Schützen und wiederherstellen: Natürliche Kohlenstoffaufnahme an den deutschen Küsten

19. Aug. 2024

Kohlendioxid (CO₂) stellt bei Weitem den größten Anteil an Treibhausgasen dar und ist damit der Hauptversucher des Klimawandels. Um das 1,5-Grad-Klima-Ziel zu erreichen, muss Deutschland bis 2045 klimaneutral werden, also seine Treibhausgasemissionen auf Nettonull reduzieren.

Dazu braucht es verschiedenste Ansätze. Wir haben in der Ampel viele Maßnahmen auf dem Weg zur klimaneutralen Transformation gebracht. Zuletzt wird häufig auch über die CO₂-Speicherung diskutiert, meistens in technischer Form (CCS: Carbon Capture and Storage).

Relativ unerforscht und unausgeschöpft bleiben aus meiner Sicht bisher natürliche Ansätze wie etwa durch Schutz, Wiederherstellung und Erweiterung vegetationsreicher Ökosysteme, die CO₂ in großen Mengen aufnehmen und langfristig als gebundenen Kohlenstoff speichern – und das mit vielen Vorteilen für Mensch, Natur und Umwelt.

Wir haben mit dem grün geführten Umweltministerium deshalb das Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz auf den Weg gebracht und großzügig mit Ressourcen hinterlegt. Denn Schutz und Wiederherstellung der Natur müssen einen höheren Stellenwert bekommen! Besonders großes, noch unausgeschöpftes Potential bergen in diesem Zusammenhang auch unsere Meere und Küsten. Denn gesunde marine und küstennahe Ökosysteme sind natürliche Speicherwerke des sogenannten „Blauen Kohlenstoffs“ (eng. Blue Carbon).

Ökosystemleistungen von vegetationsreichen Küstenökosystemen: Kohlenstoffsenken, Küstenschutz, Kinderstube für Biodiversität

Insbesondere vegetationsreiche Küstenökosysteme im Gezeiten- und Flachwasserbereich (bis 40 Meter Wassertiefe) wie etwa Salzmarschen, Seegraswiesen, Mangroven-, und Kelpwälder sind hochproduktive Kohlenstoffsenken. Sie machen zwar gerade einmal ca. 0,2% der globalen Meeresfläche aus, lagern aber einen signifikanten Teil des im Meer gelagerten Kohlenstoffs. Schätzungsweise nehmen sie derzeit 85 bis 250 Millionen Tonnen der weltweiten CO₂-Emissionen pro Jahr auf und lagern den darin enthaltenen Kohlenstoff langfristig für Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende. Da viele Prozesse und Wechselwirkungen innerhalb dieser Biotope noch nicht vollständig verstanden bzw. erforscht worden sind, lässt sich nach derzeitiger Forschung nicht genauer abschätzen, wie viel Kohlenstoff im Zuge der pflanzlichen Atmung remittiert oder von Meeresbewohnern über die Aufnahme von Pflanzmaterial in Energie und Kohlenstoffdioxid verstoffwechselt wird. Fest steht jedoch: Die oftmals luftdicht abgeschlossenen Kohlenstofflager im Küstensediment können viele Jahrhunderte oder gar Jahrtausende überstehen, solange die sie schützenden Küstenbiotope zumindest erhalten bleiben oder – noch besser – wachsen und gedeihen können.

Die Kohlenstoffspeicherung funktioniert kurz erklärt so: Im Zuge ihrer Fotosynthese nehmen küstennahe Ökosysteme CO₂ aus der Atmosphäre sowie aus dem Meerwasser auf, binden den darin enthaltenen Kohlenstoff und setzen Sauerstoff wiederum frei. Dadurch, dass die auf sandigem oder schlammigem Untergrund wachsenden Pflanzengemeinschaften in Mangrovenwäldern, Seegraswiesen und Salzmarschen allesamt Wurzeln bilden, stellt ihr Wurzelwerk einen lebendigen Kohlenstoffspeicher dar. Auch abgestorbene Pflanzenteile sind kleine Kohlenstofflagerstätten, die zu Boden sinken und im Küstensediment eingeschlossen werden. Da das Küstensediment sauerstoffarm und salzhaltig ist, ist es Mikroben nicht möglich, das organische Material zeitnah zu zersetzen.

Auf diese Weise lagern Mangrovenwälder, Seegraswiesen und Salzmarschen einen Großteil des gebundenen Kohlenstoffs im Meeresboden ein. Dabei sind die Küstenpflanzengemeinschaften um ein Vielfaches effizientere Kohlenstoffsenken als die Wälder an Land. So können sie je nach Standort schätzungsweise 5-30-mal mehr Kohlenstoff pro Fläche speichern als die tropischen Regenwälder. Als besonders effizient gelten die Seegraswiesen, die schätzungsweise 30-50-mal schneller Kohlenstoff speichern als der Wald.

Neben ihrer unschätzbaren Funktion als Kohlenstoffsenken bieten gesunde, vegetationsreiche Küstenökosysteme viele weitere Vorteile für Mensch, Tier und Natur: So sind die zahlreichen terrestrischen und marinen Tier- und Pflanzenarten sowohl Schutz als auch Nahrung. Schätzungsweise beheimatet eine 4000m²-Seegraswiese ca. 50 Millionen wirbellose Tiere wie Hummer, Muscheln und Garnelen, und rund 40.000 Fische, darunter auch den Nachwuchs beliebter Speisefische wie den Pazifischen Hering und den Atlantische Kabeljau. Außerdem produzieren Salzmarschen, Seegraswiesen, Mangroven- und Tangwälder viel Sauerstoff und filtern viele Krankheitserreger, Schweb-, Schmutz- und Schadstoffe aus dem Wasser.

Natürlicher Hochwasserschutz und das Problem schrumpfender Küstenökosysteme – auch in Deutschland

Gerade im Hinblick auf den Klimawandel kommt Küstenökosystemen auch eine andere wichtige Rolle zu: Sie schützen vor Hochwasser und Überschwemmung, da sie als Wellenbrecher sowohl Meeresströmungen als auch Sturmfluten ausbremsen und damit die Küsten vor Erosion schützen. Durch die Anhäufung von Sediment bieten sie zudem kontinuierlichen Schutz vor steigenden Meeresspiegeln.

Trotz oder gerade wegen ihrer vielfältigen Ökosystemleistungen wurden viele Küstenökosysteme durch menschliche Eingriffe und Aktivitäten in den letzten Jahrhunderten zerstört. Allein in den letzten 100-50 Jahren sind ca. 29% aller Seegraswiesen, bis zu 50% aller Salzmarschen, bis zu 50% der Mangrovenwälder sowie bis zu 60% der Tangwälder weltweit verschwunden. Insbesondere auch der menschengemachte Klimawandel setzt diesen Ökosystemen zu. So gehen ganze Gezeitenbereiche durch dauerhafte Überflutungen infolge des steigenden Meeresspiegels als Lebensraum verloren. Das Überleben unter Wasser ist für viele Organismen u.a. wegen Meeresversauerung und Sauerstoffarmut immer schwieriger. Extreme Wetterereignisse wie schwere Stürme oder Hitzewellen richten ihrerseits immer häufiger katastrophale Schäden an: Seegräser werden aus dem Boden gerissen, Mangroven entwurzelt, ganze Salzmarschen und Kelpwälder werden weggespült. Auch direkte menschliche Aktivitäten und Eingriffe wie etwa Grundnetzfischerei, Land- und Aquakulturwirtschaft, Überfischung, Meeresverschmutzung, Küstenbebauung sowie Staudamm- und Staustufeneinrichtungen wirken sich negativ auf die Fähigkeit und Kapazität dieser Ökosysteme aus, die Folgen des Klimawandels abzufedern.

An den deutschen Küsten sind viele Salzwiesen für landwirtschaftliche Zwecke umgestaltet und entwässert worden, sodass sie einen Großteil ihrer Kohlenstoffspeicherkapazität verloren haben. Allein an der Ostseeküste wurden im vergangenen Jahrhundert 95% der Salzwiesen eingedeicht. Viele dieser entwässerten Gebiete haben Moorböden. Durch die Entwässerung dringt Sauerstoff aus der Luft in den Moorboden ein. Dadurch löst sich das Moor buchstäblich in Luft auf, denn dabei wird der eingelagerte Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid (CO₂) sowie Lachgas freigesetzt und das Moor verliert an Volumen. In Mecklenburg-Vorpommern sind trockene Moore mit einem Anteil von ca. 40% leider der größte Einzelemittent von CO₂ – noch vor Verkehr, Energie und Industrie.

Allein die noch erhaltenen Salzwiesen an der deutschen Nordseeküste lagern derzeit rund 6,64 Millionen Tonnen Kohlenstoff ein, was dem jährlichen Ausstoß von 2,5 Millionen Menschen in Deutschland entspricht. Um diese Speicherkapazität weiterhin zu erhalten und noch auszubauen, müssen die Wiesen regelmäßig mit Salzwasser überflutet werden.

Auch die deutschen Seegraswiesen sind stark geschrumpft. In der deutschen Ostsee insgesamt sind die Seegraswiesenbestände in den letzten 50 Jahren um über 25% zurückgegangen. So beträgt ihre Flächenbedeckung derzeit nur noch rund 300 Quadratkilometer. Besonders gravierend ist ihr Zustand an der niedersächsischen Küste, wo ein Seegraswiesenschwund von 97% zu verzeichnen ist. Die Hauptursache ist die schlechte Wasserqualität durch zu hohe Nährstoffbelastung. Im Niedersächsischen Wattenmeer wurden Seegraswiesen auch durch einen eingeschleppten invasiven Pilz großflächig vernichtet. Allein zwischen 2008 und 2019 wurde der Seegraswiesenbestand um mehr als die Hälfte reduziert. Der Trend setzt sich bis heute fort.

Die Kapazität einer Seegraswiese, Kohlenstoff zu speichern, hängt unter anderen von verschiedenen Standortfaktoren ab. Eine Hauptbedrohung ist auch schlechte Wasserqualität infolge von menschengemachtem Nährstoffeintrag. Vor allem in den Mündungsgebieten der deutschen Flüsse sind die Stickstoff- und Phosphorkonzentration zu hoch. Hauptsächlich stammen die Nährstoffe aus der Landwirtschaft sowie aus ungeklärtem Abwasser, aber auch aus dem Straßen- und Schiffsverkehr gelangen sie über die Luft in die Gewässer. Der Nährstoffeintrag schafft an einigen Orten perfekte Lebensbedingungen für Algenblüten, die die Seegraswiesen überwuchern können. Durch deren starken Zuwachs kann Sonnenlicht schlechter durchdringen, welches die Seegraswiesen für ihre Fotosynthese benötigen.

Eine andere Bedrohung stellt die Grundschleppnetzfischer dar, bei der u.a. lange Scherbretter eingesetzt werden, die in den Meeresboden eindringen und die Pflanzen teilweise herausreißen und zerstören. Zerstört und herausgerissen werden die Seegraswiesen auch von starkem Wellengang oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten. Seegraswiesen sind heutzutage aufgrund des Klimawandels Wassertemperaturen zwischen 0 und 35 C° ausgesetzt. Besonders gut gedeihen und wachsen können sie jedoch bei Wassertemperaturen zwischen 10 und 20 C°. So lässt sich bereits bei Temperaturen ab 25 C° wie etwa in der in der westlichen Ostsee eine höhere Sterblichkeit der Seegraswiesen beobachten.

Schützen, wiederherstellen und erweitern: Maßnahmen zur Verbesserung der Kohlenstoffaufnahme an den deutschen Küsten im internationalen Kontext

Angesichts der geschilderten massiven Zerstörung und vor dem Hintergrund ihres Mehrfachnutzens müssen Küstenökosysteme stärker als bislang in den Fokus von Schutz- und Wiederherstellungsmaßnahmen rücken – gerade auch im Hinblick auf die Umsetzung des EU Nature Restoration Law, das uns zur Renaturierung verpflichtet.

Durch die Ausrufung der UN-Dekade zur Wiederherstellung von Ökosystemen haben der Schutz und die Wiederherstellung intakter Ökosysteme an Land und Meer zudem auch international an Bedeutung gewonnen. Es ist das erklärte Ziel der Vereinten Nationen, bis 2030 eine Trendwende zu erreichen, indem zerstörte und geschädigte Ökosysteme überall auf der Welt wiederhergestellt werden.

Diesem Ziel haben sich auch die Europäische Union und Deutschland verpflichtet. Ein Kernelement der EU-Biodiversitätsstrategie ist auch die bereits erwähnte EU-Verordnung zur Wiederherstellung der Natur, die Ende Juni 2024 final beschlossen wurde. Die Verordnung verpflichtet die EU-Mitgliedstaaten dazu, bis 2030 Wiederherstellungsmaßnahmen auf mindestens 20% der Flächen an Land im Meer umsetzen. Damit also auch in der deutschen Nord- und Ostsee. Zentrales Instrument im Nature Restauration Law (NRL) sind die nationalen Wiederherstellungspläne, in denen die Mitgliedstaaten innerhalb von zwei Jahren nach dem Inkrafttreten darlegen müssen, welche Ziele sie mit welchen Maßnahmen über welchen Zeitraum und mit welchen finanziellen Mitteln erreichen wollen.

Mit dem Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz (ANK) ist die Bundesregierung unter der Federführung des grünen Umweltministeriums bereits einen wichtigen Schritt vorausgegangen. Bis 2028 stehen im Rahmen des ANK 3,5 Milliarden Euro u.a. für Maßnahmen zur Wiederherstellung sowie für klimafreundliche und naturverträgliche Bewirtschaftungsformen zur Verfügung. Gefördert werden auch Projekte zur Erhaltung und zum Wiederaufbau von Salzwiesen, Seegraswiesen, Kelpwäldern sowie die Vorlauf- und Begleitforschung zur Stärkung ihres Beitrags zum Natürlichen Klimaschutz.

Dabei bedeutet Wiederherstellung nicht zwingend, aufwendige und kostspielige Maßnahmen anzugehen. Bei der passiven Wiederherstellung geht es in erster Linie darum, gezielt Bedingungen zu schaffen, bei denen die natürliche Regeneration des Ökosystems begünstigt, beschleunigt oder erst möglich gemacht wird. Hierbei reicht es oft, die menschlichen Eingriffe zu reduzieren und das Ökosystem sich selbst zu überlassen. Klassische Beispiele dafür sind die Errichtung von nutzungsfreien Schutz- und Ruhezonen, die Reduzierung von Nährstoffeinträgen oder die Vermeidung von Überfischung.

 Die Maßnahmen der aktiven Renaturierung reichen von der Wiedervernässung von Salzwiesen und Mooren bis hin zum Wiederanpflanzen von bestimmten Pflanzen wie etwa Seegras und Algen, wobei Letzteres derzeit noch erforscht wird.

Neben der aktiven und passiven Wiederherstellung gibt es noch eine weitere Methode, die sich jedoch noch in der Erforschung befindet: die gezielte Erweiterung von bestimmten Ökosystemen, bei dem ein sogenannter Ökosystem-Design-Ansatz angestrebt wird. Demzufolge könnten hochproduktive Küstenökosysteme nicht nur geschützt und wiederhergestellt werden, sondern auch aktiv über ihre verloren gegangenen Flächen hinaus geschaffen werden. Dies bedeutet auch, dass Mangrovenwälder, Seegraswiesen, Tangwälder und Salzmarschen auch in jenen Gebieten neu angepflanzt werden, wo sie bislang auf natürliche Weise noch nicht vorgekommen sind. Die großflächige Ausweitung vegetationsreicher Ökosysteme wäre jedoch mit einem enormen technischen und finanziellen Aufwand verbunden und ginge auch zu Lasten anderer Ökosysteme wie etwa Wattflächen oder Sandstränden. Daher wirft dieser Ansatz derzeit noch viele Fragen auf, die zunächst diskutiert und abgewogen werden müssen – auch im Gespräch mit der lokalen Bevölkerung.