Kohlenstoff und Humus

Wo der Kreislauf in der üblichen Landnutzung bricht

Der Kreislauf läuft, solange zwei Bedingungen erfüllt sind: ein steter Nachschub an Pflanzenmasse und ein Boden, der bedeckt, beschattet und weitgehend ungestört bleibt. Die übliche Landnutzung nimmt eine oder beide weg, und an mehreren Stellen tritt Kohlenstoff aus.

Pflug und offener Boden. Das Wenden bricht Krümel auf und setzt geschützte organische Substanz der Luft aus, die das Bodenleben dann rasch verbraucht. Nackter Boden in der Sonne heizt sich auf und verliert seine Pilzgeflechte. In heißem Klima beschleunigt das die Rückkehr des Kohlenstoffs in die Luft, während der Nachschub an frischem Material ausbleibt.

Erosion. Der dunkle, humusreiche Oberboden ist die leichteste Schicht und geht zuerst. Jeder Starkregen auf offenem Boden trägt organische Substanz hangabwärts in Gräben und Flüsse.

Verbrennen und Roden. Wird Schnittgut am Feldrand verbrannt oder Gebüsch gerodet und angezündet, geht Kohlenstoff, der den Boden hätte nähren können, direkt zurück in die Luft. In vielen traditionellen Olivenhainen Süditaliens wird der Baumschnitt bis heute an Ort und Stelle verbrannt.

Abfuhr ohne Rückgabe. Ernte, Heu und Holz verlassen das Land jedes Jahr. Kommt nichts zurück, schrumpft die Nachschubseite des Kreislaufs.

Die Summe lässt sich abschätzen. Eine globale Modellstudie beziffert den Verlust an Bodenkohlenstoff durch die Landwirtschaft auf deutlich mehr als 100 Milliarden Tonnen in den letzten 12.000 Jahren, gerechnet über die obersten zwei Meter des Bodens. In Südeuropa ist das Defizit auf der Karte sichtbar: Auf rund drei Vierteln der Landfläche, alle Nutzungen zusammengenommen, liegt der modellierte organische Kohlenstoff im Oberboden bei höchstens zwei Prozent. Trockene Sommer, eine lange Geschichte von Beweidung, Feuer und Pflug sowie Erosion an den Hängen haben viele Mittelmeerböden dünn und hell gemacht.

Techniken, die den Kreislauf schließen

Den Kohlenstoffkreislauf zu schließen heißt zweierlei: mehr Kohlenstoff in den Boden bringen und unterwegs weniger davon verlieren.

Mehr Blätter, länger im Jahr. Ein Waldgarten oder ein System der Agroforstwirtschaft schichtet mehrere Laubstockwerke über demselben Boden, sodass auf jedem Quadratmeter mehr Sonnenlicht zu Pflanzenmasse wird. Eine Polykultur hält in jeder Jahreszeit etwas grün. Auf geschädigtem Land setzen Pionierpflanzen und Ammenbäume die Pumpe dort in Gang, wo sonst nichts wüchse, und die Wiederbegrünung trägt das in ganze Landschaften.

Holz als Langzeitspeicher. Bäume halten Kohlenstoff in Stamm und Wurzeln über Jahrzehnte und Jahrhunderte. Alte Bäume wie die Jahrtausend-Oliven, die Steineiche und die Korkeiche sind Speicher, die sich nicht schnell ersetzen lassen; deshalb geht ihr Schutz dem Pflanzen neuer Bäume voraus. Das silvopastorale System holt Bäume auf das Weideland zurück.

Streu zurück auf den Boden. Mulch und Flächenkompostierung bringen Schnittgut auf die Oberfläche zurück, statt es zu verbrennen oder abzufahren. Kompost sammelt Küchen- und Gartenreste an einem Ort; ein Teil ihres Kohlenstoffs entweicht beim Rotten als Kohlendioxid, der Rest kommt als krümeliges, belebtes Material in den Boden. Biomassepflanzen werden eigens angebaut, um geschnitten und abgelegt zu werden. Die Hügelkultur vergräbt Holz, das sich über Jahre zersetzt.

Lebende Wurzeln das ganze Jahr. Dauerbegrünung, Lebendmulch und Gründüngung halten Wurzeln zwischen den Bäumen und außerhalb der Hauptsaison im Boden und liefern Kohlenstoff dorthin, wo er am ehesten bleibt. Stickstoffbindende Pflanzen liefern den Stickstoff, den das Bodenleben braucht, um aus Kohlenstoff beständige organische Substanz zu machen. Tief wurzelnde Gräser wie das Vetivergras tragen Kohlenstoff in die Tiefe und halten Hänge fest.

Die Partner unter der Erde füttern. Mykorrhiza-Pilze tragen Pflanzenzucker weit in den Boden und helfen, Krümel zu verkleben. Das ganze Bodenleben ist auf Boden angewiesen, der nicht immer wieder umgegraben wird. Auf nacktem, trockenem Land ist eine biologische Bodenkruste oft die erste lebende Haut, die überhaupt Kohlenstoff aufnimmt.

Den Vorrat schützen. Ein gutes Bodengefüge hält organische Substanz in den Krümeln geborgen. Pflanzenkohle ist die dauerhafteste Form von Kohlenstoff, die ein Boden bekommen kann: In einer Metaanalyse von Isotopenstudien gehörten etwa 97 Prozent ihres Kohlenstoffs zu einem Anteil mit einer geschätzten mittleren Verweildauer von rund 556 Jahren. Die Terra Preta des Amazonas zeigt, dass verkohltes Material Land über Jahrhunderte fruchtbar halten kann.

Die Rückkehr in die Luft bremsen. Boden, der bedeckt und beschattet bleibt, bleibt kühler, und die Bodenatmung verlangsamt sich. Mulch, lebende Decke und Schatten leisten hier mehr als jeder Zusatz. Wo organisches Material verwehen oder brennen würde, hält Steinmulch die Oberfläche wenigstens kühl.

Messen statt glauben. Nur eine Bodenanalyse, über Jahre an denselben Stellen wiederholt, zeigt, ob sich wirklich Kohlenstoff anreichert. Dazwischen zeigt die Spatenprobe Krümel, Wurzeln und Farbe auf dem Feld.

In mediterranen Olivenhainen fand eine Metaanalyse, dass eine Begrünung den Bodenkohlenstoff gegenüber herkömmlicher Bewirtschaftung um etwa 1,1 Tonnen je Hektar und Jahr erhöhte, organische Zugaben, vor allem Oliventrester, um etwa 5,3 Tonnen. Das sind Raten aus den ersten Jahren nach einer Umstellung, und sie halten nicht ewig an. Der Bodenkohlenstoff nähert sich einem neuen Gleichgewicht und steigt dann nicht weiter; die Aufnahmefähigkeit eines Bodens ist endlich; und der Gewinn ist umkehrbar, weil Pflug und offener Boden den Kohlenstoff zurück in die Luft schicken. Für Terra Humana ist Bodenkohlenstoff deshalb zuerst eine Frage von Fruchtbarkeit, Wasser und Leben. Ausgleichsversprechen geben wir damit nicht.

Kohlenstoff auf Sa Medada

Sa Medada ist ein Hang bei Jerzu in der Ogliastra, an der Ostseite Sardiniens, mit einem trockenen Sommer von etwa Mai bis September und milden Wintern. Oberirdisch steckt der Kohlenstoff des Geländes vor allem im alten Olivenhain und in der Macchie an den steileren Hängen.

Wie viel Kohlenstoff der Boden enthält, ist nicht bekannt. Eine Laboranalyse des Bodens gibt es noch nicht und damit auch keinen Ausgangswert, an dem sich eine Veränderung messen ließe; deshalb sagen wir darüber nichts. Die Feuchtekarte aus LiDAR-Daten zeigt eine vergleichsweise trockene Hauptfläche und feuchtere Rinnen an den Rändern. Auf solchem Land ist die Nachschubseite des Kreislaufs der Engpass: In der langen Trockenzeit wächst auf offenem Boden wenig neue Pflanzenmasse.

Projekt Eden beginnt deshalb an den Stationen, an denen der Kreislauf anfängt. Pionierpflanzen bringen Blätter auf offenen Boden, eine Bodendecke hält die Oberfläche kühl und nährt das Bodenleben, und Wasser, das am Hang zurückgehalten wird, soll Pflanzen länger in den Sommer hinein grün halten. Stickstoffbinder wachsen in der Erde, bisher ohne Impfung: Tephrosia, Korallenbaum, Inga edulis, Pacay, Bambara-Erdnuss, Ackerbohne und Leucaena. Sie sollen den Stickstoff liefern, den das Bodenleben für den Aufbau organischer Substanz braucht. Ob all das den Kohlenstoff im Boden erhöht, werden erst Messungen über Jahre zeigen.