Etablierung von Torfmoosen und Begleitvegetation bei Torfmooskultivierung auf geringmächtigem Schwarztorf

verfasst von

Amanda Grobe

betreut von

Michael Rode

Abstract

Angesichts des Rückgangs von Moorlebensräumen, des Klimawandels und der damit verbundenen Notwendigkeit Treibhausgasemissionen zu reduzieren, ist es unabdingbar entwässerte Moorflächen wiederzuvernässen. Werden landwirtschaftlich genutzte Moorflächen wiedervernässt, ist eine herkömmliche, entwässerungsbasierte Nutzung der Flächen nicht mehr möglich. Eine Lösung hierfür bietet die sogenannte Paludikultur, die als nachhaltige, produktive Nutzung von Mooren unter nassen und damit torfschonenden Bedingungen definiert ist. Auf nährstoffarmen Hochmoorböden können Torfmoose (Sphagnum spec.) angebaut werden, deren Biomasse als nachwachsender Torfersatz für die Substratproduktion oder als Spendermaterial für die Renaturierung von Moorflächen verwendet werden kann. Wenn sich auf Torfmooskultivierungsflächen (TKF) weitere Pflanzenarten neben den Torfmoosen ansiedeln, könnten die Flächen zusätzlich Ersatzlebensraum für seltene und gefährdete Moorarten bieten. Bisherige Pilotprojekte zur Torfmooskultivierung wurden auf mächtigeren, schwach zersetzten Resttorfschichten und damit förderlichen Bedingungen für eine Wiedervernässung umgesetzt. Nach dem Torfabbau oder langjähriger landwirtschaftlicher Nutzung verbleiben jedoch häufig nur stark zersetzte, geringmächtige Schwarztorfschichten. Diese stellen aufgrund ihrer geringen Porosität und hydraulischen Leitfähigkeit eine Herausforderung für die Aufrechterhaltung von oberflächennahen Wasserständen dar, die für optimales Torfmooswachstum und damit erfolgreiche Torfmooskultivierung erforderlich sind. Ziel dieser Dissertation ist es zu evaluieren, ob die Etablierung von TKF auf wiedervernässten Torfabbauflächen mit geringmächtigem, stark zersetztem Schwarztorf möglich ist und ob TKF als Ersatzlebensraum für moortypische und gefährdete Pflanzenarten geeignet sind. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen für die Anlage von TKF, die Verbesserung ihrer Eignung als Ersatzlebensraum und die Etablierung von Torfmoosen durch Einbringung von Torfmoosbiomasse auf geringmächtigem, stark zersetztem Schwarztorf abgeleitet. Die Untersuchungen erfolgten auf zwei TKF mit geringmächtigem, stark zersetztem Schwarztorf im Landkreis Emsland (Niedersachsen). Eine Fläche war zum Zeitpunkt der Anlage bereits sieben Jahre wiedervernässt, während die zweite Fläche erst mit der Anlage der TKF wiedervernässt wurde. Die TKF wurden zu drei verschiedenen Zeitpunkten von Oktober 2015 bis Oktober 2016 mit Biomasse von zwei Torfmoosarten (Sphagnum papillosum, S. palustre) aus insgesamt vier naturnahen Spenderflächen beimpft. Die Biomasse wurde mit unterschiedlichen Ausbringungsdichten in separaten Bereichen manuell auf Torfflächen ausgestreut, die zuvor mit Bewässerungsgräben ausgestattet wurden. Die Torfmoose wurden zu ihrem Schutz in der Initialphase mit zwei unterschiedlichen Abdeckungen versehen (Stroh, Geotextil). Die Erfassung der Daten erfolgte von März 2017 bis Oktober 2018. Auf den TKF wurde die Etablierung der Torfmoose und der Begleitvegetation erfasst. Der Einfluss von abiotischen Faktoren (z.B. Torfmächtigkeit, Wasserstand) und Faktoren, die aus der Anlage der TKF resultieren (z.B. Grabenabstände, Schutzabdeckungen), wurde mit statistischen Analysen geprüft. Auch die Pflanzenartenzusammensetzung und die Vegetationsstruktur wurde auf den TKF erfasst sowie zusätzlich auf drei der naturnahen Spenderflächen (NSF) und drei wiedervernässten Torfabbauflächen ohne Einbringung von Torfmoosbiomasse (WVF). Diese dienten als Referenz für die Eignung der TKF als Ersatzlebensraum. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die beiden im Versuch getesteten Torfmoosarten (S. papillosum, S. palustre) auf geringmächtigem, stark zersetztem Schwarztorf erfolgreich etablieren können. Die hohe Produktivität, die bei Torfmooskultivierungsprojekten auf schwach zersetztem Weißtorf realisiert wurde, konnte jedoch nicht erreicht werden. Der Grund hierfür war vorrangig eine unzureichende Wasserversorgung auf beiden TKF. Diese ist auf das Austrocknen der Bewässerungspolder und niederschlagsarme Sommer zurückzuführen. Besonders bei den gegebenen schwierigen Torfeigenschaften ist eine ausreichende Wasserversorgung (ganzjährig stabiler, oberflächennaher Wasserstand) unabdingbar. Sie fördert das Torfmooswachstum und kann die Deckung von Gefäßpflanzen reduzieren. Überstau und höhere Nährstoffkonzentrationen sollten vermieden werden, weil sie die Torfmoose schädigen oder die Etablierung von nährstofftoleranten Arten fördern. Neben den Torfmoosen hat sich Begleitvegetation auf den TKF etabliert. Während die meisten Begleitpflanzenarten nur eine geringe Deckung aufwiesen, war Eriophorum angustifolium die dominierende Begleitpflanzenart. Die Deckung der Torfmoose und der Begleitvegetation war auf der TKF, die sieben Jahre vor der Anlage wiedervernässt wurde, signifikant höher als auf der Fläche, die zeitgleich mit der Anlage der TKF wiedervernässt wurde. Jedoch waren die Wasserstände auf der Fläche mit dem geringen Etablierungserfolg günstiger. Dieses Ergebnis und der deutliche Unterschied zwischen den Flächen zeigt, dass der Erfolg einer TKF durch ein komplexes Zusammenspiel von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Neben der Wasserverfügbarkeit waren die wichtigsten Faktoren, die die Torfmoosdeckung positiv beeinflussten, eine geringe Entfernung zu einem Bewässerungsgraben, eine höhere Deckung von Gefäßpflanzen, eine Schutzabdeckung mit Stroh und eine höhere Torfmächtigkeit. Gefäßpflanzen können die Verdunstung reduzieren und für ein geeignetes Mikroklima sorgen. Ebenso tragen eine wiedervernässte Umgebung und eine vorteilhafte Flächengeometrie zu einem günstigen Mikroklima und zu einer Reduzierung der Verdunstung bei. Um die Torfmoose in der Initialphase vor Verdunstung zu schützen, ist Stroh besser geeignet als Geotextil. Um in der Initialphase Ausfälle durch Wasserdefizite zu vermeiden, sollten bei der Anlage einer TKF zunächst die Bewässerungssysteme voll funktionsfähig eingerichtet werden, bevor die Torfmoose auf der Fläche ausgebracht werden. Der Abstand der Bewässerungsanlagen zueinander sollte in Abhängigkeit von der hydraulischen Leitfähigkeit des Torfes für eine günstige Verteilung des Bewässerungswassers ausgelegt werden. Mit zunehmendem Abstand und damit unzureichender Wasserversorgung hat auch die Deckung von Gefäßpflanzen zugenommen. Wenn auf einer TKF optimales Torfmooswachstum erreicht wird und homogene Flächen mit gleichmäßiger Wasserversorgung und durchgehendem Torfmoosrasen etabliert werden, ist mit einer geringeren Deckung von Gefäßpflanzen zu rechnen. Dadurch verringert sich der Aufwand für eine aktive Entfernung der Begleitvegetation z.B. durch Mahd, wenn diese zu einer Konkurrenz für die Torfmoose wird. Zudem ist mit einer geringeren Anzahl von Begleitarten (z.B. von trockenheitstoleranten Arten) im Vergleich zu TKF zu rechnen, auf denen die strukturelle Vielfalt aus einer ungleichmäßigen Etablierung der Torfmoose resultiert. Neben den Torfmoosen haben sich auch moortypische und gefährdete Pflanzenarten (z.B. Drosera rotundifolia, Kurzia pauciflora, Vaccinium oxycoccos) auf den TKF angesiedelt. Somit konnte durch die Anlage der TKF Ersatzlebensraum für diese Arten geschaffen werden. Viele der Arten wurden von den naturnahen Spenderflächen übertragen und es zeigte sich eine hohe Ähnlichkeit der Artenzusammensetzung der TKF mit der jeweiligen Spenderfläche. Die WVF ohne Einbringung von Torfmoosbiomasse waren im Vergleich zu TKF und NSF artenarm. Eine höhere Ausbringungsdichte des Spendermaterials führte zu einer besseren Replikation der Artenzusammensetzung und begrenzt die Einwanderung und damit den Konkurrenzdruck von anderen Arten aus der Umgebung. Das Besiedlungspotenzial aus der Umgebung hat die Deckung der Begleitvegetation, die Artenzusammensetzung und Vegetationsstruktur auf den TKF maßgeblich beeinflusst. Ob das Ziel der Kultivierung von Torfmoosen und die Bereitstellung von Ersatzlebensräumen für moortypische und gefährdete Pflanzen vereinbar sind, hängt wahrscheinlich auch von der Bewirtschaftung und der damit verbundenen Störung der Flächen ab (z.B. Ernte von Torfmoosbiomasse, Mahd von Gefäßpflanzen). Dabei lässt sich eine naturschutzfachliche Aufwertung durch Bereitstellung von Ersatzlebensraum auf TKF wahrscheinlich besser mit dem Anbau von artenreichem Spendermaterial für Renaturierungsmaßnahmen vereinbaren als mit der Produktion von reiner Torfmoosbiomasse für die Substratproduktion. Aktuell ist der Anbau von Torfmoosbiomasse auf Moorböden in Paludikultur noch keine wirtschaftliche Alternative zu konventioneller, entwässerungsbasierter Landwirtschaft. Angesichts der Bedeutung von Mooren für den Klimaschutz sollten die Torfmooskultivierung und andere Paludikulturen sowie die Wiedervernässung von Moorflächen weiter im Fokus von Forschungsprojekten stehen. Für die großflächige Umsetzung müssen die politischen Rahmenbedingungen in Verbindung mit der Förderung für nasse Bewirtschaftung von Moorböden entsprechend ausgerichtet sowie langfristig und verlässlich etabliert werden.

Organisationseinheit(en)

Naturschutz und Landschaftsökologie

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

82

Publikationsdatum

2023

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Ziele für nachhaltige Entwicklung

SDG 3 – Gute Gesundheit und Wohlergehen, SDG 7 – Erschwingliche und saubere Energie, SDG 10 – Weniger Ungleichheiten, SDG 13 – Klimaschutzmaßnahmen, SDG 15 – Lebensraum Land

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/15684 (Zugang: Offen)