Naturwaldreservate als Kompensationsmöglichkeit von Methanemissionen aus dem Reisanbau
Reisanbau hat eine enorme Bedeutung für die weltweite Ernährungssicherheit. Durch einen Ausbau des regionalen Reisanbaus möchte Westafrika unabhängiger von Reisimporten werden. Aufgrund der damit verbundenen Emissionen des Treibhausgases Methan sucht man nach Kompensationsmöglichkeiten wie zum Beispiel Naturwaldreservate als natürliche Methan-Senken. Samuel Guug und Kollegen untersuchten in der vorgestellten Studie erstmals die dynamische Wechselwirkung zwischen Methanemissionen aus regenbewässertem Reisanbau und deren potenzieller Minderung durch Methanaufnahme in den Wäldern der semiariden Savannenregion Westafrikas. Das Besondere der Studie ist zusätzlich, dass die Methanemissionen mit der messtechnisch aufwendigen Eddy-Kovarianz-Methode quantifiziert wurden. In der datenarmen Region Westafrika ist es eine der ersten direkten Methanemissionsmessungen.
Die wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Studie:
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Die untersuchten Reisfelder waren eine Nettoquelle für Methan mit einer Rate von 2,04 g Methan pro m2.
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Das entspricht einem Treibhauspotenzial von 171 g CO2eq über einen Zeitraum von 20 Jahren.
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70 % der Methanemissionen wurden während der Hauptwachstumsphase des Reis in August erzeugt.
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Der Savannenwald im Naturreservat fungierte während der Regenzeit als Methansenke (-0,56 g Methan pro pro m2) mit einem negativen Treibhauspotential von −47 g CO2eq.
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Es wird etwa viermal mehr Waldfläche benötigt, um Methanemissionen aus dem Reisanbau zu kompensieren.
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Standortbedingungen wie Bodenfeuchtigkeit und -wärme beeinflussen erheblich die Nettobilanz zwischen Methanaufnahme und -produktion.
Kontakt:
Vereinbarkeit von Klimaschutz und Ernährungssicherheit
Aufgrund des hohen raschen Bevölkerungswachstums und der nationalen Initiativen zur Verringerung der Abhängigkeit von Reisimporten, wird der Reisanbau in Westafrika intensiviert. Allerdings verursacht der Reisanbau Methanemissionen in die Atmosphäre. Methan ist ein wichtiges und starkes Treibhausgas, und seine Emissionen aus landwirtschaftlichen Tätigkeiten, insbesondere aus dem Reisanbau, sind eine erhebliches Herausforderung zur Minderung des Problems für den Klimawandels. Die Methanmessungen für diese Studie wurden während der Regenzeit 2023 an zwei Standorten mit unterschiedlicher Landnutzung durchgeführt, zum einen in Reisfeldern in Janga und zum anderen in einem geschützten Wald im Mole-Nationalpark. Beide Standorte befinden sich in der Savannenregion Westafrikas im Norden Ghanas. Die durchschnittlichen Emissionen der Reisfelder betrugen knapp über zwei Gramm pro Quadratmeter Bei einer Anbaufläche von einem Quadratkilometer werden somit mehr als zwei Tonnen Methan durch den Reisanbau in die Atmosphäre freigesetzt.
Hingegen fungierte der Savannenwald im Mole Nationalpark als Methansenke. An diesem Standort wurden 0,56 Gramm Methan pro Quadratmeter von der Landoberfläche gespeichert. Es wird also in etwa viermal mehr Waldfläche benötigt, um Methanemissionen aus dem Reisanbau zu kompensieren.
Zitierung:
Guug, S.; Sy, S.; Quansah, E.; Bliefernicht, J.; Neidl, F.; Steinbrecher, R.; Ayamba, M.; Frempong, A.; Davies, P.; Spangenberg, I.; et al. Methane emissions from rice cultivation in West Africa and compensation options from nature reserve forests. Environmental Research Letters 2025, 20 (4), 044050. DOI: 10.1088/1748-9326/adc28c.
Lokale Potenziale zur Treibhausgas-Minderung nutzen
Die vorliegende Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit, Savannenwälder in Westafrika zu schützen und in Klimaschutzmaßnahmen zu integrieren, um das durch den Reisanbau freigesetzte Methan auszugleichen. Wälder können als Treibhausgassenken dienen und sollten in ein Minderungskonzept ebenso einbezogen werden, wie die direkte Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen. Bei einer Betrachtung und Bilanzierung von Treibhausgas-Emissionen sind der regionale Kontext und die lokalen Potenziale zur Kohlenstoffminderung wichtig. Westafrika setzt großteils auf niederschlagsabhängigen Reisanbau, der bisher ohne künstliche Bewässerung auskommen muss.
Die Erkenntnisse, unter welchen Bedingungen ein Wald besonders viel Methan aufnehmen und abbauen kann, sind von großem Interesse für den Klimaschutz. Die Fähigkeit des Waldes als Methan-Senke zu dienen, ist dabei ebenfalls stark von den lokalen Bedingungen sowie von dem Schutz des Waldes und seiner Ökosystemfunktionen abhängig.
Weiterführende Literatur:
Bliefernicht, J.; Berger, S.; Salack, S.; Guug, S.; Hingerl, L.; Heinzeller, D.; Mauder, M.; Steinbrecher, R.; Steup, G.; Bossa, A. Y.; et al. The WASCAL Hydrometeorological Observatory in the Sudan Savanna of Burkina Faso and Ghana. Vadose Zone Journal 2018, 17 (1), 180065.
Wissenswertes
Methan (CH₄) ist ein viel stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid (CO₂), weil es mehr Wärme aus der Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre einfängt. Über einen Zeitraum von 100 Jahren hat Methan eine etwa 28-mal stärkere Erwärmungswirkung als CO₂, und über 20 Jahre gerechnet ist die Wirkung sogar 86-mal stärker. Das liegt an mehreren Faktoren:
- Effizienz der Wärmespeicherung: Methan absorbiert Infrarotstrahlung effektiver als CO₂, wodurch es die Wärme stärker zurückhält.
- Kurzlebigkeit: Methan bleibt nur etwa 12 Jahre in der Atmosphäre, während CO₂ Jahrhunderte überdauern kann. Das bedeutet, dass Methan kurzfristig einen viel größeren Einfluss auf die Erderwärmung hat.
- Natürliche und anthropogene Quellen: Methan wird durch biologische Prozesse aus der Landwirtschaft, wie die Verdauung von Wiederkäuern und beim Reisanbau freigesetzt. Auch bei der Förderung von fossilen Brennstoffen wird häufig Methan freigesetzt. Durch die menschgemachte Erderwärmung kommt es auch vermehrt zu Methan-Freisetzungen aus auftauenden Permafrost-Böden.
