1

TABELLENVERZEICHNIS 2

2

ABBILDUNGSVERZEICHNIS 3

3

VORWORT 4

4

EINLEITUNG 8

4.1

KOHLENSTOFFSENKEN IM KYOTO-PROTOKOLL 8

4.2

KOHLENSTOFFSENKEN IM GLOBALEN MAßSTAB 11

4.3

KOHLENSTOFFFLÜSSE 14

5

VERÄNDERUNG VON QUELLEN UND SENKEN DURCH MENSCHLICHE TÄTIGKEITEN 18

5.1

LANDNUTZUNGSÄNDERUNGEN 18

5.1.1

Umwandlung von Primärwäldern in Sekundär- oder bewirtschaftete Wälder 18

5.1.2

Degradation 19

5.1.3

Umwandlung von Wald in Weide oder Grasland 20

5.1.4

Umwandlung von Wald in Acker 20

5.1.5

Umwandlung von Grasland in Acker 21

5.1.7

Umwandlung von Feuchtgebieten 22

5.1.8

Umwandlung von Grasland und Acker in Wald 23

5.1.9

Forstmanagement 24

5.2

INDIREKTE MENSCHLICHE EINFLÜSSE 26

5.3

BEDEUTUNG FÜR BRANDENBURG 27

6

MOORE IN BRANDENBURG 29

6.1

FUNKTION DER MOORE 29

6.2

GESCHICHTE DER ENTWÄSSERUNG 31

6.3

FOLGEN DER MOORENTWÄSSERUNG 33

6.4

ZUKÜNFTIGE UND UMWELTGERECHTE MOORNUTZUNG 36

6.5

VERWERTUNG DER BIOMASSE VON NIEDERUNGSSTANDORTEN 40

6.5.1

Moorschonende Nutzung 41

6.5.2

Abschöpfung der Biomasse 42

6.5.3

Kultivierung von Torfmoosen 45

6.5.4

Nutzungsmöglichkeiten von Schilf 48

6.5.5

Erlenanbau 53

7

FORSTWIRTSCHAFTLICHE MAßNAHMEN 57

7.1

KURZUMTRIEBSPLANTAGEN 57

7.1.1

Rechtliche Rahmenbedingungen 57

7.1.3

Nährstoffhaushalt und Kohlenstoffsequestrierung 61

7.1.4

Energetische Nutzung 64

7.1.5

Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 66

7.3

ÖKOLOGISCHER WALDUMBAU 73

7.3.1

Wirkung auf Waldböden und Humuskörper 73

7.3.2

Waldumbau und klimarelevante Spurengase 77

7.3.3

Struktur der Forstwirtschaft in Brandenburg 79

7.3.4

Ökologischer Waldumbau und ökonomische Probleme 81

8

ZUSAMMENFASSUNG 85

9

LITERATURVERZEICHNIS 87

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Tabellenverzeichnis

1 Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Die globalen terrestrischen Kohlenstoffvorräte und die Netto-Primärproduktion der

Vegetationstypen und ihre Verteilung auf die Anlage-I-Staaten 14

Tabelle 2: Jährliche C-Flüsse in Gt/a 17

Tabelle 3: Entwässerungsmaßnahmen in der Zeit von 1951-1955 auf brandenburgischen Gebiet 32

Tabelle 4: Typische jährliche N2O- und CH4-Emissionsraten nordostdeutscher Niedermoore 35

Tabelle 5: Gesamtabschätzung der klimatischen Wirksamkeit von Niedermoornutzungen ... ... 37

Tabelle 6: Mittlere jährliche Gehalte an extrahierbarem NO -3-N im Torfkörper und jährliche

Lachgasemissionen bei verschiedenen Niedermooren bzw. Nutzungsvarianten 38

Tabelle 7: Alternative Nutzungsformen für mitteleuropäische Moorstandorte 39

Tabelle 8: Szenario zur möglichen Verteilung der Nutzung von Niederungsstandorten in den nördlichen

Bundesländern 40

Tabelle 9: Verkaufserlös von kultivierten Torfmoosen 47

Tabelle 10: Ökonomik der Torfmoosproduktion 48

Tabelle 11: Kosten der Bestandesbegründung von Röhrichten 50

Tabelle 12: Verwendungsmöglichkeiten und Eigenschaften von Röhrichten und Rieden 51

Tabelle 13: Potenziale für eine standörtliche, umweltgerechte Gestaltung bzw. Nutzung

von wiedervernässtem Niedermoor 54

Tabelle 14: Natürlicher Standortsbereich weitgefasster Waldtypen mit Erlenanteil 54

Tabelle 15: Grobbilanzierung der N-Transferprozesse verschiedener Standorte eines

Erlenbruchwaldes am Ufer des Belauer Sees in Holstein 56

Tabelle 16: Ernteparameter der angebauten Baumarten auf dem Versuchsstandort Cahnsdorf 64

Tabelle 17: Brennstoffbedarf und Biomasseeinsatz für unterschiedliche Anlagengrößen 65

Tabelle 18: Flächenbedarf und Einzugsradius für unterschiedliche Anlagengrößen 66

Tabelle 19: Charakteristik des Pflanzgutes 69

Tabelle 20: Nährstoffgehalte in der Sprossbiomasse zum Erntezeitpunkt und Nährstoffentzug

bei 4-jähriger Umtriebszeit 70

Tabelle 21: Rentabilität der Energieholzproduktion 71

Tabelle 22: Kalkulation der Vollkosten für den Anbau schnellwachsender Baumarten auf Ackerschlägen 72

Tabelle 23: Finanzielle Belastungen der privaten Waldbesitzer durch Steuern, Abgaben und Beiträge 80

2

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Abbildungsverzeichnis

2 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Zeitliche Veränderung von Sonnenaktivität, Temperaturänderung der

Erdoberfläche und Zunahme der Kohlendioxidkonzentration in der

Atmosphäre 5

Abbildung 2: Modell zum Verbleib des Kohlenstoffs nach der Assimilation im Ökosystem.

Die Darstellung beinhaltet die verschiedenen Ebenen der Produktivität und des Verlusts von

Kohlenstoff, die Kohlenstoffflußdichte und Zeitskalen der Produktivitätsebenen sowie die

Meßmethoden, die eine Quantifizierung der Produktivität ermöglichen. (WBGU 1998) 15

Abbildung 3: Peene-Niedermoor in Mecklenburg Vorpommern (Quelle:

http://www.killikus.de ) 29

Abbildung 4: Verschiedene Pappelsorten im Pflanzversuch auf Kippengelände in Grünewalde

57

Abbildung 5: Robinienpflanzung in der Energieholzplantage Kostebrau 60

Abbildung 6: Bewurzelte Pappelstecklinge nach der Ernte 67

Abbildung 7: Buchenpflanzung unter ausgedünnten Kiefernbeständen bei Schadewitz 73

Abbildung 8: Buchenpflanzung unter Kiefernbeständen mit verschiedenen

Durchlichtungsgraden bei Schadewitz 75

3

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Vorwort

3 Vorwort

Obwohl nunmehr fast 2 Jahrzehnte vergangen sind, seitdem im Rahmen der UNO

begonnen wurde, den Klimawandel als eines der dringlichsten Aufgaben zu behandeln, wird

auch heute noch darüber gestritten, wie man mit ihm umgehen soll. Streitpunkt ist weniger

das Vorhandensein des Klimawandels als vielmehr dessen Ursachen. Die Meinungen gehen

hierzu weit auseinander, was natürlich bedeutet, dass auch die Ansätze der Politik sehr

verschieden sind.

Eine Seite meint, der Klimawandel würde nicht durch das menschliche Handeln

hervorgerufen. Es handele sich um einen Prozess, auf den der Mensch keinen Einfluss hat. Zu

diesem Zweck führen Forscher (STAHL & BERNER 2000) u.a. geowissenschaftliche

Untersuchungen an. Demnach haben Untersuchungen von Eisbohrkernen ergeben, dass in

früheren Zeiten der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre weit höher gelegen haben muss.

Trotz einer höheren Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre lassen sich Spuren

von Vereisungen in Gesteinen finden, was auf ausgeprägte Eiszeiten hinweist. Durch

Untersuchen der im Eis eingeschlossenen Luft ließ sich eine zeitliche Abfolge der Temperatur

und der Konzentration von Treibhausgasen erstellen. Demnach stieg zuerst die

atmosphärische Temperatur an und mit einer Verzögerung von etwa 100 Jahren stieg die

Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre. Geowissenschaftler meinen, dass die Erde sich

nach der letzten Eiszeit vor etwa 16.000 Jahren in der Phase der Wiedererwärmung befand,

deren Temperaturhoch vor etwa 6.000 bis 7.000 Jahren lag. Im langfristigen Klimazyklus,

meinen sie, befände sich die Erde im Moment in der Phase der Abkühlung. (STAHL &

BERNER 2000)

Auch der Einfluss des Treibhausgases Kohlendioxid auf den globalen Klimawandel wird in

den Studien bestritten. Erstens wird gezeigt, dass es enorme Kohlenstoffsenken auf der Erde

geben muss. Eisbohrkernuntersuchungen zufolge lag die Konzentration von Kohlendioxid in

der Atmosphäre zu Beginn der Industrialisierung bei 280 ppm. Im Jahr 2000 lag die

Konzentration bei 356 ppm. (STAHL & BERNER 2000) Die Berechnungen der

anthropogenen Emissionen auf der Grundlage der Förder- und Verbrauchsstatistiken ergaben,

dass die Kohlendioxidkonzentrationen weit höher liegen müssten. Es wird angenommen, dass

über 50% der jährlichen Kohlendioxid-Emissionen in den Senken gebunden werden, wobei

aber noch nicht absehbar ist, ob das Wachsen der Senken in der Zukunft anhält und die

Auswirkungen anthropogener Emissionen auf die Atmosphäre geringer sind.

4

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Vorwort

Zweitens wird gezeigt, dass Wasserdampf als Treibhausgas weitaus klimawirksamer ist als

Methan und Kohlendioxid. Seit etwa 1850 haben die anthropogenen Emissionen zu einem

Zuwachs des Treibhauseffektes von 2,7 Watt pro m² geführt. (BENGSTON 1997) Auf den

gesamten Treibhauseffekt bezogen, macht der anthropogene Anteil beim Kohlendioxid nur

1,2% und bei anderen anthropogenen Klimagasen 0,9% aus. Zusammen beträgt der

anthropogene Anteil lediglich 2,1%. Weil dieser Anteil am Gesamttreibhauseffekt so gering

ist, wird das Kohlendioxid als treibender Faktor der Klimaänderung abgelehnt. Stattdessen

werden andere klimarelevante Prozesse benannt: die Plattentektonik oder die Sonnenaktivität.

Dem Zweitgenannten kommt die dominierende Rolle zu. Z.B. haben die Dänen FRIIS-

CHRISTENSEN und LASSEN (STAHL & BERNER 2000) dargelegt, dass die Änderungen

der Atmosphärentemperatur und die Länge der Sonnenfleckenzyklen zwischen 1860 und

1991 ziemlich ähnlich verlaufen sind. Dagegen zeigt im gleichen Zeitraum der Anstieg der

CO2-Konzentration in der Atmosphäre eine geringere Ähnlichkeit mit der zeitlichen

Temperaturentwicklung.

Abbildung 1:

Zeitliche Veränderung von Sonnenaktivität, Temperaturänderung der

Erdoberfläche und Zunahme der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre

(STAHL & BERNER 2000)

5

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Vorwort

Auf der anderen Seite steht die durch die Klimarahmenkonvention (UNFCC) anerkannte

Meinung, dass der stattfindende Klimawandel hauptsächlich durch die anthropogene

Emission von klimarelevanten Gasen verursacht wird. Kohlendioxid und einigen anderen

Treibhausgasen kommt dieser Auffassung nach die entscheidende Rolle zu. Im Artikel 2 der

Klimarahmenkonvention heißt es entsprechend:

,,Das Endziel dieses Übereinkommens [...] ist es, [...] die Stabilisierung der

Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre auf einem Niveau zu erreichen, auf dem eine

gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird. Ein solches Niveau

sollte innerhalb eines Zeitraums erreicht werden, der ausreicht, damit sich die Ökosysteme auf

natürliche Weise den Klimaänderungen anpassen können, die Nahrungsmittelerzeugung nicht

bedroht wird und die wirtschaftliche Entwicklung auf nachhaltige Weise fortgeführt werden

kann."1

Die Klimarahmenkonvention, deren Ziele im Artikel 2 festgeschrieben sind, basiert

maßgeblich auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen, die im IPCC-Report ,,Climatic Change

­ The IPCC Scientific Assessment" dargelegt wurden. Es wird gezeigt, dass die

Konzentrationen mehrerer klimarelevanter Gase in der Atmosphäre seit etwa 1750 stark

angestiegen sind. Für die 100 Jahre zwischen 1890 und 1990 wurde ein Temperaturanstieg in

der Atmosphäre von 0,3°C bis 0,6°C festgestellt. Es wird daraus abgeleitet, dass anthropogene

Treibhausgasemissionen und der Temperaturanstieg in direktem Zusammenhang stehen.

In der politischen Diskussion haben beide Seiten verschiedene und entsprechend

entgegengesetzte Richtungen. Folgt man der Aussage, der Klimawandel entstamme nicht dem

menschlichen Handeln, werden die politischen Handlungsmöglichkeiten darauf beschränkt,

die menschliche Gesellschaft an die Folgen des Klimawandels anzupassen. Folgt man der

anderen Seite und anerkennt, dass der Klimawandel anthropogener Natur ist, erweitern sich

die politischen Möglichkeiten. Durch die Anerkennung, dass das menschliche Handeln eine

der Hauptursachen des Klimawandels ist, kann man bewusst und planmäßig die menschliche

Wirtschaftsweise ändern, kann man bewusst und planmäßig den Ausstoß von

klimaschädigenden Gasen vermindern, und man kann andere Möglichkeiten der Deckung des

Energiebedarfs erschließen.

Diese Arbeit fußt auf der Annahme, dass der Klimawandel anthropogener Natur ist, ohne

diese Annahme näher zu hinterfragen. Ausgehend vom aktuellen Stand der

Landschaftsnutzung im Land Brandenburg und vom Stand der wissenschaftlichen

1 zit. nach WBGU, 2003, S.9

6

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Vorwort

Erkenntnisse, durch welche Nutzungsänderungen klimarelevante Gase freigesetzt oder

gebunden werden, sollen Möglichkeiten aufgezeigt werden, wie durch bewusstes

Landschaftsnutzungsmanagement ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden kann. Dabei

soll diese Aufgabe nicht nur theoretisch angefasst werden. Auch Möglichkeiten für die Praxis

sollen gezeigt werden. Da sich der Boden nicht in gesellschaftlichem Besitz befindet, sondern

privaten Eigentümern gehört, sind dem Staat in gewisser Weise die Hände gebunden. Über

das Schaffen von Ge- und Verboten, von Anreizen und der Förderung der Umweltbildung

kann er kaum hinausgehen. Deshalb muss aufgezeigt werden, ob

Landschaftsnutzungsänderungen auch wirtschaftlich tragfähig sind.

7

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Einleitung

4 Einleitung

4.1 Kohlenstoffsenken im Kyoto-Protokoll

Die Klimarahmenkonvention (auch Kyoto-Protokoll genannt) ist die auf internationaler

Ebene juristische Anerkennung der These, dass die Klimaveränderung anthropogener Natur

ist und dass die Menschheit Möglichkeiten besitzt, der Klimaänderung entgegenzuwirken. In

ihr werden Mittel und Wege juristisch fixiert, die ein Entgegenstellen ermöglichen sollen.

Nach Artikel 3 Abs. 1 des Kyoto-Protokolls sind die Industrieländer verpflichtet, die

Emissionen von Treibhausgasen auf eine bestimmte Menge zu beschränken.

Annex A - Greenhouse gases

Carbon dioxide (CO2), Methane (CH4), Nitrous oxide (N2O), Hydrofluorocarbons (HFCs),

Perfluorocarbons (PFCs), Sulphur hexafluoride (SF6)

Die zugeteilte Menge berechnet sich im ersten Verpflichtungszeitraum (2008-2012) als ein

relativer Anteil der gesamten anthropogenen Emissionen des Landes im Jahr 1990 mit fünf

multipliziert.2 Für die einzelnen Länder wurden unterschiedliche Prozentsätze definiert.

Die Bezugsmenge für die Berechnung der im Verpflichtungszeitraum zugeteilten

Emissionen ist in Artikel 3 Abs.7 in Verbindung mit Anlage A definiert: Sie ist die Summe

der Emissionen der in Anlage A aufgeführten sechs Treibhausgase aus den angeführten

Sektoren. Hierbei handelt es sich um Brutto-Emissionen, da keine Senken eingerechnet

werden. Insbesondere werden weder Quellen oder Senken aus dem Bereich

,,Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft" berücksichtigt, da dieser nicht in der Anlage A

aufgeführt wird. Es gibt jedoch eine Ausnahme für die Staaten, in denen Quellen und Senken

sich in diesem Bereich im Jahr 1990 zu einer Netto-Quelle summierten. Diese Staaten

addieren sowohl Emissionen als auch Aufnahmen durch Senken dieses Bereichs der

Bezugsmenge hinzu. Für Australien ergibt sich daraus z. B. ein Zuwachs der Bezugsmenge

um etwa 30%.

Die zugeteilte Menge an Emissionen berechnet sich als prozentualer Anteil dieser

Bezugsmenge. Je höher die Bezugsmenge ist, desto mehr darf ein Staat bei gleich bleibendem

Prozentsatz (siehe Anlage B) emittieren.

2 Der Faktor 5 ergibt sich daraus, dass der Verpflichtungszeitraum fünf Jahre beträgt.

8

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Einleitung

Artikel 3 Abs.3 Kyoto-Protokoll:

The net changes in greenhouse gas emissions by sources and removals by sinks resulting from

direct human-induced land-use change and forestry activities, limited to afforestation,

reforestation and deforestation since 1990, measured as verifiable changes in carbon stocks in

each commitment period, shall be used to meet the commitments under this Article of each Party

included in Annex I. The greenhouse gas emissions by sources and removals by sinks associated

with those activities shall be reported in a transparent and verifiable manner and reviewed in

accordance with Articles 7 and 8.

Artikel 3 des Kyoto-Protokolls enthält zusätzlich eine Reihe an Regelungen, laut denen sich

die erlaubte Brutto-Emissionsmenge ändert. Danach können bestimmte Emissionen aus

biologischen Quellen und Aufnahmen durch biologische Senken oder erzielten Reduktionen

in anderen Industriestaaten oder Entwicklungsländern angerechnet werden.

Nach Artikel 3 Abs.3 werden einem Industrieland Quellen und Senken im Bereich

Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft angerechnet, soweit sie als Bestandsänderung

im Verpflichtungszeitraum von 2008-2012 messbar sind. Diese Anrechnungen sind auf die

Tätigkeiten ,,Aufforstung", ,,Wiederaufforstung" und ,,Entwaldung" begrenzt. Wenn in einem

Industrieland durch diese Tätigkeiten mehr Kohlendioxid aufgenommen als emittiert wird,

summieren sich die Quellen und Senken zu einer Nettosenke. Diese erhöht die erlaubten

Brutto-Emissionen. Ergibt sich eine Netto-Quelle, so verringert sich die Menge der erlaubten

Brutto-Emissionen entsprechend.

Dieser Artikel regelt auch die Anrechnung von Quellen und Senken auf die Verpflichtung

der Industrieländer, allerdings können nur die Auswirkungen der Tätigkeiten ab 1990

berücksichtigt werden. Diese Auswirkungen werden als nachprüfbare Veränderungen des

Bestandes der Kohlenstoffvorräte im Verpflichtungszeitraum gemessen. In der Zeit von 2008-

2012 muss Buch geführt werden über den Anteil an den Änderungen des

Kohlenstoffbestandes durch das Wachstum von seit 1990 gepflanzten Wäldern oder durch

Entwaldungen. Auswirkungen von Tätigkeiten, die vor 1990 stattfanden, werden nicht

berücksichtigt, auch wenn die Möglichkeit ihrer Berechenbarkeit gegeben sind.

Im Bereich der Landschaftsnutzungsänderung und Forstwirtschaft werden nach den IPCC-

Richtlinien lediglich Inventare für Kohlendioxid gefordert, wobei andere Treibhausgase

unberücksichtigt bleiben. Folgende Definitionen, die für Artikel 3 Abs.3 des Kyoto-Protokolls

wichtig sind, finden sich in den IPCC-Richtlinien:

· Unter

Aufforstung

(afforestation) versteht man neue Pflanzungen auf Gebieten, auf

denen ,,historisch" kein Wald existierte;

9

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