Bestandesaufnahme zum Thema Senken in der Schweiz

2 DER KOHLENSTOFFKREISLAUF UND DIE ROLLE DER SENKEN
Um Senken zu verstehen, ist es von Vorteil, die wichtigsten Eigenheiten des sog. Kohlenstoffkreislaufes
zu kennen. Alle Ökosysteme auf dem Land sowie in den Meeren bringen
Kohlenstoff in verschiedenen Grössenordnungen in Umlauf. Der globale Kohlenstoffkreislauf
ist von besonderer Bedeutung, um die Rolle der Senken aus der Sicht des Klimaschutzes und
der damit zusammenhängenden Klimapolitik beurteilen zu können.
Der globale Kohlenstoffkreislauf kann als ein System zusammenhängender Kompartimente
verstanden werden. Jedes Kompartiment entspricht einem Kohlenstoffvorrat (C-Vorrat) der
sich stöchiometrisch jederzeit auch auf einen CO 2 -Vorrat und umgekehrt umrechnen lässt 49 .
Die wichtigsten Kompartimente sind die terrestrische und marine Biomasse, die Böden (Pedosphäre)
und Sedimente (Lithosphäre), sowie die Atmosphäre (s. Abbildung 2). Der Vorrat
an Kohlenstoff beläuft sich in der Atmosphäre auf ungefähr 760 Gt C. In der Biosphäre ist der
Vorrat etwa dreimal so gross wie in der Atmosphäre, d.h. ca. 2'500 Gt C, wenn man die Böden
mitberücksichtigt. Noch viel grösser ist der gespeicherte Kohlenstoffvorrat in den Weltmeeren
(39'000 Gt C) und schliesslich in der Lithosphäre (insbesondere den Sedimentgesteinen),
wo er ca. 61'000'000 Gt C beträgt (Garrels et al., 1975; Watson et al., 2000).
Zwischen diesen Kompartimenten wird ständig in riesigen Mengen Kohlenstoff ausgetauscht
(s. Abbildung 2). Dies erfolgt durch die gegenläufigen Prozesse der Primärproduktion (v. a.
Photosynthese) und der Respiration (Atmung). Diese Prozesse treiben einen Kohlenstoffkreislauf
an, der im Wesentlichen gasförmig über das Kohlendioxid-Molekül (CO 2 ) verläuft.
Es sind v. a. die grünen Pflanzen, die mit Hilfe der Sonnenenergie aus atmosphärischem CO 2
und Wasser Glucose aufbauen. Dabei wird sozusagen als Nebenprodukt auch Sauerstoff an
die Atmosphäre abgegeben. Einen quantitativ ins Gewicht fallenden C-Austausch gibt es über
dem Land und dem Meer. Über den Kontinenten werden so pro Jahr in der Grössenordung
von 120 Gt C ausgetauscht. Über den Ozeanen ist es etwas weniger, nämlich ca. 90 Gt C/a.
Hierbei gilt es zu beachten, dass über die Atmosphäre alle Kompartimente miteinander verbunden
sind. Infolge der oxidativen Wirkung der Atmosphäre liegt hier C praktisch hauptsächlich
in Form von CO 2 vor. Wie neueste Untersuchungen bestätigen, wird das CO 2 relativ
schnell durchmischt, so dass wirklich von einem globalen Kohlenstoffkreislauf gesprochen
werden kann.
Im Zusammenhang mit Senken ist ebenfalls wichtig zu verstehen, dass nicht alle C-Flüsse
gleich schnell fliessen. Es sind verschiedene Zeitskalen zu unterscheiden. Es gibt chemische
Reaktionen, die langsam und nur über geologische Zeiträume relevant werden und schnellere,
biologische Prozesse die heute für den Verlauf der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre von
entscheidender Bedeutung sind (Watson, 2001). Es kann demnach von einem grossen, geologischen
Kreislauf gesprochen werden, der in den Sedimentgesteinen (in terrestrischen und
marinen Böden) über immense Kohlenstoffvorräte verfügt, die sehr langsam umgesetzt werden
(Verweildauer bis zu Millionen von Jahren). Dieser Kreislauf hat in der geologischen
Vergangenheit eine entscheidende Rolle für die Bildung der fossilen Brennstoffe gespielt.
Demgegenüber besitzen die biologischen Kohlenstoffkreisläufe eine viel kürzere Umwälzzeit,
die von Sekunden bis zu Jahrtausenden reicht. Die Kohlenstoffflüsse hängen auch stark vom
jeweiligen Ökosystemtyp ab sowie von aktuellen Umweltbedingungen, insbesondere dem
Klima. So kann C durch planktische Algen beispielsweise binnen weniger Wochen umgesetzt
49 C / CO 2 = 12 / (12 + 2 * 16) = 12 / 44 = 1 / 3.67
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