Süßwasserfuchtgebiete sind ein weltweit wichtiges Kohlenstoffregulierungssystem, dessen Gesamtmenge an organischem Kohlenstoff, der in der Vegetation und im Boden gespeichert wird, geschätzt wird auf etwa 450 Gigatonnen und kann bis zu tausenden von Jahren gespeichert werden.

Obwohl Feuchtgebiete Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan durch mikrobielle Aktivitäten und die Atmung des Ökosystems freisetzen, begrenzen höhere Wasserspiegel den Eintritt von Sauerstoff in den Boden und verhindern somit den Abbau organischer Substanzen durch Aeroxygen. Dieser Mechanismus hilft, die Kohlenstoffemissionen auszugleichen und Süßwasserfuchtgebiete in ihrem natürlichen Zustand zu einem globalen wichtigen Kohlenstoffspeicher zu machen.

Externe Störungen wie Weide können sich auf die Kohlenstoffbilanz vieler Ökosysteme auswirken. Eine moderate Weide hilft, das Vegetationswachstum zu fördern, die Kohlenstoffkapazität zu verbessern und die Kohlenstoffreserven des Bodens zu erhöhen, während die Kohlenstoffemissionen reduziert werden. Allerdings kann übermäßige Weide die Kohlenstoffemissionen erhöhen und die Funktion der Kohlenstoffsäucher in Süßwasserfuchtgebieten schwächen.

Forschungsdesign:

Das Forscherteam führte eine einjährige Studie in der Region Wilhelma im Südosten Australiens durch, die sich auf die Auswirkungen verschiedener Weidemechanismen in zwei regenreichen, saisonal überschwemmten Süßwasserfuchtgebieten (Kealy Farm und Smith Farm) auf Kohlenstoffreserven (Pflanzenbiomasse und Bodenkohlenstoff) und saisonale Kohlenstofflosse konzentrierte.

Experimental wurden drei Weidemechanismen festgelegt:

Dauerhafte Weide: Ganzjährig Anwesenheit der Herde

Kurzzeitweide: nur zwei Wochen im Frühjahr

Verbotene Isolationszone

Die beiden Experimentsgebiete liegen auf überweideten Weidegebieten und werden durch einen Zaun in verschiedene Weidegebiete in „kurzfristige konzentrierte Weidegebiete“ und „kontinuierliche Weidegebiete“ unterteilt. Das weiße Feld steht für ein isoliertes Versuchsgebiet, in dem der Zugang der Herde verboten ist, während das schwarze Feld für ein offenes Versuchsgebiet steht, in dem der Zugang der Herde frei ist.

Forschungsmethoden:

Die Studie nutzte einen tragbaren PVC-Ring-Dunkelkasten, der teilweise in den Boden (1-2 cm) eingebettet wurde, um den Durchfluss von Kohlendioxid und Methan vor Ort in Kombination mit einem Ultraportablen Treibhausgasanalysator (UGGA) zu messen. Jeder Beobachtungspunkt bedeckt den Boden der Feuchtgebiete mit Vegetation, um den gesamten Kohlenstoffaustausch der Feuchtgebiete widerzuspiegeln.

OA-ICOS GLA132-GGA Ultraportabler Treibhausgas-Analysator "UGGA"

Die Luft im Inneren des Gehäuses wird durch einen kleinen, 12-Volt-Batterie-angetriebenen Lüfter im Umlauf gehalten. Das Dach ist mit einem PVC-Deckel bedeckt und bildet eine geschlossene Schleifenverbindung mit dem UGGA durch ein transparentes Rohr. Der Analysator erfasst alle 5 bis 10 Minuten die Konzentration von CH4 und CO₂ in der Box. Entfernen Sie nach jeder Probenahme den Deckel, um das natürliche Licht und den Gasaustausch im Inneren wiederherzustellen. Alle Durchflussdaten sind Durchschnittswerte, die Tag und Nacht mehrmals gemessen wurden.

Die Studie führte auch zwei aufeinanderfolgende Tage lang Messungen an den Beobachtungspunkten jedes Feuchtgebiets in verschiedenen Jahreszeiten (in Zeiten mit erheblichen Unterschieden in Temperatur, Niederschlag und Vegetationswachstum) durch, um saisonale Veränderungen in den Kohlenstoffemissionen zu erfassen.

Die Studie ergab:

1. Änderung des CO2-Durchflusses

Saisonale Faktoren (Temperatur, Niederschläge und Wasserschwankungen) sind die Hauptursache für die Unterschiede zwischen den beiden Feuchtgebieten und den Kohlendioxidflussen in den einzelnen Regionen. Neben den Auswirkungen der Weide und der Jahreszeiten sind die Unterschiede zwischen Tag und Nacht erheblich: Die CO2-Emissionen sind nachts um 31 Prozent höher als tagsüber.

In den beiden untersuchten Feuchtgebietsükosystemen änderten sich die CO2-Strömungen in isolierten und offenen Versuchsgebieten saisonal (Kealy). Graue Säulendiagramme repräsentieren die Isolationstestzone und weiße Säulendiagramme repräsentieren die Weideprüfzone.

Die Beobachtungen zeigen, dass die CO2-Emissionen um etwa 35 Prozent reduziert werden können, sobald die Weide in Feuchtgebieten verboten ist, was darauf hindeutet, dass ein Weidegebiet dazu beiträgt, die Kohlenstoffreserven in Feuchtgebieten aufrechtzuerhalten und das Kohlenstoffsicherungspotenzial zu erhöhen.

CH4 Emissionsmerkmale

Die Methanemissionen waren während des gesamten Überwachungszeitraums insgesamt gering und waren eng mit Wasserspiegelveränderungen verbunden. Zum Beispiel erreichten die Methanemissionen ihren Spitzenwert im Sommer 2017 aufgrund des hohen Wasserstandes; Während der späteren Abnahme des Wasserstandes wurde kaum eine Freisetzung von CH4 nachgewiesen.

Der CH4-Durchfluss und die Wassertiefe variieren in verschiedenen Feuchtgebiet-Ökosystemen und in verschiedenen Jahreszeiten. Während eines isolierten Sturms am Anfang des Sommers 2017 erlebte das Feuchtgebiet Kealy einen Spitzenwert der Methanemissionen unter hohen Wasserspiegelbedingungen.

Biomasse und Bodenkohlenstoff

Die Studien zeigen, dass die Bodenbiomasse in Isolationszonen sowohl bei kontinuierlicher Weide als auch bei kurzfristiger konzentrierter Weide um 6,4 Prozent höher ist als in Weidegebieten. Gleichzeitig ist die Kohlenstoffkonzentration im Boden in Isolationsgebieten um 30 Prozent höher als in Weidegebieten. Diese Ergebnisse zeigen konsequent, dass Weideaktivitäten die Biomasse und die Kohlenstoffreserven im Feuchtgebiet reduzieren und die Kohlenstoffemissionen erhöhen.

Verwalten von Inspirationen und Anwendungen:

Die Studie ergab, dass das Verbot der Weide in regnerischen Süßwasserfuchtgebieten zwar zu einem gewissen Grad zur Erhöhung der Kohlenstoffspeicher, zur Verringerung der CO2-Emissionen und zu einem besseren Investitionsrenditionspotenzial beiträgt, aber die beste Strategie zur Steigerung der Kohlenstoffspeicher im Boden und in der Vegetation und zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen ist.

Die Identifizierung geeigneter Weidemaßnahmen für Feuchtgebiete, die sowohl die Kohlenstoffspeicher als auch die Emissionen kontrollieren, wird eine wichtige Grundlage für die wissenschaftliche Verwaltung der Feuchtgebiete-Ökosysteme sein.

Quelle des Falles:

Limpert, K.E., Carnell, P.E. & Macreadie, P.I. Rationales Management der landwirtschaftlichen Weide zur Verbesserung der Kohlenstoffsäucherkapazität von Süßwasserfuchtgebieten, Ökologisches Management von Feuchtgebieten [J], 2021, 29: 231-244.

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