If we want to understand how to pull greenhouse gases out of the atmosphere, we must inevitably turn our attention to the carbon sinks of the biosphere.
Carbon sinks are also referred to in geoscience as natural CO2 reservoirs. These are part of a natural carbon cycle of release and uptake of carbon dioxide and have influenced the Earth's climate since time immemorial. Within the carbon cycle, a distinction is made between carbon sinks and carbon sources. Humans use the sources in the form of fossil fuels such as oil, natural gas or coal. These have been, and unfortunately still are, the engine of human industrial advancement. Sinks, on the other hand, are seen as having significant potential in the fight against global warming and mitigation of climate change. If their natural balance is disturbed because of man-made climate change, their systems tip into disequilibrium and ecosystems are irretrievably lost.
A look at a selection of carbon sinks:
Forests
Terrestrial ecosystems, or land ecosystems, play an important role in the fight against climate change. 30% of man-made CO2 emissions can be absorbed by them. Vegetation plays a key role here through its photosynthetic capacity: forests absorb carbon dioxide directly from the air for their growth and store carbon in biomass, dead wood and mineral soil.
There are diverse research results on the carbon sequestration of trees, but in fact general statements are often not possible due to the structures and characteristics of forests that have to be differentiated. How much CO2 a tree can absorb within its lifetime depends on many factors, e.g. the tree species, the age of the tree, its wood density, leaf mass, root mass and also its growth rate. But above all, site factors also limit its ability to sequester CO2 from the air or soil: These include, for example, soil quality, climate, water supply and human impact quite directly.
For this reason, we have calculated an average value of 500 kg of CO2 that a tree stores during its lifetime, based on information from the United Nation Framework for Climate Change Convention (UNFCCC) and more than 70 studies we have evaluated ourselves.
Peatlands
In addition to marshes, floodplains, and wet meadows, bogs also fall into the category of wetlands. Although peatlands make up only about 3% of land surfaces, they are still significant carbon sinks. Globally, peatlands store 400-500 gigatons of carbon. This in turn is 26-44% of the total carbon sequestered in soil. Peatlands are referred to as the "kidneys of the landscape" because, in addition to absorbing CO2, they also filter groundwater, act like sponges, and thus form an important part of flood protection. Peatlands have been growing continuously since the last ice age 12,000 years ago.
The carbon is in the peat: Peatlands are unique ecosystems for countless species. The formation of peat plays a key role here: when plants die, they do not decompose completely due to the wet conditions. As a result, peat develops, which stores carbon. Peat cutting by human hands therefore has dramatic consequences: peatlands are drained and the peat stolen, the natural stores are destroyed and the climate-damaging CO2 is released into the atmosphere along with other greenhouse gases. Today, only about 5% of the peatlands found in Germany are still in a natural state.
If we do not protect the moors, they will develop from a carbon sink to a source in the worst case. Global warming causes bacteria and microorganisms to increase the mineralization of organic materials in the bog soil. Whether the greenhouse gases released by this process are then released into the atmosphere depends on the level of the water table.
The most effective way to protect peatlands is to declare them designated nature reserves. The mostly very costly renaturation processes aim at the rewetting of drained areas. To date, Naturefund has already been able to purchase approximately 120,00 m2 of peatland and secure it permanently for nature. But the protection of further areas is urgently needed.
Grasslands
Grasslands are oases of biological biodiversity. About 40% of the world's land area is grasslands - more area than forests occupy at 30%. However, grasslands are often ignored in climate change issues and their condition is considered critical because three-quarters of them are used for agriculture and, as a result, must be classified as "degraded." In specific parts of the world, the level of land degradation is as high as 60% (Brazil) and as high as 90% in Europe. Excessive use of fertilizers, overgrazing, soil erosion and cleared monoculture steppes pollute groundwater and lead to biodiversity depletion.
Underestimated sinks: Carbon sequestration in grasslands and also agricultural land refers to both above-ground and below-ground biomass. Soils have a separate role to play here. Above-ground plants release sequestered CO2 after death or harvest, while soil is the more constant sink. The first soil condition survey in 2018 were able to show that about 2.5 billion tons of organic carbon is stored in the first meters of our native fields. By comparison, natural grassland stores on average even twice as much carbon as arable soils.
The humus content is significant for the absorption of CO2 in soils. The build-up of 0.1 percent humus per hectare corresponds to a binding of three to six tons of CO2, depending on the soil type. On average, a full 8% of humus is found in grassland areas, and thus these areas bind more carbon than the soil under forests. So far, far too little attention has been paid to maintaining the health of our native soils.
Nature conservation projects are explicitly called upon to promote the humus content of soils. However, so far there is no concrete recommendation to support these also by so-called "humus certificates", or CO2 -emission certificates. More than 30 organizations and individuals from environmental and climate protection have decided in an open position paper 2021 against this instrument for compensation purposes. The strongest reason is the non-permanence of carbon sequestration. The humus content in the soil has too strong a natural and human-induced dynamic for such certification. Thus, a certification as a long-term climate benefit is not possible so far under the current consensus on research statuses.
Terrestrische Ökosysteme, oder Land-Ökosysteme, spielen im Kampf gegen den Klimawandel eine wichtige Rolle. 30 % der menschengemachten CO2-Emissionen können durch sie aufgenommen werden. Der Vegetation kommt hier durch ihre Fotosyntheseleistung eine Schlüsselrolle zu: Wälder nehmen für ihren Wachstum Kohlenstoffdioxid direkt aus der Luft auf und speichern Kohlenstoff in der Biomasse, im Totholz und im Mineralboden.
Es gibt vielfältige Forschungsergebnisse zur Kohlenstoffbindung von Bäumen, doch tatsächlich sind allgemeine Aussagen aufgrund der zu differenzierenden Strukturen und Eigenschaften von Wäldern oft nicht möglich. Wie viel CO2 ein Baum innerhalb seiner Lebenszeit aufnehmen kann, ist von vielen Faktoren abhängig, z. B. von der Baumart, dem Alter des Baumes, dessen Holzdichte, Blattmasse, Wurzelmasse und auch seiner Zuwachsrate. Aber vor allem auch Standortfaktoren haben einen Einfluss auf seine Leistungsfähigkeit, CO2 aus der Luft oder dem Boden zu binden: Dazu gehören etwa die Bodenqualität, das Klima, die Wasserversorgung und das Einwirken durch den Menschen ganz direkt.
Naturefund hat auf Basis der Angaben des United Nation Framework for Climate Change Convention (UNFCCC) und mehr als 70 eigens ausgewerteten Studien einen Durchschnittswert von 500 kg CO2 berechnet, die ein Baum während seiner Lebensdauer speichert.
Neben Sümpfen, Auen und Feuchtwiesen gehören auch Moore zur Kategorie der Feuchtgebiete. Obwohl Moore nur ca. 3 % der Landoberflächen ausmachen, sind diese dennoch bedeutsame Kohlenstoffsenken. Weltweit speichern Moore 400–500 Gigatonnen Kohlenstoff. Dies wiederum sind 26–44 % des insgesamt im Boden gebundenen Kohlenstoffs. Moore werden als „Nieren der Landschaft“ bezeichnet, da sie neben der Aufnahme von CO2 zudem noch Grundwasser filtern, wie Schwämme fungieren und so einen wichtigen Teil des Hochwasserschutzes bilden. Moore wachsen kontinuierlich und das bereits seit der letzten Eiszeit vor 12.000 Jahren.
Der Kohlenstoff sitzt im Torf: Moore sind einzigartige Ökosysteme für unzählig viele Arten. Der Bildung von Torf kommt hier eine Schlüsselrolle zu: Wenn Pflanzen absterben, zersetzen diese sich aufgrund der nassen Bedingungen nicht vollständig. Als Ergebnis entwickelt sich Torf, welcher Kohlenstoff speichert. Dramatische Folgen hat daher der Torfabbau durch menschliche Hand: Moore werden trockengelegt und das Torf entwendet, die natürlichen Speicher zerstört und das klimaschädliche CO2 gelangt neben anderen Treibhausgasen in die Atmosphäre. Heute befinden sich nur noch ca. 5 % der in Deutschland vorkommenden Moore in einem natürlichen Zustand.
Wenn wir die Moore nicht schützen, entwickeln diese sich im schlimmsten Falle von einer Kohlenstoffsenke hin zu einer Quelle. Die Erderwärmung bedingt durch Bakterien und Mikroorganismen eine verstärkte Mineralisierung von organischen Materialien des Moorbodens. Ob die dadurch freigesetzten Treibhausgase dann in die Atmosphäre gelangen, hängt von der Höhe des Wasserspiegels ab.
Die effektivste Form Moore zu schützen, ist diese zu ausgewiesene Naturschutzzonen zu erklären. Die meist sehr aufwendigen Renaturierung-Prozesse zielen auf Wiedervernässung von trockengelegten Flächen. Bis heute konnte Naturefund bereits ca. 250.000 m2 Moor kaufen und dauerhaft für die Natur sichern. Aber der Schutz weiterer Flächen ist dringend notwendig.
Graslandschaften sind Oasen biologischer Artenvielfalt. Etwa 40 % der weltweiten Landfläche sind Grasländer – Mehr Fläche als Wälder mit 30 % einnehmen. Doch Graslandschaften werden in Klimaschutzfragen oft ignoriert. Ihr Zustand wird derzeit als kritisch eingeschätzt, denn diese werden zu Dreivierteln landwirtschaftlich genutzt und werden als Folge dessen als „degradiert“ eingestuft. In speziellen Teilen der Erde liegt der Grad an Landverödung bei 60 % (Brasilien) und in Europa sogar bei 90 %. Übermäßiger Einsatz von Düngemitteln, Überweidung, Bodenerosion und ausgeräumte Monokultur-Steppen belasten das Grundwasser und führen zur Verarmung biologischer Vielfalt.
Die Kohlenstoffbindung in Graslandschaften und auch landwirtschaftlich genutzten Flächen bezieht sich sowohl auf die überirdische als auch unterirdische Biomasse. Den Böden kommt hier eine gesonderte Rolle zu. Überirdische Pflanzen geben das gebundene CO2 nach Absterben oder Ernte frei, während der Boden die konstantere Kohlenstoffsenke ist. Die erste Bodenzustandserhebung 2018 konnten aufzeigen, dass ca. 2,5 Milliarden Tonnen organischer Kohlenstoff in den ersten Metern unserer heimischen Äcker gespeichert ist. Zum Vergleich: Naturbelassenes Grünland speichert im Schnitt sogar doppelt so viel Kohlenstoff wie Ackerböden.
Der Humusanteil ist bedeutsam zur Aufnahme von CO2 in den Böden. Der Aufbau von 0,1 Prozent Humus pro Hektar entspricht etwa einer Bindung von drei bis sechs Tonnen CO2, abhängig von der Bodenart. Durchschnittlich befinden sich ganze 8 % Humus in Grünlandflächen und damit binden diese Flächen mehr Kohlenstoff als die Erde unter Wäldern. Der Gesunderhaltung unserer heimischen Böden kommt also bisher viel zu wenig Aufmerksamkeit zu.
Naturschutzprojekte sind ausdrücklich aufgerufen, den Humusgehalt der Böden zu fördern. Jedoch gibt es bisher keine konkrete Empfehlung diese auch durch sogenannte "Humuszertifikate", oder CO2 -Emissionszertifikate, zu unterstützen. Über 30 Organisationen und Personen aus Umwelt- und Klimaschutz haben sich in einem offenen Positionspapier 2021 gegen dieses Instrument zu Kompensationszwecken entschieden. Der stärkste Grund ist die nicht gegebene Permanenz der Bindung des Kohlenstoffs. Der Humusanteil im Boden weist für eine solche Zertifizierung eine zu starke natürliche und durch den Menschen bedingte Dynamik auf. Eine Zertifizierung als langfristiger Klimanutzen ist unter dem momentanen Konsens zu Forschungsständen also bisher nicht möglich.
Wenn Sie Kohlenstoffsenken schützen möchten, dann suchen Sie sich ein für Sie geeignetes Projekt heraus und schützen damit die Natur.
