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Wie stark schützt ein hoher Wasserstand Moore vor CO₂-Verlusten?
Entwässerte Moore setzen viel Kohlendioxid frei, doch wie stark die Erwärmung diese Verluste verstärkt, hängt offenbar vom Wasserstand ab. Eine Analyse von 276 Standort-Jahren zeigt, dass tiefe Wasserstände die Temperaturwirkung auf CO₂-Emissionen verstärken, während hohe Wasserstände sie abpuffern. Wiedervernässung könnte deshalb mit fortschreitender Erwärmung noch wichtiger für den Klimaschutz werden.
Münster (Deutschland). Moore können große Mengen Kohlenstoff langfristig im Torf binden, weil Pflanzenreste in nassen, sauerstoffarmen Böden nur langsam zersetzt werden. Werden Moorböden entwässert, gelangt mehr Sauerstoff in den Torf, sodass Mikroorganismen das organische Material schneller abbauen und dabei Kohlendioxid freisetzen.
Der Wasserstand gilt deshalb schon lange als wichtiger Regler der CO₂-Bilanz von Mooren, doch seine Wechselwirkung mit steigenden Temperaturen war über viele Standorte hinweg kaum quantifiziert. Unklar blieb insbesondere, ob ein hoher Wasserstand den zusätzlichen CO₂-Verlust unter warmen Bedingungen abschwächen kann.
Forscher der Universität Münster um Nicolas Behrens haben nun Messdaten aus 114 Moorstandorten in gemäßigten und borealen Regionen zusammengeführt. Insgesamt umfasste die Analyse 276 Standort-Jahre aus dem Zeitraum 1999 bis 2023, wobei ein Standort-Jahr den Messungen an einem bestimmten Ort über ein Jahr entspricht.
Die Daten stammen aus natürlichen Hoch- und Niedermooren sowie aus landwirtschaftlich genutzten Moorflächen, Grasland und ehemaligen Torfabbauflächen. Mit erklärbaren Verfahren des maschinellen Lernens untersuchte das Team, wie Wasserstand, Lufttemperatur, Sonneneinstrahlung und Vegetation gemeinsam mit den jährlichen CO₂-Flüssen zusammenhängen.
Dabei zeigte sich ein deutlich nichtlinearer Zusammenhang, bei dem die Emissionen besonders nach einer Anhebung sehr tiefer Wasserstände zurückgingen. Dieser Minderungseffekt setzte bei Wasserständen von weniger als etwa 60 bis 75 Zentimetern unter der Mooroberfläche ein, während sich bei rund 20 Zentimetern unter der Oberfläche oder höher die günstigsten Werte ergaben.
„Der Wasserstand gilt seit Langem als wichtiger Faktor für die CO₂-Bilanz von Mooren. Unsere Analysen zeigen jedoch, dass seine Bedeutung nicht unabhängig von der Temperatur betrachtet werden kann“, erklärt Nicolas Behrens.
Zugleich verstärkte sich bei tiefen Wasserständen der Zusammenhang zwischen höheren Temperaturen und höheren CO₂-Emissionen, besonders an den gemäßigten Standorten. Das maschinelle Lernmodell beschreibt dabei statistische Zusammenhänge und kann die zugrunde liegenden biologischen Prozesse nicht unmittelbar als Ursache nachweisen.
Für eine zweite Analyse nutzten die Forscher zusätzlich 113 Standort-Jahre mit täglichen CO₂-Flussmessungen aus 19 nicht bewirtschafteten Mooren. Diese höher aufgelösten Daten erlaubten einen Blick auf kurzfristige Temperatur- und Wasserstandsschwankungen, die in Jahresbilanzen verborgen bleiben.
Auch auf dieser Zeitskala zeigte sich der Puffer durch einen hohen Wasserstand. Bei warmen Bedingungen schwächten flurnahe Wasserstände den temperaturbedingten Anstieg der CO₂-Emissionen, während tiefere Wasserstände den Wärmeeffekt verstärkten. Die Wechselwirkung trat damit über viele Moorstandorte hinweg auf, nachdem sie zuvor vor allem aus einzelnen Standorten und Experimenten bekannt war.