Mögliche Überschätzung der Kohlendioxidemissionen von Ackerflächen auf organischen Böden in kühl-temperaten und borealen Regionen — eine Fallstudie aus Norwegen

Warum nördliche Ackerböden fürs Klima wichtig sind

In den kühl‑temperaten und borealen Regionen der Erde liegen viele landwirtschaftlich genutzte Flächen auf tiefen Torfschichten, einem dunklen, schwammigen Boden, der reich an altem Pflanzenmaterial ist. Werden diese Moore zur Kultivierung entwässert, können sie große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzen. Regierungen stützen sich derzeit auf einfache, globale Faustregeln zur Abschätzung dieser Emissionen; diese fließen in nationale Klimaberichte ein und beeinflussen Entscheidungen darüber, welche Klimamaßnahmen lohnend sind. Die vorliegende Studie fragt, ob diese Regeln ein zutreffendes Bild für Norwegen liefern und welche Folgen das für die Klimaplanung hat.

Torfböden, Entwässerung und steigende Gase

Torfböden speichern enorme Mengen Kohlenstoff, weil wassergetränkte, sauerstoffarme Bedingungen den Abbau toten Pflanzenmaterials verlangsamen. Dennoch wurden viele Moore in Europa über Jahrhunderte mit Gräben und Rohren entwässert, um Ackerland zu gewinnen. Eine Absenkung des Grundwasserspiegels setzt den Torf der Luft aus, beschleunigt die Zersetzung und treibt einen konstanten Fluss von Kohlendioxid vom Boden in die Atmosphäre. In Norwegen gibt es rund 67.000 Hektar solche kultivierten Torfböden — ein kleiner Anteil der Landesfläche, aber die größte einzelne Emissionsquelle im Landnutzungssektor. Offizielle Statistiken schätzen diese Emissionen mithilfe der „Tier‑1“ Emissionsfaktoren des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC), die für alle Ackerflächen auf organischen Böden innerhalb einer weiten Klimazone einen einheitlichen durchschnittlichen Emissionssatz annehmen.

Eine einfache Regel mit einem detaillierten Modell testen

Da direkte, langfristige Gas‑Messungen selten sind, nutzten die Forschenden ein prozessorientiertes Ökosystemmodell namens CoupModel. Sie kalibrierten das Modell mit Felddaten aus zwei norwegischen Torfbetrieben: Farstad an der feuchten, milden Atlantikküste und Pasvik im deutlich kälteren, trockeneren Norden. An beiden Standorten erfassten Instrumente den Kohlenstoffdioxid­austausch zwischen Land und Luft, die Grundwasserstandstiefe, Bodenfeuchte, Temperatur und die Ernten von Grasaufwüchsen. Das angepasste Modell reproduzierte die grundlegenden Muster der CO2‑Flüsse recht gut, einschließlich der Zeiträume, in denen Felder Nettoquellen oder -senken waren, und der Unterschiede unter verschiedenen Entwässerungsbedingungen.

Was auf Norwegens Torfbetrieben passiert

Mit dem kalibrierten Modell simulierte das Team die Kohlendioxidemissionen für 50 repräsentative kultivierte Torfstandorte in Norwegen für den Zeitraum 2001 bis 2022. Diese Standorte decken den Großteil des Temperatur‑ und Niederschlagsbereichs des Landes ab. Die Simulationen lieferten eine klare Botschaft: Die Grundwasserstandtiefe ist die wichtigste Steuergröße für die Emissionen. Stark entwässerte Standorte mit dem Grundwasser weit unter der Oberfläche setzten am meisten Kohlenstoff frei, während ein Anheben des Wasserstandes die Nettoemissionen deutlich verringerte und wärmere Standorte sogar zu Netto‑Kohlenstoffsenken machen konnte. Das Modell zeigte außerdem, dass kühlere Regionen auch bei höheren Grundwasserständen Kohlenstoffquellen bleiben, weil kürzere Vegetationsperioden die Pflanzenaufnahme einschränken.

Überschätzen die aktuellen Abrechnungsregeln?

Zum Vergleich mit der IPCC‑Tier‑1‑Regel wandten die Forschenden ihre Ergebnisse auf die Netto‑Ökosystem‑Kohlenstoffbilanz an, indem sie den Netto‑CO2‑Austausch mit dem in geernteten Pflanzen entfernten Kohlenstoff kombinierten. Für Standorte mit sehr tiefer Entwässerung, bei denen der mittlere Grundwasserstand etwa 0,7 Meter oder tiefer unter der Oberfläche lag, stimmten die modellierten Kohlenstoffverluste gut mit dem Tier‑1‑Emissionsfaktor überein. Für viele Standorte, bei denen der Grundwasserstand jedoch zwischen etwa 0,7 und 0,3 Metern unter der Oberfläche lag, lag der Tier‑1‑Wert 31 bis 88 Prozent über den Modellschätzungen. Felddaten vom Standort Pasvik, wo Parzellen innerhalb desselben Feldes unterschiedliche Entwässerungsgrade aufwiesen, stützten dieses Muster. Vereinfacht gesagt nimmt der Standard‑Faktor offenbar Emissionen an, die für die trockensten Flächen typisch sind, und wendet diesen Wert dann auch auf deutlich feuchtere Flächen an.

Welche Bedeutung hat das für Klimaschutzentscheidungen?

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die derzeitige Anwendung des Tier‑1‑Ansatzes in Norwegen wahrscheinlich die Kohlendioxidemissionen vieler kultivierter Torfböden in den kühl‑temperaten und borealen Regionen überschätzt. Das überhöht den scheinbaren Klimaeffekt bestimmter Minderungsmaßnahmen und verdeckt wichtige Unterschiede zwischen Regionen, Betriebsformen und Wasserständen. Die Autorinnen und Autoren plädieren dafür, dass Länder in mehr Feldmonitoring investieren und wo möglich detailliertere Tier‑2‑ oder Tier‑3‑Methoden anwenden sollten, wobei Emissionsfaktoren an lokales Klima, Kulturarten und Entwässerungsbedingungen angepasst werden. So erhielten Entscheidungsträger ein klareres Bild davon, wo das Anheben des Grundwasserspiegels oder eine Änderung der Landnutzung tatsächlich Treibhausgasemissionen aus Torfböden vermindern kann und wo Erwartungen zurückgeschraubt werden sollten.

Zitation: Zhao, J., Takriti, M., Jansson, PE. et al. Potential overestimation of carbon dioxide emissions from croplands on organic soils in cool temperate and boreal regions based on a case study from Norway. Commun Earth Environ 7, 461 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03464-5

Schlüsselwörter: Torfböden, Kohlendioxid, Treibhausgase, Grundwasserspiegel, Landwirtschaft in Norwegen