Ein Überblick über die Ursachen und Größenordnungen von Methanemissionen aus Gewässern und ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung im Klimawandel verdeutlichen, dass saubere Gewässer und mehr Moor nötig sind. Das teilte das IGB mit.
„Unter den verschiedenen Typen von Binnengewässern sind Stauseen und Seen die Hauptemittenten von Treibhausgasen“, sagte IGB-Forscher Professor Hans-Peter Grossart. „Das liegt daran, dass organisches Material von abgestorbenen Pflanzen und Tieren dort in stärkerem Maße als in fließenden Gewässern auf den sauerstoffarmen Gewässergrund absinkt. Dieser Prozess wird durch höhere Temperaturen verstärkt. In kleinen Gasbläschen steigt das Methan dann vom Grund bis an die Wasseroberfläche und gelangt so in die Atmosphäre.“
Lange seien Forschende davon ausgegangen, dass Methan in Binnengewässern nur dort gebildet wird, wo kein Sauerstoff vorhanden ist, erklärte das IGB. „Jüngste Studien zeigen, dass dieses Treibhausgas auch in der sauerstoffreichen Wassersäule entsteht: Verschiedene Phytoplankton-Arten – Cyanobakterien, Kieselalgen und Haptophyten – emittieren Methan während ihrer Photosynthese,“ sagte IGB-Forscherin Mina Bizic, die das Wissen über die Methanbildung durch Phytoplankton in einem wissenschaftlichen Artikel zusammengetragen hat.
Trockenfallende Gewässer als Quelle für CO2 bekannt
Trockenfallende Gewässer seien als Quelle für Klimagase wie Kohlendioxid bekannt. Allerdings wusste man bisher wenig, ob und wie viel Methan aus diesen Flächen freigesetzt werden, berichtete das IGB weiter. Ein Forschungsteam unter Leitung der niederländischen Radboud University habe die globalen Methanemissionen für trockenfallende Flächen von Seen, Teichen, Stauseen und Flüssen in verschiedenen Klimazonen abgeschätzt. Außerdem bestimmten die Forschenden die Umweltfaktoren, welche diese Emissionen steuern.
Grossart war laut IGB an der Studie beteiligt. „Die Methanemissionen aus trockenen Binnengewässern waren in allen Klimazonen und in allen aquatischen Systemen mit Ausnahme von Bächen durchweg höher als die Emissionen, die in den angrenzenden Böden in Hanglage gemessen wurden“, sagte er. Weltweit emittieren trockene Binnengewässer laut den Hochrechnungen 2,7 Millionen Tonnen Methan pro Jahr.
Der Gewässertyp an sich und die Klimazone hätten keinen Einfluss auf die Menge an freigesetztem Methan. Der Gehalt an organischer Substanz im Gewässerboden in Wechselwirkung mit der lokalen Temperatur und die Feuchtigkeit seien die maßgeblichen Einflussfaktoren. Besonders viel Methan entstehe vor allem zu Beginn der Austrocknung und im Laufe des sogenannten First-Flush – also dem Moment, wenn auf die trockengefallene Fläche wieder Wasser trifft, durch einen Starkregen zum Beispiel.
Klimawandel könnte die Methanemissionen weiter antreiben
Prozesse im Klimawandel könnten die Emission von Methan weiter antreiben, teilte das IGB weiter mit. Zum einen würden Gewässer wärmer. Außerdem sinke in Seen weltweit der Sauerstoffgehalt. So war Grossart an einer Nature-Studie beteiligt, die den Sauerstoffschwund für 400 Seen verschiedener Klimazonen quantifiziert hat: Im Durchschnitt sank der Sauerstoffgehalt der untersuchten Gewässer in den letzten 40 Jahren um 5,5 Prozent an der Oberfläche und um 18,6 Prozent in der Tiefenzone.
„Auch Phytoplankton wird in Zukunft mehr Methan emittieren, einfach weil mehr davon in Gewässern vorhanden sein wird“, prognostizierte Bizic. Denn zunehmende Nährstofflasten und Erwärmung von Gewässern gelten als Hauptursachen für die jüngsten Zunahmen von Phytoplanktonblüten. Darüber hinaus könne die Phytoplanktonblüte das Auftreten von sauerstofffreien toten Zonen verstärken. Das wiederum kurbele die klassische Methanbildung unter Sauerstoffarmut an. „Die Methanfreisetzungen aus ausgetrockneten Gewässerabschnitten werden durch häufigere extreme Wetterereignisse – Austrocknung und Starkregen – ebenfalls zunehmen, denn genau während dieser Wechsel werden besonders viele Treibhausgase emittiert“, sagte Grossart.
Bessere Gewässerqualität, Stabilisierung des Grundwassers sowie Schaffung von Feuchtgebieten und Mooren hilfreich
Um die Methanbildungen aus Gewässern trotz des Klimawandels in Schach zu halten, helfen Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässerqualität. „Wenn weniger Nährstoffe in Gewässer eingetragen werden, wird auch weniger organisches Material gebildet. Außerdem entsteht weniger Phytoplankton“, so Bizic. Auch Maßnahmen, die das Wasser in der Landschaft halten und das Grundwasser stabilisieren, seien hilfreich, denn viele Seen speisten sich durch das Grundwasser. Austrocknende Gewässer hätten also oft nicht nur mit einer erhöhten Verdunstung, sondern auch mit sinkenden Grundwasserständen zu tun.
Die Schaffung von Feuchtgebieten und Mooren sorge dafür, dass mehr Wasser in der Landschaft gespeichert wird und dadurch Wasserdefizite, aber auch Wasserüberschuss ausgeglichen werden, führte das IGB weiter aus. Moore hätten noch einen weiteren Vorteil: „Ein ökologisch intaktes Moor fungiert als langfristige Senke für Kohlenstoff“, sagte Dominik Zak, Gastwissenschaftler am IGB und Moorforscher an der Universität Aarhus in Dänemark. Ein trockengelegtes Moor dagegen setze im Jahr durchschnittlich 15 Tonnen CO2 pro Hektar frei. In einem naturnahen Moor entstehe durchaus Methan. Die Methanfreisetzung aus einem entwässerten Moor falle in der Regel jedoch höher aus – auch durch die hohe Methanfreisetzung aus den zahlreichen Entwässerungsgräben, so Zak.
