Hochmoorrevitalisierung in Mitteleuropa (ReVersal)

Das Projekt ReVersal (Hochmoorrevitalisierung in Mitteleuropa) versucht, Methoden für die Revitalisierung von Hochmooren in Mitteleuropa unter Klimawandelbedingungen zu entwickeln. Gegenwärtig werden zu revitalisierende Hochmoore oft der natürlichen Sukzession überlassen, obwohl dies starke Methanfreisetzungen zur Folge haben kann und keine mittelfristigen Perspektive für die Entwicklung eines hochmoortypischen Wasserhaushalts bietet. Dies ist die Konsequenz der ungenügenden Kenntnis der physikochemischen und biologischen Prozesse, die die Entwicklung und die Revitalisierung von Hochmooren steuern und des Mangels an Daten wie der raum-zeitlichen Dynamik von Gasflüssen, der Biodiversität oder der Hydrologie. Die Degradation von Torf verändert das Wasserhaltevermögen und reduziert das Potential, Veränderungen der Wasserverfügbarkeit abzupuffern. Dies begrenzt die Fähigkeit zur Wiedervernässung und Wiederherstellung der Ökosystemfunktionen. Daher sind interdisziplinäre Ansätze zur Revitalisierung und langfristigen Erhaltung degradierter Hochmoore und derer Vegetation nötig, um Torfbildung zu fördern und hohe Methanfeisetzung nach der Wiedervernässung zu vermeiden. Das ReVersal Projekt strebt die Entwicklung eines raum-zeitlich expliziten Indikatorensystems für den Erfolg der Revitalisierung von entwässerten oder abgetorften Hochmooren an. Dies wird durch die Berücksichtigung der biologischen und biogeochemischen Bedingungen, der Treibhausgasflüsse und der Biodiversität unter unterschiedlichen Degradations- und Revitalisierungspfaden unter vergangenen, aktuellen und zukünftigen sozioökonomischen Bedingungen erreicht. Fußend auf diesen Pfaden, werden Unsicherheiten bei den Naturschutz- und Revitalisierungsvorhaben evaluiert und adaptive Managementstrategien entwickelt, die Konflikte zwischen den Revitalisierungszielen berücksichtigen. Diese Strategien können mit Hilfe von Fernerkundungsbasierten Modellen in den verschiedensten Landschaften angewandt werden. Diese Fragen werden in einem Konsortium von Forscher*innen aus Deutschland, Österreich, den Niederlanden und Polen untersucht. Das österreichische Teilprojekt konzentriert sich auf die Bestimmung von Lipidbiomarkern aus Torfen an allen Projektstandorten sowie auf die Entwicklung der adaptiven Managementstrategien für das gesamte Projekt durch die Einrichtung eines Decision Support Systems, das lokal kalibriert werden kann.

Wir erstellten Radiokohlenstoffchronologien für alle Untersuchungsgebiete und konnten so die Entwicklung von stark degradierten zu erfolgreich renaturierten Mooren nachvollziehen. Unser Multi-Proxy-Ansatz identifizierte eindeutige Indikatoren für den Renaturierungserfolg: z. B. eine Torfmoosbedeckung von über 95 % des Ausgangsniveaus, eine Bedeckung mit Sträuchern und Gefäßpflanzen von unter 105 % des Ausgangsniveaus, einen Grundwasserstand von 10 cm 5 cm, ein C/N-Verhältnis von über 42, einen Phosphorgehalt von unter 370 ppm und eine Rohdichte von unter 0,08 g cm. Paläoökologische Daten bestätigten, dass erfolgreiches Torfwachstum von drei Schlüsselfaktoren abhängt: Torfqualität, Vegetationstyp (bedingt durch die vorherige Landnutzung) und Wasserverfügbarkeit. Treibhausgasmessungen zeigten zudem kritische Schwellenwerte für die Renaturierung auf. Standorte mit oberflächennahem Grundwasser wiesen die höchsten Methanemissionen auf, insbesondere solche, die von Torfmoos und Seggen dominiert wurden. Unsere langfristig renaturierten Standorte in Polen und Österreich erreichten jedoch nahezu ursprüngliche CH-Flusswerte von ca. 350 kg ha Jahr, was beweist, dass eine erfolgreiche Renaturierung den natürlichen Kohlenstoffkreislauf wiederherstellen kann. Die Wiedervernässung reduzierte die Enzymaktivitäten und die Torfmineralisierung, wobei die CH- und CO-Dynamik von der Torfqualität und dem Nährstoffgehalt abhing. Unser Fernerkundungsansatz erfasste erfolgreich gegensätzliche hydrologische Trends: Vernässung in Nord-/Westeuropa versus Austrocknung in Mitteleuropa. Das entwickelte webbasierte Monitoring-Tool deckt nun alle europäischen Moore ab und bietet eine benutzerfreundliche Bedienung mit qualitätsgeprüften Daten und Trendanalysen für einzelne Pixel. Dieses Tool wurde an allen Renaturierungsstandorten von ReVersal und an ausgewählten Teststandorten in Deutschland validiert und kann von Anwendern einfach über die Google Earth Engine App genutzt werden. Eine fortschrittliche Vegetationsklassifizierung in Kombination mit Oberflächentopografie- und Feuchtigkeitsdaten kann zukünftig für eine robuste Hochrechnung von Treibhausgasbilanzen von lokalen auf regionale Maßstäbe verwendet werden. Diese Methodik wird wesentlich zur Senkung der Monitoringkosten im Vergleich zu herkömmlichen Felduntersuchungen beitragen.