Messgeräten sind derzeit aufgrund der hohen räuml. und zeitl. Variabilität nur eingeschränkt nutzbar. Fernerkundungsdaten können mit verschiedenen Methoden verwendet werden, um tägliche Daten mit einer groben räumlichen Auflösung zu liefern. Für viele regionale Anwendungen werden jedoch Produkte mit einer räumlichen Auflösung von ca. 10 bis 30 m benötigt. Der Kontrast zwischen dem punktuellen Charakter aktueller terrestrischer Bodenfeuchtemessungen und der Bodenauflösung von Satelliten, die zur Bestimmung der Bodenfeuchte eingesetzt werden, stellt eine große Herausforderung für die Kalibrierung und Validierung von Produkten aus Satellitenmissionen dar. CRNS eröffnet Chancen, dieses Defizit zu überwinden. Das Upscaling von CRNS-Daten ist jedoch schwierig, da die CRNS-Messung ein integriertes Signal über eine Grundfläche mit ca. 200m Radius ist. Zudem ist die Messung sehr anfällig für zusätzliche Wasserquellen speziell der ober- und unterirdischen Biomasse. Das Bodenfeuchtesignal muss daher von den Wasserquellen separiert werden. Unser wissenschaftliches Ziel ist es, die prozessbasierten Zusammenhänge zwischen dem aus CRNS abgeleiteten BFG und der oberflächenbasierten aber räumlich detaillierteren Berechnung des BFG mit verschiedenen Fernerkundungssensoren (thermisch, hyper-, multispektral, SAR und LiDAR) zu verstehen. Zu diesem Zweck werden Vegetationsparameter (texturelle, strukturelle, emissive und reflektierende) von verschiedenen aktiven und passiven Sensoren abgeleitet und auf ihre Eignung für die Ableitung des BFG in singulären und synergistischen Beobachtungen getestet. Dies wird entsprechend den räumlichen und zeitlichen Skalen der CRNS-Messungen, insbesondere in den Teilprojekten (TP) Großfl. CRNS-Netzwerk und Mobiles CRNS, umgesetzt. Die Abschätzung des BFG der Landbedeckung durch hochauflösende Fernerkundungsparameter wird zu einer besseren Korrekturfunktion des CRNS-Signals bei der Berechnung des BFG beitragen. Mit dem Modul wollen wir einen Schritt in Richtung einer großflächigen Übertragung von dem aus CRNS abgeleiteten BFG gehen. Dieses TP wird die Lücke zwischen verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen bei der Ableitung des BFG schließen. Für die Berechnung von Wasserquellen werden Vegetations- und oberflächennahe BFG-Daten für die TPs Großfl. CRNS-Netzwerk, Mobiles CRNS, Hydrogeodäsie und Vegetation zur Verfügung gestellt. CRNS-Messungen aus gemeinsamen Feldkampagnen werden zur Validierung von den aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten Bodenfeuchteprodukten verwendet. Die TPs Hydrogeodäsie, Großfl. CRNS-Netzwerk und Mobiles CRNS werden die aus der Fernerkundung abgeleiteten räumlich hochaufgelösten Bodenfeuchtemuster nutzen, um die intergierten CRNS und GNSS-R Beobachtungen besser zu verstehen. Die TPs Hydrol. Modellierung und Grundwasserneubildung planen die Implementierung der abgeleiteten BFG-Karten in ihre Modelle.
Wälder, Böden und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Maßnahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau, eine Reduzierung der Entwässerung und Wiedervernässung von Moorböden. Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft Der Kohlenstoffzyklus stellt im komplexen Klimasystem unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Luft mittels Photosynthese gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Zu den größten globalen Kohlenstoffspeichern gehören Meere, Böden und Waldökosysteme. Wälder bedecken weltweit ca. 31 % der Landoberfläche (siehe FAO Report 2020 ). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere boreale Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), Aerosole oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der Atmosphäre entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry ). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung der Treibhausgase CO 2 , Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht. Die voran genannten Prozesse werden in der Treibhausgasberichterstattung unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“ (kurz LULUCF ) bilanziert. Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der Landnutzung entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet, welches für Deutschland auf einem Stichprobensystem mit rund 36 Millionen Stichprobenpunkten basiert. Für die Kartenerstellung der Landnutzung und -bedeckung werden zunehmend satellitengestützte Daten eingesetzt, um so die realen Gegebenheiten genauer abbilden zu können. Die nationalen Flächen werden in die Kategorien Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebiete, Siedlungen und Flächen anderer Nutzung unterteilt (siehe auch Struktur der Flächennutzung ). Die Bilanzierung (Netto) erfolgt über die Summe der jeweiligen Zu- bzw. Abnahmen der Kohlenstoffpools (ober- und unterirdische Biomasse, Totholz, Streu, organische und mineralische Böden und Holzprodukte) in den verschiedenen Landnutzungskategorien. Allgemeine Emissionsentwicklung Der Verlauf der Nettoemissionen von 1990 bis 2023 zeigt, dass der LULUCF -Sektor in den meisten Jahren als Nettoquelle für Treibhausgase fungierte. Hauptquellen sind die Emissionen aus den landwirtschaftlich genutzten Flächen der Landnutzungskategorien Acker- und Grünland. Diese beiden Kategorien weisen über die Jahre anhaltend hohe Emissionen aus entwässerten organischen Böden auf, sowie netto, zu einem geringeren Teil, aus den Mineralböden. Die Landnutzungskategorie Feuchtgebiete trägt hauptsächlich durch den industriellen Torfabbau und die Methanemissionen aus künstlichen Gewässern nicht unerheblich zur Gesamtsumme der THG-Emissionen bei. Die C-Pools des Waldes spielen eine ambivalente Rolle im Zeitverlauf. Mit ihren meist deutlich negativen Emissionen wirken die Pools tote organische Substanz ( Totholz und Streu), genau wie die Holzprodukte, durch Zunahme dieser Kohlenstoffspeicher der Quellfunktion des Pools Biomasse entgegen. Nichtsdestotrotz wird der qualitative Verlauf der LULUCF-Emissionskurve im Wesentlichen durch den Pool Biomasse, insbesondere der Landnutzungskategorie Wald, geprägt. Gegenüber dem Basisjahr haben die Netto-Emissionen aus dem LULUCF-Sektor in 2023 um 90,6% zugenommen (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +36 Mio. t CO 2 Äquivalente und in 2023: + 69 Mio. t CO 2 Äquivalente). Im Rahmen des novellierten Klimaschutzgesetzes (KSG) wird eine Schätzung für das Vorjahr 2024 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 51,3 Mio. t CO 2 Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2025 für das Jahr 2023 betrachtet. Veränderung des Waldbestands Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO 2 für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von Bundeswaldinventuren berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als potentielle Netto-Kohlenstoffsenke. In gesunden, sich im Aufwuchs befindlichen Waldbeständen können jährlich große Mengen an CO 2 aus der Atmosphäre eingebunden werden. Im Zeitraum 1991 bis 2017 waren es im Durchschnitt rund 54 Mio. t Netto-CO 2 -Einbindung jährlich. In den Jahren 1990 und 2007 trafen auf Deutschland Orkane (2007 war es der Sturm Kyrill), die zu erheblichem Holzbruch mit einem daraus resultierenden hohen Sturmholzaufkommen in den Folgejahren führten. Die dramatische Abnahme der Forstbiomasse im Jahr 2018 und den Folgejahren ist auf die Waldschäden infolge der großen Trockenheit in diesem und den folgenden Berichtsjahren zurückzuführen. Diese erheblichen Änderungen in der Waldbiomasse wurden während der jüngsten Bundeswaldinventur (2022) erfasst und durch die quantifizierte Auswertung der Erhebung verifiziert (siehe dazu NID ). Bis in das Jahr 2017 waren in der Waldkategorie die Pools Biomasse , mineralische Böden und Totholz ausschlaggebende Kohlenstoffsenken. Zu den Emissionsquellen im Wald zählten Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Ab 2018 wurde auch der Pool Biomasse durch die absterbenden Bäume zur deutlichen CO 2 -Quelle. In 1990 wurden rund 25,4 Mio. t CO 2 -Äquivalente im Wald an CO 2 -Emissionen gespeichert. Im Jahr 2023 wurden dagegen 20,9 Mio. t CO 2 -Äquivalente freigesetzt (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden Bei Waldbränden werden neben CO 2 auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH 4 , N 2 O, NOx und NMVOC ) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der Waldbrandstatistik erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Allerdings war das Jahr 2023 bezüglich der betroffenen Waldfläche mit 1.240 Hektar, ein deutlich überdurchschnittliches Jahr. Das langjährige Mittel der Jahre 1993 bis 2022 liegt bei 710 Hektar betroffener Waldfläche. Auch die durchschnittliche Waldbrandfläche von 1,2 Hektar je Waldbrand war in 2023 überdurchschnittlich und stellt den fünfthöchsten Wert seit Beginn der Waldbrandstatistik dar (siehe mehr zu Waldbränden ). Durch die Brände wurden ca. 0,11 Mio. t CO 2 -Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO 2 -Emissionen aus Waldbrand (0,95 Mio. t CO 2 -Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO 2 -Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus. Veränderungen bei Ackerland und Grünland Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO 2 aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen Biomasse sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach Landnutzungsänderung sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden berichtet. Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2023 die THG-Gesamtemissionen 20,1 Mio. t CO 2 Äquivalente und fielen damit um 0,8 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 4 % geringer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (47 %) und die Mineralböden (45 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die anthropogen bedingte Netto-Freisetzung von CO 2 aus der Biomasse (7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes Treibhausgas in der Kategorie Ackerland ist CO 2 (2023: 19,2 Mio. t CO 2 Äquivalente, rund 96 %). Die Landnutzungskategorie Grünland wird in Grünland im engeren Sinne, in Gehölze und weiter in Hecken unterteilt. Die Unterkategorien unterscheiden sich bezüglich ihrer Emissionen sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich voneinander. Die Unterkategorie Grünland im engeren Sinne (dazu gehören z.B. Wiesen, Weiden, Mähweiden etc.) ist eine CO 2 -Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden 2023 Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 23,7 Mio. t CO 2 Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 8,6 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 27% niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2023 -4,9 Mio. t CO 2 . Moore (organische Böden) Drainierte Moorböden (d.h. entwässerte organische Böden) gehören zu den Hotspots für Treibhausgase und kommen in den meisten Landnutzungskategorien vor. Im Torf von Moorböden ist besonders viel Kohlenstoff gespeichert, welches als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, wenn diese Torfschichten austrocken. Bei höheren Wasserständen werden mehr Methan-Emissionen freigesetzt. Zusätzlich entstehen Lachgas-Emissionen. Im Jahr 2023 wurden aus Moorböden um die 50,8 Mio. t CO 2 Äquivalente an THG-Emissionen (CO 2 -Emissionen: 44,5 Mio. t CO 2 Äquivalente, Methan-Emissionen: 2,6 Mio. t CO 2 Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO 2 Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht in etwa 7 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2023. (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen aus Mooren“). Die Menge an freigesetzten CO 2 -Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO 2 -Emissionen des Industriesektors (47,2 Mio. t CO 2 ). Landwirtschaftlich genutzte Moorböden Drainierte Moorböden werden überwiegend landwirtschaftlich genutzt. Die dabei entstehenden Emissionen aus organischen Böden werden deshalb in den Landnutzungskategorien Ackerland und Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, Mähweiden) erfasst. Hinzu kommen die Lachgasemissionen aus den organischen Böden (Histosole) des Sektors Landwirtschaft. Insgesamt wurde für diese Bereiche eine Emissionsmenge von rund 42,1 Mio. t CO 2 -Äquivalente in 2023 (folgende Angaben in Mio. t CO 2 -Äquivalente: CO 2 : 42,1, Methan: 2,2 und Lachgas: 3,3) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 82,9 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht. Feuchtgebiete Unter der Landnutzungskategorie „Feuchtgebiete“ werden in Deutschland verschiedene Flächen zusammengefasst: Zum einen werden Moorgebiete erfasst, die vom Menschen kaum genutzt werden. Dazu gehören die wenigen, naturnahen Moorstandorte in Deutschland, aber auch mehr oder weniger stark entwässerte Moorböden (sogenannte terrestrische Feuchtgebiete). Zum anderen werden unter Feuchtgebiete auch Emissionen aus Torfabbau (on-site: Emission aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO 2 -Emissionen liegen bei rund 1,8 Mio. t CO 2 -Äquivalenten. Im Inventar in Submission 2024 neu aufgenommen sind die Emissionen aus natürlichen und künstlichen Gewässern. Zu letzteren gehören Fischzuchtteiche und Stauseen ebenso wie Kanäle der Wasserwirtschaft. Durch diese Neuerung fließen nun Methanemissionen in das Treibhausgasinventar ein, die bislang nicht berücksichtigt wurden. Dadurch liegen nun die Netto-Gesamtemissionen der Feuchtgebiete bei 8,8 Mio. t CO 2 -Äquivalenten im Jahr 2023 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 0,4 % abgenommen. Diese Abnahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen. Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen Im novellierten Bundes-Klimaschutzgesetz sind in § 3a Klimaziele für den LULUCF -Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t CO2 -Äquivalenten erreichen. Dieses Ziel könnte unter Berücksichtigung der aktuellen Zahlen deutlich verfehlt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ambitionierte Maßnahmen zur Emissionsminderung, dem Erhalt bestehender Kohlenstoffpools und der Ausbau von Kohlenstoffsenken notwendig. Im Koalitionsvertrag adressieren die Regierungsparteien diese Herausforderungen. Das BMUV hat bereits den Entwurf eines „Aktionsprogramm natürlicher Klimaschutz“ vorgelegt, das nach einer Öffentlichkeitsbeteiligung im letzten Jahr innerhalb der Regierung abgestimmt wird. Auf die Notwendigkeit für ambitionierte Klimaschutzmaßnahmen und die Bedeutung von naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen! ) hingewiesen Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt (Verordnung 1307/2013/EU) . Das bedeutet, dass zum ein über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche Förderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die Förderung findet auf Bundesländerebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldflächen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verstärkte Holznutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe Charta für Holz 2.0 ) gefördert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bewährte Maßnahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erhöhen. Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ( BMEL ) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter Klimaschutz in der Landwirtschaft . Die Treibhausgas -Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO 2 -Emissionen führt. Weitere Möglichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorböden, der sogenannten Paludikultur (Landwirtschaft auf nassen Böden, die den Torfkörper erhält oder zu dessen Aufbau beiträgt). Eine weitere Klimagasrelevante Maßnahme ist die Reduzierung des Torfabbaus und der Torfanwendung (siehe Moorklimaschutz ).
Ziel des Vorhabens ist es, Grundlagen für Handlungsempfehlungen zum Schutz der Wälder unter sich ändernden Klimabedingungen und zur nachhaltigen Stärkung ihrer Ökosystemdienstleistungen zu schaffen. Dafür sind die Wirkungen der Kalkung auf die C-Sequestrierung in Waldökosystemen, die Bodenstruktur, die Vertiefung der Wurzelsysteme, die klimarelevanten Spurengasflüsse, den Wasserhaushalt, die Waldernährung und das Baumwachstum als Folge der Bodenentsauerung von besonderer Bedeutung. Es geht um den Nachweis, dass mit der Bodenschutzkalkung parallel zur Entsauerung des Bodens die Bioturbation, Aggregatbildung und -stabilität und damit der Gasaustausch als Grundlage für eine verstärkte Tiefendurchwurzelung gefördert werden. Von einer besseren Tiefendurchwurzelung ist ein wichtiger Beitrag zur Anpassungsfähigkeit der Wälder an den Klimawandel zu erwarten. Im Fokus des Arbeitspakets 1 an der NW-FVA steht die Stabilisierung der C-Sequestrierung in der ober- und unterirdischen Biomasse. Es werden einerseits die Kohlenstoffpools in der unterirdischen Biomasse quantifiziert, andererseits Bestandesdaten ertragskundlich ausgewertet und Vegetationsaufnahmen durchgeführt, um die Kohlenstoffpools in der oberirdischen Biomasse zu ermitteln. Die Quantifizierung der unterirdischen Biomasse stellt bisher ein methodisches Problem dar. Ein wichtiges Ziel dieses Arbeitspakets ist es, ein elektrisches Verfahren zur Quantifizierung von Feinwurzelbiomassen weiterzuentwickeln und für die Anwendung im Wald zu optimieren. Eine erfolgreiche Methodenentwicklung käme der angewandten forstlichen Forschung sehr zu Gute. Neben den inhaltlichen Arbeiten im Rahmen des AP 1 hat die NW-FVA die Koordination des gesamten KalKo-Projektes inne. Dazu gehören zum einen die Kommunikation mit der projektbegleitenden Arbeitsgruppe und die Organisation regelmäßiger Treffen, zum anderen die Organisation des Abschlusskolloquiums und der Informationsveranstaltungen für die forstliche Praxis.
Aufgabenschwerpunkt ist die Erarbeitung einer für Einzelbäume anwendbaren Biomassefunktionen für die Wurzelmasse von Eiche und Birke. Des Weiteren soll die deutschlandweite Gültigkeit einer für die Brandenburger Kiefer bereits entwickelten Biomassefunktion abgesichert werden. Diese Biomassefunktionen sollen dabei helfen, die unterirdische Biomasse und somit den in den Wurzeln gespeicherten Kohlenstoff genauer zu bestimmen. Für das vorliegende Projekt sollen Wurzeln von jeweils 40 bis 50 Bäumen der Baumarten Eiche, Birke und Kiefer mit einer möglichst großen BHD-Spanne freigelegt und untersucht werden. Die Probebäume werden zur Ermittlung der ober- und unterirdischen Biomasse umgezogen und anschließend vermessen. Aus den erhobenen Daten sollen Funktionen zur Berechnung der unterirdischen Biomasse abgeleitet werden.
Über die Wassernutzungseffizienz von Sorghumhirsen liegen derzeit widersprüchliche Ergebnisse vor. Für die Weiterentwicklung ihres Anbaupotenzials in niederschlagsarmen Regionen soll deshalb der Pflanzenwasserhaushalt (Wasserverbrauch, Wassernutzungseffizienz, Bodenwasseraneignungsvermögen) von Sorghumarten und -sorten im Vergleich zu Energiemais unter der Bedingung unterschiedlicher Wasserbereitstellung der Böden detailliert untersucht werden. Für die Bewertung ökologischer Leistungen wird die Abschätzung der Humusersatzleistung von Sorghumhirsen, über die bisher wenig bekannt ist, für dringend erforderlich gesehen, des Weiteren die Bestimmung der Auswirkung von Sorghumanbau auf Sickerwasserbildung und Nährstoffauswaschung. Kippenböden stellen in diesem Vorhaben einen besonderen Anwendungsfall dar. Wasser-Ertrags-Beziehungen von zwei Arten Sorghumhirsen werden mit Hilfe von Kleinlysimetern mit der Prüfung von drei Wasserstufen auf einem Lößlehm- und Sandboden bestimmt, der Wasserbedarf und die Wassernutzungseffizienz einer Sorte von Sorghum bic. x sud. mit Hilfe der Feldlysimeter Buttelstedt, das arten- und sortenspezifische Bodenwasseraneignungsvermögens von sechs Sorghumhirsen anhand von Bodenfeuchtemessungen in zwei Feldversuchen (Lößlehm, Sand). Die Humusersatzleistung von je zwei Sorten und Arten von Sorghumhirsen und Mais wird durch Messung der Wurzelbiomasse und Modellierung ermittelt, die Sickerwassermenge und Nährstoffauswaschung mittels Lysimeter und Modellierung.
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