Projektverbund „Bayerische Landschaften im Klimawandel - BLIKII“

BLIK II ist eine Maßnahme des Bayerischen Klimaschutzprogramms. Durch nachhaltige Grünlandbewirtschaftung wird Kohlenstoffdioxid im Boden gespeichert und Humus aufgebaut, das ist aktiver Klimaschutz. Für Managementstra-tegien zur Steigerung der CO2-Bindung in Grünlandböden ist weitere Forschung notwendig.
Die Bodensubstanz ist gegenüber dem Klimawandel sehr sensibel. Für deren Schutz brauchen wir mehr Informationen über die Entwicklung der Humusmenge und dessen Qualität. Welche Stickstoffchselwirkung gibt es zu anderen Ökosystemen, wie z. B. aquatischen Systemen? Wie wirken Kohlenstoff-, - und Phosphorflüsse zusammen? Die Ergebnisse aus dieser Forschung sind für die Abschätzung der Kohlenstoffspeicherung von Böden sehr wichtig. Für die Klimapolitik der Bayerischen Staatsregierung sind noch mehr Informationen aus der Forschung erforderlich, damit der Humusaufbau weiter vorangetrieben werden kann.

Ziel des Projekts

Im Rahmen von BLIK II soll die Speicherfähigkeit von Grünlandböden für Kohlenstoff wissenschaftlich untersucht werden. Dazu werden vergleichende Messungen an 2 Standorten sowie an zwei ausgewählten Bächen im Bayerischen Wald durchgeführt. Die Ergebnisse des Projekts sollen dabei helfen, zu klären, wie die C-Speicherung von Grünlandböden bei möglichst nachhaltiger Bewirtschaftung einen signifikanten Beitrag zur Minderung von Treibhausgasen leis-ten kann.

Mitglieder des Projekts

• Professor Dr. Jörg Völkel, Professur für Geomorphologie und Bodenkunde, TUM, Projektleitung
• Professor Dr. Ingrid Kögel-Knabner, Lehrstuhl für Bodenkunde, TUM
• Prof. Dr. Jürgen Geist, Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie, TUM
• Prof. Dr. Michael Schloter, Professur für Umweltmikrobiologie, TUM
• PD Dr. Michael Dannenmann, Stabile Isotopen Biogeochemie, KIT-Campus Alpin

Teilprojekte

Das Projekt (Laufzeit: 01.10.2021 – 31.12.2025) besteht aus 5 Teilprojekten:

Hochauflösende Modellierung von Stoffkreislauf und Dimension der Stoffspeicher im oberflächennahen Untergrund (Prof. Völkel, TUM)

Das im Verbundprojekt „Bayerische Landschaften im Klimawandel I“ (2015 – 2017) entwickelte Untergrundmodell wird im neuen Vorhaben als Werkzeug zur räumlichen Darstellung des beispielhaften Untersuchungsgebiets und des Geoarchivs eingesetzt. Es ermöglicht die Beurteilung, wie Landnutzung in Zeiten des Klimawandels die Bindung von Kohlenstoff und die Verfügbarkeit sowie den Transport von weiteren eutrophierenden und klimarelevanten Nährstoffen beeinflusst.

Erfassung und Analyse von Sedimentkernen (Prof. Kögel-Knabner, TUM)

Bodenproben werden physikalisch nach Korngröße und Dichte fraktioniert und deren Anteile an stabilem und labilem Kohlenstoff quantitativ bestimmt. N- und P-Komponenten werden auch in den Feinanteilen der Sedimentkern-schichten gemessen. Aus den Ergebnissen werden Handlungsanweisungen für die Bewirtschaftung und das Bodenmanagement von Grünlandböden im Sinne des Klimaschutzes und der Klimaanpassung entwickelt.

Auswirkungen der unterschiedlichen Landnutzungsformen im Grünland auf die physikochemische Habitatqualität sowie die Biodiversität im Fließgewässer (Prof. Geist, TUM)

Es werden Veränderung der Nahrungsnetze anhand funktionaler Schlüsselar-ten wie Aufwuchsalgen und Makroinvertebraten untersucht. Die Forschung zur Sedimentdynamik soll Informationen über die Qualität des Lebensraums im Gewässer zu verschiedenen Zeitpunkten und in Abhängigkeit der Landnutzungsintensität im Einzugsgebiet liefern. Dabei kommen chemisch-analytische, sedimentologische und mikroskopische Methoden zum Einsatz. Die Ergebnisse sollen Aufschluss über die Auswirkungen der Landnutzung auf die physikoche-mische Struktur eines Fließgewässers geben und Aussagen zum Prozessver-ständnis ermöglichen. Insbesondere stellen sich die Fragen: Wann treten Fol-gen der Landnutzung im Gewässer und im Sediment auf? Welche Rolle spielt die Speicherfähigkeit der Sedimente und des Interstitialraums? Wie wirken sich die Einflüsse aus terrestrischen Systemen auf aquatische Lebensgemeinschaften aus?

Auswirkungen der Landnutzung auf das Mikrobiom in Grünlandböden (Prof. Schloter, TUM)

Wie werden Mikroorganismen in Ökosystemen, die an landwirtschaftlich ge-nutzte Flächen angrenzen durch die jeweilige landwirtschaftliche Nutzung be-einflusst? Es wird untersucht, ob sich Mikroorganismenpopulationen, die an der Umsetzung von Nährstoffen wie C, N oder P beteiligt sind, durch die Landnutzung in Ihrer Abundanz, Diversität und Aktivität ändern und welche Auswir-kungen für die jeweiligen Nährstoffflüsse abgeleitet werden können. Dazu wer-den Struktur und Funktion von Mikrobiomen mittels molekularer Methoden entlang der definierten Nutzungs-Gradienten erfasst und deren Speicherfähigkeit für C-, N- und P-Verbindungen bestimmt. Es soll der Einfluss von Grünlandnutzung und Klimawandel auf die terrestrischen und aquatischen mikrobi-ologischen Lebensgemeinschaften, die für den Umsatz von C-, N- und P-Verbindungen maßgeblich sind, untersucht werden.

Auswirkung von Grünland-Bewirtschaftung auf biogeochemische Stoffflüsse (PD Dannenmann, KIT)

Welche Grünland-Bewirtschaftung ermöglicht gute Erträge und Bodenhumusaufbau und ist gleichzeitig für benachbarte terrestrische Ökosysteme und Gewässer weniger umweltschädlich? Dazu werden die Mechanismen der Nähr-stoff-Verlagerung aus Grünland-Systemen in Böden von Flussauen und weiter in Gewässer untersucht. Es werden moderne bodennahe Gülle-Ausbringungstechniken getestet und dabei die pflanzliche Stickstoff (N)- Nut-zungseffizienz, umweltrelevante N-Verluste, sowie die Neubildung von Bodenhumus und darin gespeichertem N und Kohlenstoff (C) untersucht. Mit stabilen N-Isotopen markierte Gülle ermöglicht die Erstellung kompletter Dünger-N-Bilanzen. In Zusammenarbeit mit Fachleuten aus den Bereichen Landwirtschaft und Wasserwirtschaft sollen Handlungsempfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis abgeleitet werden, die Ertrag und Futterwert, Umweltauswirkungen und Klimaschutz berücksichtigen

Fördersumme

1,7 Millionen Euro