Österreichs Waldböden wirken dem Klimawandel entgegen, indem sie netto gesehen mehr Treibhausgase aufnehmen als sie abgeben. Wie extreme Wetterereignisse, wie etwa lange Dürreperioden und darauffolgender Starkregen, jedoch ihre Eigenschaften verändern, damit beschäftigen sich Wissenschafter der Universität für Bodenkultur Wien, des Austrian Institute of Technology (AIT), des Bundesforschungszentrums für Wald (BFW) sowie des Umweltbundesamts in dem Projekt Exafor. Mit neuen, technisch aufwändigen Feldmessungen wird untersucht wie sich diese Bodenveränderungen auf den Austausch von Treibhausgasen zwischen Atmosphäre und Waldböden auswirken.

„Wir spüren, dass es trockener und heißer wird, und so spüren es Mikroorganismen in den Böden auch“, erklärt Eugenio Diaz–Pines vom Institut für Bodenforschung der Boku Wien. „Zwischen Waldböden und Atmosphäre besteht ein reger Austausch von Kohlenstoffdioxid , Methan und Distickstoffoxid . Durch den Klimawandel verändert sich der Boden – etwa die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften, die Nährstoff- oder Wasserverfügbarkeit. Das beeinflusst seine Fähigkeit, Treibhausgase aufzunehmen und abzugeben“, erklärt der Experte.

Laut Diaz-Pines stellen Böden derzeit die einzig bekannte biologische Methansenke dar. Erste Ergebnisse von Exafor zufolge, nehmen Mikroorganismen bei Trockenheit mehr Methan auf. Darüber hinaus hält dieser Effekt länger an als jener nach der Wiederbefeuchtung. Zudem sei die Dimension des CO2-Kreislaufs zwischen Böden und Atmosphäre zehn Mal größer als der Ausstoß durch fossile Brennstoffe, argumentiert Diaz-Pines. „Kommt es nach einer langen Dürreperiode zu einem Starkregenereignis, kann es aber zu einer stark erhöhten Produktion von Treibhausgasen kommen, die oft die Jahresbilanz an gasförmigen Kohlenstoff und Stickstoffverlusten massiv nach oben treibt“, erklärt Barbara Kitzler vom BFW. Diese zentrale Rolle von Waldböden im Wettrennen mit dem Klimawandel unterstreiche die Bedeutung des Projekts Exafor.

An drei verschiedenen Standorten simulieren Forscher extreme Wetterereignisse. Dabei folgen auf acht Wochen manipulierter Dürre wenige Stunden mit Starkregen. Die Regenmenge entspricht in dieser Zeit der Niederschlagsmenge mehrerer Wochen. Zusätzlich werden die wiederholten Bodenaustrocknungs-Beregnungs-Zyklen mit erhöhten Mengen von Stickstoff (via Düngung) gekoppelt. Ein automatisiertes System misst die Produktion und Aufnahme von Treibhausgasen des Bodens, während Forscher im Labor N2O-Produktionspfade, sowie mikrobielle Gemeinschaften des Bodens analysieren.

„Insgesamt erwarten wir, dass unsere Ergebnisse als Voraussetzung für bessere und fundiertere Vorhersagen über die Auswirkungen von Klimawandel und Extremwetterereignissen auf Waldökosysteme und Ökosystemdienstleistungen herangezogen werden können“, so Diaz-Pines.