Der europäische Forschungsverbund "CarboEurope-Cluster"

Pressemitteilungen der MPG

Eine gezielte Landbewirtschaftung kann das Klima-Problem für Europa nicht lösen

Klimawächter auf dem Ochsenkopf

Das CarboEurope-Cluster

Die Europäische Kommission finanziert schon seit den frühen 90er Jahren Klimaforschung, die den Austausch von Kohlendioxid (CO2) zwischen der Vegetation und der Atmosphäre untersucht. Das erste Forschungsnetzwerk (Euroflux) wurde 1996 gegründet. Im Frühjahr 2000 wurde, aufbauend auf Euroflux und weiteren europäischen Projekten (Escoba, Canif, Eurosiberian Carbonflux), der europäische Forschungsverbund "CarboEurope" gegründet, ein Zusammenschluß von ursprünglich acht europäischen Forschungsprojekten, die von der Europäischen Kommission gefördert werden. Seither traten weitere europäische Forschungsprojekte CarboEurope bei, so dass CarboEurope mittlerweile 15 Projekte umfaßt. Die gesamten Projektkosten liegen bei knapp 50 Mio € für die Phase 2000-2003/2004, wovon die Europäische Kommission im Fünften Rahmenprogramm 27 Mio € finanziert. Derzeit arbeiten rund 250 Forscher aus 100 verschiedenen Instituten im CarboEurope-Cluster.

Politische Relevanz

Ziel des CarboEurope-Clusters ist es, die Kohlenstoffbilanz der terrestrischen Biosphäre Europas besser zu verstehen und zu berechnen. Hintergrund der Forschungen sind die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und das Kyoto-Protokoll, in dem sich Europa verpflichtet hat, im Zeitraum 2008-2012 die Emissionen von Kohlendioxid (CO2) um mindestens 8% gegenüber 1990 zu senken. Wälder nehmen weltweit etwa ein Drittel der menschlichen Emissionen von Kohlendioxid (CO2) auf. Die Rolle dieser biologischen "Kohlenstoffsenken" in Vegetation und Böden bei der Implementierung des Kyoto-Protokolls führte zu heftigen Diskussionen zwischen Wissenschaftlern und Politikern. Aufforstung und Kohlenstoffmanagement in Wäldern erlaubt nur, vorübergehend zusätzlichen Kohlenstoff zu speichern, der aber als CO2 nach circa 15 bis 100 Jahren in die Atmosphäre zurückkehrt. Die Unterzeichnerstaaten des Kyoto-Protokolls haben sich in Marrakesch rechtlich verbindlich verpflichtet, Maßnahmen zur Erfüllung des Kyoto-Protokolls transparent, nachvollziehbar und verifizierbar zu dokumentieren. CarboEurope entwickelt einen Prototyp für ein europäisches Monitoring-System, das die Kohlenstoffbilanz der Biosphäre transparent und konsistent von der lokalen Projektebene bis zur kontinentalen Ebene quantifizieren und verifizieren wird.

Der "dual-constraint" Ansatz

CarboEurope entwickelt ein Monitoring-System, in dem die CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre jeweils die Ergebnisse verifizieren, die durch Extrapolation von kleinerräumigen Messungen erreicht wurden. Dabei liefert die Inversion von atmosphärischen Transportmodellen einen integrierten Wert für die Kohlenstoffbilanz der Biosphäre auf europäischer Ebene oder über großen Teilregionen (top-down), der mit den von detaillierten Studien und Modellen extrapolierten Ergebnissen (bottom-up) verglichen wird.

Messungen

Die Kohlenstoffspeicherung in Pflanzen und Böden ist ein komplexer Prozess, der Messungen und Modellierungen auf unterschiedlichsten räumlichen und zeitlichen Ebenen verlangt. CarboEurope hat dafür ein europaweit einzigartiges Messnetz aufgebaut. Es ermöglicht, wichtige Prozesse und Größen auf allen relevanten Ebenen zu verfolgen und zu integrieren: von Einzelbäumen und Waldbeständen über Landschaftsausschnitte zu Großlandschaften. CarboEurope verwendet alle verfügbaren Techniken, von der Messung atmosphärischer Konzentrationen in der Troposphäre, über kontinuierliche Messungen von Gasflüssen über einzelnen Beständen und Landschaften bis hin zu Inventaren und Prozeßstudien.
Messflüge erfassen vertikale und horizontale Profile von Gaskonzentrationen, z.B. von CO2, in den unteren Kilometern der Atmosphäre (Messkampagnen), Gasproben in Flaschen erfassen regelmäßig und langfristig Gaskonzentrationen, z.B. von CO2 in der Atmosphäre. Kontinuierliche Messungen auf Messtürmen bestimmen direkt den Austausch von Wasserdampf, Energie und CO2 zwischen der Vegetation und der Atmosphäre. Regelmäßige Freilandmessungen von Kohlenstoffumsatz im Boden geben Aufschluß über wichtige biologische Prozesse bei der Zersetzung von organischer Substanz, dem bislang am wenigsten verstandenen Teil des Kohlenstoffkreislaufs. Proben von Boden, Streu, Blättern, Holz für Laboranalysen, um Abbauprozesse zu verfolgen.

Modellierung

Auf der Basis der Meßdaten werden gekoppelte Boden-Vegetation-Atmosphäre-Modelle entwickelt, die die Informationen auf den verschiedenen Ebenen integrieren.

Ergebnisse

Die europäische Kohlenstoffbilanz der Biosphäre: Der "dual constraint" Ansatz ergibt eine geschätzte Netto-Kohlenstoffsenke über Kontinentaleuropa (bis zum Ural) zweischen 135 und 205 Tg a-1 in Europas terrestrischer Biosphäre. Das entspricht 7-12 % der anthropogenen C-Emissionen des Jahres 1995. Allerdings ist diese Schätzung mit großen Unsicherheiten behaftet. Europas Wälder sind eine starke Kohlenstoffsenke, die aber von C-Verlusten aus Ackerland weitgehend kompensiert wird. Die Rolle von Grünland ist unklar, vermutlich eine kleine Senke. Drainage von Moorböden und Torfnutzung tragen in geringerem Umfang zu C-Emissionen bei.
Quelle: Janssens IA, Freibauer A, Ciais P, Smith P, Nabuurs GJ, Folberth G, Schlamadinger B, Hutjes RWA, Ceulemans R, Schulze ED, Valentini R, Dolman AJ, 2003. Europe's terrestrial biosphere absorbs 7-12 % of European anthropogenic CO2 emissions, Science, 22 Mai 2003, in press.

Kohlenstoffmanagement in Wäldern: Ergebnisse von Ökosystemstudien, CO2-Flußmessungen und der Inversion atmosphärischer Modelle zeigen, daß auch alte und natürliche Urwälder immer noch CO2 aus der Atmosphäre in beträchtlichem Umfang aufnehmen. Daher wäre es wesentlich effektiver im Sinne des Klimaschutzes, aber auch der Biodiversität, diese Wälder zu schützen als neue zu pflanzen.

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