Vera Luthardt, Oliver Brauner, Jenny Hammerich, Robert Probst, Corinna Schulz und Silke Finn Wachtel

Inhalt

1 Einführung

Naturnahe Moore und Ökosysteme auf Moorböden sind in den letzten Jahren verstärkt in den Fokus öffentlicher Aufmerksamkeit gerückt. In erster Linie wird der Aspekt der klimaschädlichen Wirkung entwässerter Moore thematisiert. Entwässerte Moore emittieren große Mengen an Treibhausgasen (THG) und tragen somit zum Klimawandel bei (Couwenberg et al. 2011; Tanneberger et al. 2021). So werden Moore – genauer gesagt Gebiete mit organischen Böden, von denen sich in Deutschland 92 % im entwässerten Stadium befinden (Tiemeyer et al. 2020; Hofer, Köbbing 2021) – als„Klimakiller“ bezeichnet, denn enorme Mengen an Emissionen, im Jahr 2020 waren es 7,5 % der gesamten THG-Emissionen Deutschlands, resultieren aus der Umsetzung einst akkumulierten Kohlenstoffs aus diesen Böden (UBA 2022). Naturnahe Moore emittieren THG als Methan, wirken jedoch in der Summe durch beständige Kohlenstofffestlegung als Senken (Evans et al. 2021). Bei Wassermangel ändert sich dies – ebenso wie in den genutzten Moorböden – und führt zu CO₂-Emissionen in erheblichem Ausmaß (bis zu ca. 20 t CO₂-Äquivalente ∙ ha⁻¹ ∙ Jahr⁻¹; abgeleitet aus Treibhaus-Gas-Emissions-Standort-Typen[GEST]-Werten in Reichelt 2015).

Doch Moore sind weit mehr als ein Kohlenstoffspeicher. Obwohl ihr Flächenanteil in früheren Zeiten in Deutschland nur ca. 5 % betrug (Bonn et al. 2015), hat sich nach der Eiszeit eine sehr moorspezifische Lebewelt etabliert, die einen erheblichen Anteil der autochthonen Biodiversität über alle ihre Ebenen hinweg ausmacht. Succow (2001) unterscheidet nach Hydrologie, Trophiestatus und Säure-Basen-Verhältnissen 23 landschaftsökologische Moortypen. Diese differenzieren sich weiter durch die Höhenlage, die Verzahnung verschiedener Moortypen, das mosaikartige Nebeneinander von Sukzessionsstadien und Vegetationsstrukturen, die individuelle Genese und die Kontinuität über die Zeit. Alle diese Komponenten bedingen eine Vielzahl an Biozönosen und verleiten zu dem Satz: Kein Moor ist wie das andere.

In diesem Kontext ist auch die Bedeutung der Feuchtgebiete und naturnahen Moore im Zuge der Klimawandelanpassung hervorzuheben. Sie sind Stabilisatoren des Landschaftswasserhaushalts, Hochwasserpuffergebiete, Feuchtluftsenken, Kühlungsräume und Rückzugsräume für diverse Tierarten in heißen Perioden (Luthardt 2014). Diese Funktionen in der Landschaft spielen eine zunehmende Rolle für Strategien der Anpassung von Regionen an veränderte Wetterbedingungen einschließlich des Abpufferns von Extremereignissen.

Bei in Mooren natürlich vorkommenden Pflanzenarten wird zwischen moorspezifischen, d. h. nur in naturnahen Mooren vorkommenden Arten und moortypischen Arten, d. h. Arten mit einer engen Bindung an Feuchtgebiete unterschieden (zugeordnete Pflanzenartenlisten siehe bspw. für das Land Brandenburg Luthardt, Klawitter 2014).

Da heute nur noch maximal 5 % aller ehemaligen Moorflächen in einem naturnahen, d. h. lebensraumspezifischen Zustand vorhanden sind (Bonn et al. 2015), sind Moore nach § 30 Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) und auch in den Landesnaturschutzgesetzen per se gesetzlich geschützte Biotope. Ein Großteil der moorspezifischen Arten steht auf den Roten Listen, z. B. im Land Brandenburg 72 % der Gefäßpflanzenarten, 100 % der Libellen- und 59 % der Spinnenarten (Luthardt, Zeitz 2014). Obwohl oft von einer relativen Artenarmut der Moore gesprochen wird, bezieht sich dies vor allem auf Blütenpflanzen. Beispielsweise gibt es bei den Insekten eine sehr reiche, oft winzige und unscheinbare Fauna, die in großen Teilen noch nicht genauer untersucht ist (Barndt 2012SCB 2021).

Sieben der nach Fauna-Flora-Habitat(FFH)-Richtlinie geschützten Lebensraumtypen gehören zu Mooren und weitere 15 sind oft mit ihnen vergesellschaftet. Somit bedeutet der vordringliche Schutz der einheimischen Biodiversität, einen starken Schwerpunkt auf die noch naturnahen Moore zu lenken, wie es der International Congress for Conservation Biology 2021 () wieder eindringlich gefordert hat.

Hauptgefährdungsfaktor für Moorökosysteme ist eine kontinuierliche Wassermangelsituation (Landgraf 2007; Trepel et al. 2017). Eine anhaltende Entwässerung nimmt auch den ungenutzten Mooren durch die Veränderung der Bodeneigenschaften (Degradierung des Akrotelms als der wasserdurchleitenden, aktiven obersten Torfschicht; Sackung und Verdichtung des Katotelms als des darunter liegenden Hauptwasserspeichers; Veränderung des Mikroklimas durch ausbleibende Verdunstung; Auteutrophierungseffekte durch Mineralisierung des oberflächennahen Torfs) die Fähigkeit der Selbstregulation. Damit sinkt die Resilienz gegenüber klimatischen Veränderungen (Bonn et al. 2016; Luthardt, Wichmann 2016). Deshalb verweisen viele Publikationen darauf, dass Moore generell auf Grund der zu erwartenden Veränderungen des Landschaftswasserhaushalts zu den stark durch den Klimawandel gefährdeten Ökosystemen gehören (Petermann et al. 2007; Beierkuhnlein et al. 2014; Hauck et al. 2019). Dies ist jedoch zu differenzieren. Je nach Klimaregion, Veränderungen des Gebietswasserhaushalts, hydrologischem Moortyp und Einbettung ins Gelände werden vermutlich sehr verschiedenartige Entwicklungen eintreten (Luthardt, Zeitz 2014; Hauck et al. 2019).

Der Blick auf die Moorarten zeigt, dass eine Vielzahl zu hauptsächlich boreal verbreiteten Arten gehört, die u. U. direkt auf den Anstieg der Temperatur reagieren könnten. Nach Hauck et al. (2019) spielt die Temperaturerhöhung jedoch bisher noch keine Rolle in intakten Mooren. Moore stellen Mikroklimaräume dar, die ein gewisses Puffervermögen gegenüber der Umgebungstemperatur aufweisen. Unbekannt ist, wo der tipping point liegt. Nach Pompe et al. (2011) würde bei der Projektion von Klimawandelszenarien auf die Verbreitungsgebiete von Arten nach ihren bisherigen klimatischen Hüllen bspw. die Sumpfdotterblume (Caltha palustris) bei einer angenommenen durchschnittlichen Temperaturerhöhung von 2 K nur sehr kleinflächig in Deutschland verschwinden – bei einer Erhöhung um 4 K wäre der Verlust jedoch wesentlich dramatischer.

Neben diesen direkten klimatischen Faktoren spielen auch Sekundäreffekte, wie eine zunehmende Eutrophierung durch beschleunigte Prozesse der Umsetzung anfallender rezenter toter Biomasse und die Düngung über Lufteinträge, eine nicht zu unterschätzende Rolle für die nährstoffärmeren Moorökosysteme, was einen zunehmenden Verlust nicht konkurrenzfähiger Pflanzenarten und damit einen Wandel des Struktur- und Nahrungsangebots für alle vergesellschafteten Pilz- und Tierarten befürchten lässt (Hanspach et al. 2013; Hauck et al. 2019).

Um nachzuvollziehen, wie sich die beschriebenen Effekte auf naturnahe Moore auswirken und mit welchen Maßnahmen den möglichen Entwicklungen entgegengewirkt werden kann, sind Dauerbeobachtungsreihen erforderlich. Es werden Fallbeispiele für das Biosphärenreservat (BR) Schorfheide-Chorin vorgestellt, die Teil der Ökosystemaren Umweltbeobachtung (ÖUB) der drei Biosphärenreservate Brandenburgs (http://maps18.hnee.de/oeub/index.html) sind. Im BR Schorfheide-Chorin wurden zudem bereits vielfältige Renaturierungsprojekte in Mooren durchgeführt. Einige davon sind Teil des Brandenburger Waldmoorschutzprogramms. Ziel dieses Programms ist der Schutz der naturnahen und die Wiederherstellung degradierter Moore (MLUL 2016). Von 2017 bis 2022 erfolgte eine Erfolgskontrolle der Renaturierungsmaßnahmen (Hammerich et al. 2022b), aus der hier Teilergebnisse vergleichend hinzugezogen werden.

2 Methodisches Vorgehen und untersuchte Moorstandorte

Das BR Schorfheide-Chorin ist gekennzeichnet durch eine vielfältige Ausstattung mit diversen Moortypen in einem erheblichen Flächenanteil (Abb. 1). Die ÖUB beobachtet sechs naturnahe Moore. Diese sind überwiegend als oligotroph- bzw. mesotroph-saure Kessel- oder Verlandungsmoore zu charakterisieren (Tab. 1). Detailinformationen zum Untersuchungsprogramm für Moorökosysteme im Rahmen der ÖUB sind dem Methodenkatalog (Luthardt et al. 2017) zu entnehmen. Seit 1999 werden neben Erfassungen abiotischer Faktoren wie Pegelstand, Gesamtkohlenstoff (Ct), Gesamtstickstoff (Nt) und pH im Oberboden auch detaillierte Vegetationsanalysen im drei- bis sechsjährigen Untersuchungsintervall durchgeführt: Gesamtartenliste, Vegetationstransekte und Vegetationsaufnahmen nach Braun-Blanquet (Tab. A im Online-Zusatzmaterial). Weiterhin wurden 2002 und 2018 Vegetationszonierungen kartiert. Dafür wurden die Moorflächen in homogene Vegetationseinheiten nach floristischer Dominanz, ökologischen Standortbedingungen und Physiognomie aufgeteilt. Pro Vegetationseinheit wurden alle Pflanzenarten mit Deckungen erfasst. Durch Anwendung des Vegetationsformenkonzepts (Clausnitzer, Succow 2001; Koska et al. 2001; Roth, Succow 2001) konnten flächenscharfe Wasserstands-, Trophie- und Säure-Basen-Verhältnisse je Moor abgeleitet werden. Faunistische Untersuchungen erfolgen im Rahmen der ÖUB alle drei Jahre zum Libellenvorkommen. Um die Beobachtungen in einen klimatischen Rahmen zu setzen, werden die Wetterdaten der nächstgelegenen Klimastation Angermünde (DWD 2022) als Referenzstation verwendet.

Die Kartierungen zur Erfolgskontrolle der Waldmoorrenaturierungen erfolgten von 2018 bis 2020. Neun der untersuchten Moore liegen im BR Schorfheide-Chorin. An allen Standorten wurden wasserbauliche Maßnahmen durchgeführt, d. h., der Abfluss aus dem Moor wurde mittels Lehmplomben außerhalb des Moors verschlossen und/oder die Gräben innerhalb des Moores wurden verfüllt. Bei der Kartierung wurden die Moorflächen in homogene Vegetationseinheiten aufgeteilt. Pro Vegetationseinheit wurden alle Pflanzenarten mit Deckung sowie die obersten 30 cm des Bodens (Torfart, Zersetzungsgrad, Farbe, Beimengungen) erfasst, um die Torfdegradierung und etwaige neue Torfbildung zu dokumentieren. Auf Grundlage der Vegetationseinheiten wurde das Vegetationsformenkonzept (Succow, Joosten 2001) angewendet und die zuvor genannten moorrelevanten Standortindikatoren wurden abgeleitet. Der jeweilige Moor-zustand vor Renaturierung wurde durch Analyse von Altdaten analog ermittelt.

Für den Vergleich der Feuchteverhältnisse auf der Gesamtmoorfläche über die Zeitreihen wurde der Flächenanteil der unterschiedlichen Wasserstufen als Ausdruck der Jahresmediane des Moorwasserstands (Succow, Joosten 2001; Tab. B im Online-Zusatzmaterial) gemittelt. Der Wert fünf entspricht einem flurgleichen Wasserstand auf der gesamten Moorfläche.

Als weitere Vergleichsbasis in der Auswertung wurde für alle Moore die „moorspezifische Biodiversität“ zu den verschiedenen Zeitpunkten mit dem Indikatorensystem nach Hammerich et al. (2022a) bestimmt. Dazu wurden als Teilindikatoren die moorspezifische Flora, die Habitatvielfalt und -vernetzung und der Ökosystemzustand als Bodendegradierungsgrad und Wasserstufe über ein fünfstufiges Punktesystem bewertet. Die Einzelbewertungen wurden summiert, so dass ein Maximalwert von 15 für eine „sehr gute moorspezifische Biodiversität“ vergeben werden konnte (für weitere Abstufungen und Informationen zum Indikatorensystem siehe Abschnitt 3 und Abb. A, B im Online-Zusatzmaterial).

Die THG-Emissionen aus den Mooren wurden basierend auf den Vegetationsformenanalysen mithilfe der GEST nach Couwenberg et al. (2011), Spangenberg (2011) und Reichelt (2015) berechnet. Die Fläche, auf der aktives Torfwachstum stattfindet, wurde für die jeweiligen Vegetationseinheiten anhand der Oberbodenansprache abgeschätzt. Torfbildung wurde angenommen, wenn flurnahe Wasserstände vorherrschten, torfbildende Vegetation wuchs und diese den obersten abgrenzbaren Horizont durchwurzelte (bei Seggen) oder eine neue abgrenzbare Ablage abgestorbener Moose vorgefunden wurde. Alle hier betrachteten Moore sind in Tab. 1 aufgeführt, Steckbriefe zu den einzelnen Mooren mit genauer Verortung und Beschreibung sind in Luthardt et al. (2022) zu finden.

3 Entwicklung der naturnahen Moore der ökosystemaren Umweltbeobachtung im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin

Im langjährigen Mittel von 1961 bis 1990 betrug die Jahresmitteltemperatur in der Region 8,3 °C und die Jahressumme des Niederschlags 532 mm. Im Zeitraum 1998 – 2021 lagen die Jahresmitteltemperaturen (bis auf das Jahr 2007) über diesem langjährigen Mittel mit Abweichungen von bis zu 2,6 K. Gegenüber dem lang-jährigen Mittel der jährlichen Niederschlagssumme hat sich die mittlere jährliche Niederschlagssumme im ÖUB-Zeitraum kaum verändert. Es lassen sich zwei größere Phasen ausmachen: 2007 – 2012 mit feuchten Jahren; seit 2013 trockene Phase mit Jahressummen deutlich unterhalb des langjährigen Mittels (nur 2017 sehr feucht; Abb. 2). Die Phänologiedaten der Meldestationen im BR Schorfheide-Chorin (Abb. C im Online-Zusatzmaterial) zeigen eine Verlängerung der Vegetationsperiode um 24 Tage im ÖUB-Zeitraum (1998 – 2021) gegenüber dem langjährigen Referenzzeitraum (1961 – 1990). Vor allem im Herbst verlängerten sich die Phänophasen.

Alle in der ÖUB untersuchten Moore wiesen bei der Erstaufnahme 1999/2000 oberflächennah nicht degradierte schwach zersetzte Torfe auf (Luthardt et al. 2005), die auf weitgehend kontinuierliche, wassergesättigte Bedingungen in der nahen Vergangenheit hinweisen.

Alle erfassten moorspezifischen Gefäßpflanzenarten sind in Tab. C im Online-Zusatzmaterial aufgelistet. Die interessanten zyklischen Fluktuationen der Pflanzen- und Libellenarten (siehe ausgewählte Arten und Lebensräume in Abb. 3, Abb. 4, 5) in Abhängigkeit von der Witterung und den damit einhergehenden Veränderungen des Wasserhaushalts sind in den Steckbriefen für die einzelnen Moore von Luthardt et al. (2022) dargestellt.

Ein Vergleich des Biodiversitätswerts je Moor und Zeitreihe ergab eine überwiegend gute moorspezifische Biodiversität, im Fall von Plötzendiebel und Großer Mooskute sogar eine sehr gute moorspezifische Biodiversität (Tab. 2, Tab. D im Online-Zusatzmaterial). Während die Indexwerte für die Große Mooskute und den Plötzendiebel konstant blieben bzw. sich sogar verbesserten, verringerten sich die Werte von Moorsoll und Meelake zwischen den beiden Erhebungen leicht. Die Abnahmen sind vor allem auf die Bewertung der Artendiversität, d. h. Schwankungen in der Anzahl moorspezifischer Pflanzenarten zurückzuführen (Abb. D im Online-Zusatzmaterial). Für alle Moore ist hinsichtlich ihrer Entwicklung eine natürliche Dynamik zu erkennen, die stark an den Wasserstand gekoppelt ist. Dieser wird weitgehend durch das Witterungsgeschehen beeinflusst. Jedoch zeigen sowohl Große Mooskute als auch Plötzendiebel bisher ein hohes Puffervermögen gegenüber den vergangenen, z. T. extremen Trockenphasen. Bei Moorsoll und Meelake waren die Schwankungen im Beobachtungszeitraum größer. Die beiden durch natürliche Einflussfaktoren (den Biber – Castor fiber) wiedervernässten Moore bei Groß Kölpin und Grumsin entwickeln zunehmend wieder Moorqualitäten.

4 Entwicklung renaturierter Moore im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin

Im Ergebnis der umgesetzten Renaturierungsmaßnahmen zeigt die Erfolgskontrolle eine positive Entwicklung der Wasserstände, der moorspezifischen Biodiversität, der Torfbildung und auch der Reduktion an freigesetzten THG-Emissionen in allen untersuchten Mooren. Die Werte des Vorher-nachher-Vergleichs können Tab. 2 entnommen werden.

Alle untersuchten Moore weisen deutlich gestiegene Wasserstände auf (siehe beispielhaft Abb. 6). Im Mittel aller Moore stiegen die Wasserstände bzw. Wasserstufen von 3,5 auf 4,5. Auf einigen Mooren entstand auch partieller Überstau, fünf Moore zeigen im Mittel flurgleiche Wasserstände an (Mittelwert 5). Die moorspezifische Biodiversität mit einer bestmöglichen Ausprägung von 15 Punkten ist im Mittel aller Moore von 7,9 auf 10,3 Punkte angestiegen. Auch hier reagierten alle neun Moore positiv. Vier Moore haben schon eine gute bis sehr gute Bewertung erhalten, nur zwei Moore weisen trotz Wasseranstiegs noch eine geringe moorspezifische Biodiversität auf. Potenzielle Torfbildung fand vor Renaturierung im Mittel auf 28 % und nach Renaturierung auf 66 % der Moorfläche statt. Nur bei einem Moor war noch keine initiale Torfbildung zu beobachten. Durch die Renaturierungsmaßnahmen sanken bei Schätzung mittels GEST auf allen neun Mooren die jährlichen THG-Emissionen pro ha erheblich. Insgesamt werden in der Summe jährlich ca. 285 t CO₂-Äquivalente auf den neun untersuchten Mooren eingespart.

5 Resümee und Schlussfolgerungen

Die Ergebnisse zeigen, dass naturnahe Moore ein hohes Puffervermögen gegenüber den bisherigen klimatischen Veränderungen aufweisen, wenn sie über einen weitgehend ungestörten Wasserhaushalt verfügen. Austrocknungsphasen können überstanden werden, wenn danach wieder Auffüllungsphasen folgen. Wo die tipping points des mikroklimatischen Puffervermögens bei zunehmendem Anstieg der Durchschnitts- und Wintertemperaturen für einzelne Arten liegen, ist derzeit nicht abzuschätzen.

Der einzige Weg, den negativen Auswirkungen des Klimawandels entgegenzuwirken, ist die Renaturierung der degradierten Moorstandorte mit dem Ziel, einen möglichst naturnahen Zustand und damit die Fähigkeit zur Selbstregulation wiederherzustellen. Dabei sind insbesondere drei Faktoren entscheidend:

●

Wiederherstellung flurnaher Wasserstände und des ursprünglichen Wasserregimes,

●

Reetablierung einer moortypischen bzw. -spezifischen, torfbildenden Vegetation,

●

Regeneration des Oberbodens mit Einsetzen neuen Torfwachstums.

Die Ergebnisse des Vorher-nachher-Vergleichs von Renaturierungen zeigen deutlich, dass es möglich ist, essenzielle Faktoren, die zur Resilienz der Moore im Klimawandel beitragen, zu begünstigen und in Richtung naturnaher Verhältnisse zu entwickeln (siehe auch Luthardt et al. 2021 zu renaturierten Mooren im Stechlinsee-Gebiet). Es muss heute der Handlungsschwerpunkt gesetzt werden, alle ungenutzten, in irgendeiner Form anthropogen entwässerten Moore zu vernässen. Nur so können auch degradierte Moore wieder hinreichend resilient für die Herausforderungen der klimatischen Veränderungen gemacht und Lebensraumqualitäten für autochthone Arten geschaffen werden. Die Vermeidung von THG-Emissionen ist ein zusätzlicher Anreiz für die schnelle Umsetzung von Renaturierungsmaßnahmen. Spezifizierte Handlungsanleitungen sind u. a. über https://dss-wamos.de für Waldniedermoore abrufbar oder in Leitfäden für die einzelnen Bundesländer zu finden (z. B. LUA 2004; BLfU 2010).

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Zusatzmaterial zum Beitrag