Corina Peter, Julian Koplin, Bernadette Pogoda, Claudia Morys und Jochen Krause

Inhalt

1 Einleitung

Küstenökosysteme wie Salzmarschen und Seegraswiesen schützen Menschen durch ihre Ökosystemleistungen vor Extremereignissen (z. B. Hochwasser, Stürme) und deren langfristigen Folgen (z. B. Erosion) (Barbier 2013; Jacob et al. 2023). Durch das Einlagern und langfristige Speichern von Kohlenstoff in ihrer Biomasse und ihren Sedimenten mindern Küstenökosysteme in die Atmosphäre emittierte Treibhausgasmengen und folglich auch Prozesse des Klimawandels (Nellemann et al. 2009; IPCC 2022). Der langfristig von marinen Ökosystemen und Biotopen gespeicherte organische Kohlenstoff wird als Blue Carbon bezeichnet (siehe Kasten 1). Der Begriff ist angelehnt an Green Carbon, den in Wäldern und deren Böden gespeicherten Kohlenstoff. Beide stellen Gegenstücke zu Black Carbon oder auch Brown Carbon dar − der Kohlenstoff, der in fossilen Brennstoffen gespeichert ist und bei dessen Verbrennung Kohlenstoffdioxid (CO₂) frei wird. CO₂ beeinflusst als anthropogenes Treibhausgas maßgeblich den Wärmehaushalt der Erde und steht demnach im Fokus von Reduktionsmaßnahmen (IPCC 2019). Die Definition von Blue-Carbon-Ökosystemen unterliegt bestimmten Kriterien, die u. a. die Komplexität des Blue-Carbon-Konzepts aufzeigen (Lovelock, Duarte 2019). Für eine Gesamteinschätzung der Rolle von Blue-Carbon-Ökosystemen bei der Minderung des Klimawandels müssen − v. a. bei Carbon-Accounting-Konzepten (Konzepten zur Bilanzierung der Treibhausgasemissionen) − auch alle Treibhausgase (z. B. Methan, Lachgas) und deren Stoffkreisläufe betrachtet werden (Rosentreter et al. 2023).

Die globale Fläche bewachsener Küstenökosysteme ist deutlich kleiner als z. B. die Fläche terrestrischer Wälder (Mcleod et al. 2011). Dennoch ist ihr Beitrag zur Minderung des Klimawandels bedeutsam. In Meeressedimenten von Blue-Carbon-Ökosystemen bzw. -Biotopen (Begriffsdefinition siehe Kasten 1) kann Kohlenstoff langfristig über Zeitskalen von Jahrtausenden hinaus gespeichert werden, da sich die Sedimente kontinuierlich mit steigendem Meeresspiegel vertikal anreichern (Chmura et al. 2003; Mcleod et al. 2011; Hendriks et al. 2020). In Küstenfeuchtgebieten wird Kohlenstoff in drei Speichern abgelagert: in der (lebenden) oberirdischen Biomasse, in der unterirdischen Biomasse und im Sediment. Letzteres gilt als langfristiger Speicher für Kohlenstoff. Salzmarschen und Seegraswiesen sind als klassische Blue-Carbon-Biotope (im Englischen als „ecosystems“) in Nordeuropa definiert (Duarte et al. 2005; Nellemann et al. 2009). Das Blue-Carbon-Potenzial anderer mariner Systeme wie unbewachsener Sedimente, von Makroalgen (z. B. Kelpwälder), biogener Riffe (z. B. Muschel- und Austernriffe) oder von Meeresorganismen (z. B. Fische oder Wale) wird derzeit untersucht (Krause-Jensen et al. 2018; Filgueira et al. 2019; Lovelock, Duarte 2019; Macreadie et al. 2019). Auch die Rolle küstennaher Moore in Wechselwirkung mit den Küstenzonen der Ostsee wird aktuell diskutiert (Macreadie et al. 2019; HELCOM 2021a). Das Potenzial der langfristigen Kohlenstoffspeicherung hängt in allen Ökosystemen bzw. Biotopen vom Festsetzen und Freiwerden langfristig gespeicherten (sequestrierten) organischen Kohlenstoffs (C_org) ab − v. a. auch in Zusammenhang mit dem anorganischen Kohlenstoffkreislauf. Diesen Zusammenhang beeinflussen diverse Faktoren wie u. a. benthische Alkalinitätsflüsse (Macreadie et al. 2017; Van Dam et al. 2022; Turrell et al. 2023).

Ziel von Blue-Carbon-Strategien ist es, durch Schutz, Erhaltung oder Wiederherstellung mariner kohlenstoff- und artenreicher Lebensräume deren Fähigkeit zur langfristigen Speicherung von Treibhausgasen zu erhöhen (Nellemann et al. 2009). Während des Workshops der Helsinki-Kommission (Baltic Marine Environment Protection Commission – HELCOM) zum Blue-Carbon-Potenzial im Ostseeraum (HELCOM 2021a) wurde festgehalten, dass Blue-Carbon-Maßnahmen synergistische Effekte für den Klima- und den Biodiversitätsschutz ausschöpfen sollten. Im jüngsten Bewertungsbericht des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change − IPCC) wird zudem die Notwendigkeit der aktiven Kohlenstoffdioxidentfernung (carbon dioxide removal – CDR) zum Ausgleich von Restemissionen betont, wenn das international angestrebte Netto-Null-Szenario in Zukunft erreicht werden soll. Alle berücksichtigten Pfade zum 1,5 °C-Ziel schließen die Verwendung von CDR-Maßnahmen ein (Rogelj et al. 2018; IPCC 2022). Neben einer Reihe technischer CDR-Verfahren zur Verringerung der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre, beinhalten Blue-Carbon-Konzepte als naturbasierte Maßnahmen den Schutz, die Wiederherstellung oder Erhöhung der natürlichen Speicherung von Kohlenstoff in marinen und küstennahen Ökosystemen (Borchers et al. 2022; Mengis et al. 2022).

Aufgrund einer möglichen Relevanz für den Klimaschutz sowie der Dringlichkeit, nationale CO₂-Emissionen zu verringern und vorhandene Kohlenstoffspeicher zu erhalten, rückt die Erforschung mariner Kohlenstoffsequestrierung und -speicherung immer mehr in den wissenschaftlichen und politischen Fokus (Macreadie et al. 2021; Merk et al. 2022). Im Vergleich zu etablierten Forschungsthemen ist die Blue-Carbon-Forschung − v. a. in Deutschland − noch jung und die gesellschaftliche und politische Bedeutung erfordert integrierte, interdisziplinäre und biotopübergreifende Forschungsansätze. Einige übergreifende Aspekte sind auch auf globaler Ebene noch nicht ausreichend erforscht: u. a. der Einfluss (gelösten) anorganischen Kohlenstoffs, die Rolle von Blue Carbon unter systemischer Betrachtung vielfältiger Prozesse in Ökosystemen (Ökosystemansatz), die Betrachtung und Definition relevanter Zeitskalen für den Aufbau von Blue-Carbon-Speichern, die Herkunft des gespeicherten Kohlenstoffs sowie präzise Modellierungen zur räumlichen und quantitativen Ausdehnung regionaler Kohlenstoffspeicher (Lovelock, Duarte 2019; Mueller et al. 2019a; Van Dam et al. 2021; Graves et al. 2022; Van Dam et al. 2022).

Um das Blue-Carbon-Potenzial der deutschen Meere abzuschätzen, müssen verfügbare Daten und Erkenntnisse mit Bezug zu regionalen Ökosystemen bzw. Biotopen erfasst werden. Eine Studie im Auftrag des Bundesumweltministeriums (BMUV; Röschel et al. 2021) gibt einen Überblick über den globalen Stand des Wissens im Bereich Blue Carbon und erste Handlungsempfehlungen für Deutschland. Darauf aufbauend wurde im Zeitraum 2021 – 2022 im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) eine Studie (Projekt: Development of integrated measures for nature conservation and ecosystems − DEFINE I) durchgeführt, die das Blue-Carbon-Potenzial relevanter Ökosysteme bzw. Biotope in der deutschen Nord- und Ostsee evaluiert, dieses mit internationalen Daten vergleicht und einen Ausblick auf die Veränderungen regionaler Potenziale durch den Klimawandel gibt (Koplin et al. 2022, 2024). Die relevanten Ergebnisse dieser Studie werden im Folgenden zusammengefasst.

2 Die Blue-Carbon-Potenzialstudie für Deutschland

Die Blue-Carbon-Potenzialstudie basiert auf einer umfassenden Literaturrecherche zu publizierten Daten des Kohlenstoffspeicherpotenzials natürlicher mariner Ökosysteme bzw. Biotope der Nord- und Ostsee. Ziel der Studie war die Erfassung und Bewertung des Wissensstands zu Vorkommen und Potenzial von Blue-Carbon-Ökosystemen und -Biotopen in Deutschland vor dem Hintergrund zukünftiger Klima- und Biodiversitätsschutzmaßnahmen. Die Studie identifiziert außerdem offene wissenschaftliche Fragestellungen und präsentiert einen Überblick über laufende nationale Projekte zur quantitativen und qualitativen Bestimmung mariner Kohlenstoffspeicher in Nord- und Ostsee. Außerdem werden mögliche Maßnahmen zum Schutz, zur Wiederherstellung und zur Steigerung der natürlichen marinen Kohlenstoffspeicherfähigkeit benannt.

2.1 Relevante Lebensräume mit Blue-Carbon-Potenzial

Für Deutschland wurden drei relevante Biotope als potenzielle Kohlenstoffspeicher identifiziert: Salzmarschen, Seegraswiesen und unbewachsene marine Sedimente. Neben Salzmarschen sind Küstenmoore sowie von Schilfrohr dominierte Gebiete weitere für die Blue-Carbon-Thematik potenziell relevante Küstenfeuchtgebiete entlang der Ostseeküste (Buczko et al. 2022). Auch das Kohlenstoffspeicherpotenzial von Makroalgenwäldern (z. B. Laminaria spp.) und biogenen Riffen (z. B. Muschel- und Austernriffe) wird weiter wissenschaftlich untersucht. Durch Prozesse der Kalzifizierung (Karbonatbildung durch Schalenwachstum) und Respiration wird einerseits CO₂ freigesetzt (CO₂-Quelle). Andererseits wird bei der bei Austern und vielen Muschelarten üblichen Nahrungsaufnahme durch Filtration organischer Kohlenstoff in Form von Biomasse, Faeces (Kot) und Pseudofaeces (durch tierischen Schleim gebundenen organischen und anorganischen Partikeln) festgelegt und damit gespeichert (CO₂-Senke) (Lee et al. 2020; Sea et al. 2022).

2.2 Kohlenstoffsequestrierung: Messung und regionale Variabilität

Das Potenzial bezieht sich in allen Ökosystemen bzw. Biotopen erstens auf die Menge des C_org und zweitens auf die C_org-Sequestrierungsrate, also die Menge des langfristig gespeicherten C_org pro Zeiteinheit (siehe Blue-Carbon-Definition in Kasten 1). Kurzfristig gespeicherter organischer Kohlenstoff (z. B. in der Biomasse der Vegetation) wird als fixierter C_org bezeichnet. Die Menge an sequestriertem Kohlenstoff pro Fläche (angegeben z. B. in g · C_org · m^– 2) hängt stark von der untersuchten Tiefe der Böden bzw. Sedimente ab. Generell geht man von einer Abnahme in tieferen Sedimentschichten aufgrund von Remineralisierungsprozessen aus (Johannessen, Macdonald 2016; Green et al. 2018; Van de Broek et al. 2018; Mueller et al. 2019b). Die Kohlenstoffspeicher im Sediment werden hier über teilweise bereits standardisierte Methoden vor Ort durch Sedimentkerne bestimmt (IPCC 2014; vgl. z. B. Röhr et al. 2018). Im Vergleich dazu ist die lokale Messung der C_org-Festlegungsraten schwierig, die aber zur Bestimmung des Potenzials jeweils essenziell ist. Soweit möglich werden Extrapolationen aus Sedimentakkumulationsdaten herangezogen (z. B. Röhr et al. 2018) oder langfristige C_org-Akkumulationsraten durch radiometrische Datierung des Sedimentkerns errechnet (z. B. Postlethwaite et al. 2018).

Internationale Studien zeigen, dass die jährliche Kohlenstoffspeicherrate und die bestehenden Kohlenstoffspeicher mariner Ökosysteme bzw. Biotope regional variieren. Diese Variation hängt von verschiedenen Faktoren ab: Sedimenttyp (insbesondere Schlickgehalt des Sediments), Salzgehalt, Wassertiefe, Vegetation, Artengemeinschaft, Ökosysteminteraktionen und Störungen sowie − in Küstengebieten − auch die Überflutungshäufigkeit (Röhr et al. 2018; Ford et al. 2019). Globale Kohlenstoffsequestrierungsraten für die jeweiligen Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope sowie quantitative Einschätzungen ihrer bestehenden Kohlenstoffspeicher sind folglich nicht direkt auf Deutschlands Meeres- und Küstenbiotope übertragbar. Um verlässliche Aussagen zu treffen, sind regional gemessene Daten zwingend notwendig. In diesem Kontext wurden in Deutschland in den letzten Jahren u. a. die in Abb. 1 und Tab. 1 zusammengefassten Forschungsprojekte gestartet.

Abb. 1: Übersicht der kürzlich durchgeführten und der derzeit noch laufenden Projekte zu Blue-Carbon-Ökosystemen bzw. -Biotopen sowie zu möglichen technischen Verfahren zur Kohlenstoffreduktion (carbon dioxide removal – CDR) in Deutschland. NordSalt: Laufzeit 2021 – 2024, gefördert im EU-Programm BiodivERsA, https://www.sdu.dk/en/forskning/nordsalt/about; GREENTRIALS: Laufzeit 2020 – 2023, gefördert durch die Bauer-Hollmann Stiftung, https://bit.ly/Greentrials. Informationen zu allen anderen Projekten in Tab. 1.Fig. 1: Overview of recently completed or still ongoing projects on Blue Carbon ecosystems and habitats as well as possible technical carbon dioxide removal (CDR) processes in Germany. NordSalt: 2021 – 2024, funded within the EU programme BiodivERsA, https://www.sdu.dk/en/forskning/nordsalt/about; GREENTRIALS: 2020 – 2023, funded by the Bauer-Hollmann Stiftung, https://bit.ly/Greentrials. Information on all other projects in Table 1.

2.3 Veränderungen der Blue-Carbon-Potenziale durch den Klimawandel

Die Auswirkungen des Klimawandels beeinflussen die verschiedenen Ökosysteme bzw. Biotope auf unterschiedliche Weise. Faktoren wie der Temperaturanstieg, der beschleunigte relative Meeresspiegelanstieg, aber auch die Eutrophierung der Küstengewässer haben stark negative Auswirkungen auf die langfristige Festsetzung organischer Einträge in Küstenfeuchtgebieten (z. B. Salzmarschen, Seegraswiesen) und verursachen eine vermehrte Umsetzung (oder auch Freisetzung) von Kohlenstoff (Mueller et al. 2018). So sind Salzmarschen besonders von Veränderungen der Überschwemmungsdauer sowie einer zunehmenden Küstenerosion betroffen (Esselink et al. 2017; Marijnissen et al. 2020). Seegraswiesen hingegen reagieren sensibel auf Eutrophierung, Hitzewellen sowie veränderte hydrodynamische Bedingungen (verstärkte Strömungen, höhere Wellenenergie) (Krause-Jensen et al. 2008; Bergmann et al. 2010; Dolch, Reise 2010; Reynolds et al. 2016; Dolch et al. 2020). Der Kohlenstoffspeicher unbewachsener mariner Sedimente ist v. a. von der Menge des absinkenden organischen Materials abhängig. Mit zu-nehmender Wassertemperatur nimmt dieser Eintrag ab − z. B. durch verringerte Primärproduktion aufgrund einer verstärkten Schichtung von Oberflächen- und Tiefenwasser. Auch mikrobielle Remineralisierungsprozesse werden gefördert, wodurch potenziell weniger organischer Kohlenstoff im Sediment gespeichert werden kann (Keil 2017; Legge et al. 2020). Weitere anthropogene Einflüsse, wie z. B. Baumaßnahmen, wirken als zusätzliche Stressoren auf das Blue-Carbon-Potenzial natürlicher Ökosysteme bzw. Biotope, z. B. durch Lebensraumverlust oder indem bereits gespeicherter Kohlenstoff wieder freigesetzt wird (Butzeck et al. 2016; Schuerch et al. 2018; De los Santos et al. 2019; Epstein et al. 2022).

2.4 Maßnahmen zur Erhöhung des Blue-Carbon-Potenzials

Gezielte Managementmaßnahmen können die Blue-Carbon-Speicher der natürlichen Ökosysteme bzw. Biotope vor den Auswirkungen des Klimawandels schützen und so möglicherweise die Menge an gespeichertem Kohlenstoff erhöhen (Griffiths et al. 2020; Krause-Jensen et al. 2021; Martens et al. 2021; Graves et al. 2022). Ausgewählte Maßnahmen lassen sich übergreifend für verschiedene Ökosysteme bzw. Biotope umsetzen: ganzheitliches Ökosystemmanagement unter Einbeziehung verschiedener Prozesse (u. a. Filgueira et al. 2015), Renaturierung von Lebensräumen (Duarte et al. 2020), Aquakultur (z. B. potenziell mit Hilfe von Makroalgen nach Klärung noch offener Fragestellungen; Duarte et al. 2017), Ausgleich von Sedimentdefiziten sowie Sedimentstabilisierung (Hofstede et al. 2019). Einige Maßnahmen sind dagegen nur für bestimmte Biotope relevant: Wiederherstellung der natürlichen (Überschwemmungs)dynamiken sowie Beweidungsmanagement in Salzmarschen (Schulze et al. 2021; Graversen et al. 2022; Van den Hoven et al. 2022), Verringerung des Nährstoffeintrags in Seegraswiesen (u. a. Bobsien et al. 2021) oder ausgewiesene Schutzzonen in subtidalen kohlenstoffreichen marinen Sedimenten (Graves et al. 2022).

Zusätzlich zur Erhöhung des natürlichen CO₂-Speicherpotenzials mariner Lebensräume als naturbasierte Maßnahmen werden derzeit auch technische Lösungen erforscht (siehe hierzu Tab. 1). Diese zielen in verschiedenen Ansätzen auf die aktive Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre (marine CDR-Techniken; Borchers et al. 2022). Für die deutschen Küsten- und Meeresgebiete stehen die Erhöhung der Alkalinität im Ozean, künstlicher Auftrieb (forcierter Transport von nährstoffreichem Tiefenwasser in die Oberflächenschicht zur Erhöhung der Primärprodukion) sowie CO₂-Abscheidung und -Speicherung im Fokus der Forschung. Es wird untersucht, ob und inwieweit die deutschen Meere eine wesentliche Rolle bei der Entnahme und Speicherung von CO₂ aus der Atmosphäre spielen können (Forschungsmission der Deutschen Allianz Meeresforschung − DAM: CDRmare). Bisher ist nicht ausreichend bekannt, welche Auswirkungen die einzelnen Methoden bei klein- oder großskaliger Anwendung auf die Meeresumwelt haben. Die Klärung dieser noch offenen Fragen ist allerdings ausschlaggebend für die Bewertung der Umweltverträglichkeit und den Einsatz mariner CDR-Methoden.

2.5 Fazit und Empfehlungen der Studie

Die Blue-Carbon-Potenzialstudie zeigt, dass es bisher für die deutsche Nord- und Ostsee nur wenige räumlich gut aufgelöste Daten zum Blue-Carbon-Potenzial der relevanten Ökosysteme bzw. Biotope gibt. Verfügbare Daten beschreiben das Ausmaß der vorhandenen C_org-Speicher in Seegraswiesen entlang der deutschen Ostseeküste (Stevenson et al. 2023) sowie C_org-Speicher und -Herkunft in Salzmarschen des deutschen Wattenmeers (Mueller et al. 2019a, b). Weiter empfiehlt die Studie, auch das Blue-Carbon-Potenzial von Makroalgen und biogenen Riffen sowie die langfristigen Kohlenstoffspeicher mariner Sedimente in den deutschen Meeren zu untersuchen und zu berücksichtigen. Mit Blick auf aktuelle Forschungsergebnisse lag der Fokus in den deutschen Meeren neben den international anerkannten Küstenökosystemen bzw. -biotopen auf weiteren Blue-Carbon-Aspekten. So wurden aufgrund ihrer großen globalen Ausdehnung und somit (möglichen) Relevanz zur Eindämmung des Klimawandels die Meeresböden eingeschlossen. Auch Rolle und Einfluss anorganischen Kohlenstoffs sollten zukünftig bei der Betrachtung von Blue Carbon mitgedacht werden (vgl. Kasten 1; HELCOM 2021a). Die Kernaussagen der Studie lauten:

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Für die deutschen Meere und Küsten spielen v. a. Salzmarschen, Seegraswiesen sowie potenziell unbewachsene marine Sedimente eine Rolle als marine Kohlenstoffspeicher.

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Bereits existierende marine Kohlenstoffspeicher (v. a. in den Sedimenten der Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope) müssen vor Störungen geschützt werden, um den dort langfristig gespeicherten Kohlenstoff nicht wieder der Remineralisierung auszusetzen und damit zusätzliche Treibhausgase (wie CO₂, Methan) freizusetzen.

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Durch die Renaturierung degradierter oder zerstörter Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope könnten Kohlenstoffspeicher erweitert und zusätzlich geschützt werden.

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Regionale marine Kohlenstoffspeicher und Blue-Carbon-Potenziale müssen weiter erforscht und gemessen werden, um regionale Zusammenhänge, Blue-Carbon-Potenziale und Kohlenstoffkreisläufe zu quantifizieren und zu verstehen.

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Der anhaltende Klimawandel wird negative Auswirkungen auf Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope und deren Blue-Carbon-Potenzial haben.

Für alle Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope in Deutschland ergeben sich relevante offene wissenschaftliche Fragestellungen (für eine Auswahl siehe Tab. 1). Einige werden bereits in laufenden Forschungsprojekten adressiert (siehe Abschnitt 3), andere müssen für ein ganzheitliches Bild künftig erforscht werden (z. B. im Rahmen des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz − ANK; BMUV 2022).

3 Laufende Blue-Carbon-Forschung in Deutschland

Bereits seit einigen Jahren laufen umfangreiche Projekte, in denen Forschungsverbünde jeweils unterschiedliche potenzielle Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope untersuchen. Ziel ist die Evaluierung und Quantifizierung der natürlichen Kohlenstoffspeicher und -potenziale, der ökosystemaren Kohlenstoffflüsse sowie möglicher naturbasierter (und technischer) Lösungen zur Erweiterung dieser Speichermöglichkeiten.

Aufbauend auf der Blue-Carbon-Potenzialstudie für Deutschland wurde das Folgeprojekt DEFINE II (gefördert durch das BfN mit Mitteln des BMUV, 12/2022 – 11/2025) gestartet. Dessen erster Schwerpunkt umfasst die Erforschung und Evaluation des natürlichen Kohlenstoffspeicherpotenzials biogener Riffe (Muschel- und Austernriffe) in der deutschen Nordsee. Um deren Funktion als Kohlenstoffsenken bzw. -quellen für deutsche Vorkommen (Wattenmeer: Pazifische Auster − Crassostrea gigas, Miesmuschel − Mytilus edulis; Subtidal: Wiederansiedlungsprojekte der Europäischen Auster − Ostrea edulis) zu quantifizieren, werden Labor-, Mesokosmen- und Feldversuche konzeptioniert. Ziel ist es, organische und anorganische Kohlenstoffflüsse rund um Muschel- und Austernriffe zu bestimmen, um fundierte Aussagen zum Kohlenstoffspeicher biogener Riffe und zum künftigen Einfluss des Klimawandels auf die langfristige Kohlenstoffspeicherkapazität der deutschen Nordsee zu ermöglichen.

Der zweite Schwerpunkt umfasst die Erforschung und Evaluation von Auswirkungen eines bestimmten CO₂-Entnahme-Verfahrens (Ocean Alkalinity Enhancement − OAE) auf benthische filtrierende Organismen. In diesem technischen Ansatz wird durch das Ausbringen von Mineralsand (z. B. Olivinbasalt) die Alkalinität im Seewasser erhöht und somit die Kapazität der CO₂-Aufnahme gesteigert. Allerdings fallen bei der Auflösung des Minerals auch Schwermetalle wie Nickel aus. Diese haben teilweise stark negative Einflüsse auf marine Organismen (Hunt et al. 2002; Millward et al. 2012; Bach et al. 2019). Die physiologischen Auswirkungen dieser freigesetzten Elemente auf filtrierende Benthosorganismen werden an den Modellorganismen Miesmuschel und Europäische Auster untersucht. Außerdem beinhaltet das Projekt eine kontinuierliche und ergebnisorientierte Literaturrecherche zu Blue-Carbon-Ökosystemen bzw. -Biotopen und zu marinen CDR-Verfahren in Deutschland. Ziel ist es, aktuelle Entwicklungen und relevante Forschungsergebnisse im Kontext des Meeresnaturschutzes zu berücksichtigen.

4 Ausblick

Alle bisher identifizierten (potenziellen) Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope zeichnen sich neben ihrer Bedeutung für eine langfristige Kohlenstoffspeicherung auch durch weitere wichtige Ökosystemfunktionen und -leistungen aus, vor allem im Zusammenhang mit der Erhaltung oder Wiederherstellung der natürlichen Biodiversität. Einige regulierende und unterstützende Leistungen beinhalten u. a. die pH-Regulation oder die Resilienzerhaltung in Ökosystemen bzw. Biotopen und sind teilweise direkt in sozio-ökonomische Vorteile übertragbar (z. B. Lebensmittelversorgung oder Verfügbarkeit biomedizinischer Produkte, Heckwolf et al. 2021). Vor dem Hintergrund der gleichzeitigen Klima- und Biodiversitätskrise können Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope und deren Schutz daher eine wichtige Rolle in integrierten Minderungsstrategien spielen. Es ist dafür erforderlich, die Kombination aller Ökosystemleistungen zu betrachten und Ökosysteme nicht allein anhand ihrer Kohlenstoffspeicherpotenziale zu bewerten (Merk et al. 2022). Durch ein integriertes Ökosystemmanagement sollten anhaltende Belastungen und Zerstörungen dieser Lebensräume durch zahlreiche negative Auswirkungen (z. B. Klimawandeleffekte, Fischereidruck und Baumaßnahmen) vermindert werden. Gleichzeitig sollte die marine Biodiversität erhalten und CO₂ und ggfs. weitere Treibhausgase sollten langfristig gespeichert werden.

Global wurde das Potenzial von mit Makrophyten bewachsenen Küstenökosystemen zur Speicherung von CO₂ bereits vor etwa zwei Jahrzehnten erkannt (Duarte et al. 2005). Auch in Europa werden (potenzielle) Blue-Carbon-Ökosysteme bzw. -Biotope seit einigen Jahren vermehrt untersucht, deren Kohlenstoffspeicherpotenzial wird erforscht und erste Quantifizierungen liegen vor (z. B. Burrows et al. 2017; Scheffold, Hense 2020; Frigstad et al. 2021; Malak et al. 2021; Parker et al. 2021). Internationale Aktionsprogramme zur Verbesserung der Umweltbedingungen wie der Baltic Sea Action Plan (HELCOM 2021b) wurden angepasst, um die Rückgewinnung größerer Flächen bewachsener Küstenökosysteme zu unterstützen (z. B. Seegraswiesen; Bobsien et al. 2021).

In Deutschland sind Teile der v. a. in den Küstenbereichen durch die Blue-Carbon-Potenzialstudie identifizierten relevanten Biotope auch als besonders schützenswerte Lebensraumtypen der Fauna-Flora-Habitat(FFH)-Richtlinie klassifiziert. Der Beitrag dieser marinen Biotope zum natürlichen Klimaschutz Deutschlands wurde erkannt und deren Bedeutung wird künftig auch im Rahmen des nationalen ANK weiter im Fokus stehen (BMUV 2022). Im Rahmen des ANK soll eine Vielzahl an Maßnahmen (degradierte) Ökosysteme bzw. Biotope stärken und auf diese Weise Klimaschutz mit Naturschutz verbinden. Allerdings sollten die sog. negativen Emissionen, die ggfs. durch die Bindung von Treibhausgasen in Blue-Carbon-Ökosystemen bzw. -Biotopen entstehen, keinesfalls dazu dienen, dringend nötige Schritte zur Einsparung nationaler CO₂-Emissionen aufzuschieben (Röschel et al. 2021; Borchers et al. 2022; Mengis et al. 2022).

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Förderung

Das Projekt DEFINE I (Literaturstudie, 2021 – 2022, FKZ: 3521 83 1000) wurde, das Projekt DEFINE II (2022 − 2025, FKZ: 3522 83 0300) wird vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesumweltministeriums (BMUV) gefördert.