Hochbegabungspresse
Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass
Viehhaltung auf großflächigen Weiden zur stetig wachsenden
Lachgaskonzentration in der Atmosphäre und damit zur globalen Erderwärmung
beiträgt. Doch im Gegenteil: Dass Viehhaltung in Steppen- und Präriegebieten
die Emission des Treibhausgases reduziert, konnte ein fünfköpfiges Forscherteam
um Klaus Butterbach-Bahl vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zeigen.
Für ihre Langzeitstudie erhalten die Ökosystem-Klimaforscher jetzt den mit
50.000 Euro dotierten Wissenschaftspreis des Stifterverbandes – Erwin
Schrödinger-Preis 2013, den der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft
und die Helmholtz-Gemeinschaft jedes Jahr gemeinsam vergeben.
Nach Kohlenstoffdioxid und Methan gehört Lachgas zu den wichtigsten Gasen, die zum Treibhauseffekt und Klimawandel beitragen. Rund 60 Prozent der vom Menschen verursachten Lachgas-Emissionen entstehen durch Landwirtschaft, etwa wenn Mikroben im Boden stickstoffhaltige Exkremente weidender Schafe oder Rinder abbauen. Deshalb nahmen Forscher weltweit bisher an, dass auch die Viehhaltung in großflächigen Steppen- und Präriegebieten die Entstehung von Lachgas antreibt. Dass das Bild aber komplizierter ist, konnte das internationale Forscherteam durch Untersuchungen in der Inneren Mongolei, China, zeigen. „Tatsächlich emittieren nicht zur Viehhaltung genutzte Flächen übers Jahr verteilt größere Mengen an Lachgas als beweidete Steppenflächen“, sagt Projektleiter Butterbach-Bahl. Die Untersuchungen seiner Forschergruppe wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Neben Butterbach-Bahl waren Xunhua Zheng von der Chinese Academy of Sciences, Nicolas Brüggemann, mittlerweile am Forschungszentrum Jülich, Michael Dannenmann vom KIT und Benjamin Wolf, jetzt bei der Schweizer Forschungsinstitution EMPA, beteiligt.
Nach Kohlenstoffdioxid und Methan gehört Lachgas zu den wichtigsten Gasen, die zum Treibhauseffekt und Klimawandel beitragen. Rund 60 Prozent der vom Menschen verursachten Lachgas-Emissionen entstehen durch Landwirtschaft, etwa wenn Mikroben im Boden stickstoffhaltige Exkremente weidender Schafe oder Rinder abbauen. Deshalb nahmen Forscher weltweit bisher an, dass auch die Viehhaltung in großflächigen Steppen- und Präriegebieten die Entstehung von Lachgas antreibt. Dass das Bild aber komplizierter ist, konnte das internationale Forscherteam durch Untersuchungen in der Inneren Mongolei, China, zeigen. „Tatsächlich emittieren nicht zur Viehhaltung genutzte Flächen übers Jahr verteilt größere Mengen an Lachgas als beweidete Steppenflächen“, sagt Projektleiter Butterbach-Bahl. Die Untersuchungen seiner Forschergruppe wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Neben Butterbach-Bahl waren Xunhua Zheng von der Chinese Academy of Sciences, Nicolas Brüggemann, mittlerweile am Forschungszentrum Jülich, Michael Dannenmann vom KIT und Benjamin Wolf, jetzt bei der Schweizer Forschungsinstitution EMPA, beteiligt.
Der neue Präsident des Stifterverbandes Andreas Barner wird den Erwin-Schrödinger-Preis am 19. September 2013 im Rahmen der Jahrestagung der Helmholtz-Gemeinschaft in Berlin überreichen. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, gratuliert den Preisträgern. „Die Studie zeigt in eindrucksvoller Weise die Auswirkungen von Landwirtschaft auf die globale Erderwärmung“, sagt Mlynek. „Sie hat durch die aktuelle Thematik einen hohen Einfluss auf laufende wissenschaftliche Diskussionen über den Klimawandel.“
Da die Messungen von Lachgas-Emissionen
technisch sehr aufwendig sind, wurden die Daten bisher meist nur über einen
kurzen Zeitraum während der Vegetationsperiode erfasst. Im Gegensatz dazu
sammelte die Forschergruppe um den Karlsruher Wissenschaftler ein ganzes Jahr
lang Daten über die Entstehung von Lachgas im Boden. „Bisherige
Kurzzeituntersuchungen übersehen, dass die Abgabe bedeutender Lachgasmengen aus
Steppenböden an die Atmosphäre ein natürlicher Prozess ist und ein Großteil der
natürlichen Emission auf die Tauperiode im Frühjahr zurück geht“, erklärt
Butterbach-Bahl. Durch Viehhaltung wird genau diese Emission deutlich gesenkt:
Die Tiere weiden die Flächen ab und verringern so die Grashöhe. Dadurch kann
der Schnee leichter vom Wind weggetragen werden und die dünnere Schneedecke
bewirkt, dass die beweideten Böden im langen und kalten Winter schlechter
isoliert und daher bis zu zehn Grad Celsius kälter sind. Außerdem entsteht
während der Tauperiode im März weniger Schmelzwasser und daher sind die Böden
trockener. Kälte und Trockenheit hemmen die mikrobiellen Aktivitäten: Es
entsteht weniger Lachgas. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass bisherige
Berechnungen die Lachgasemission aus solchen Gebieten um rund 72 Prozent
überschätzen. „Dennoch ist noch viel Forschungsarbeit notwendig, um die Quelle
für die stetig wachsende Konzentration an Lachgas in der Atmosphäre zu
verstehen“, sagt Butterbach-Bahl. Eine vermehrte Viehwirtschaft ist nicht die
Lösung des Problems, denn diese setzt in großen Mengen Methan frei, und
Überweidung von Steppengebieten führt zudem zu Bodendegradation und zu starken
Verlusten an Kohlenstoffvorräten im Boden.
Über den Wissenschaftspreis des
Stifterverbandes – Erwin Schrödinger-Preis
Seit 1999 zeichnen die Helmholtz-Gemeinschaft
und der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft mit dem Erwin
Schrödinger-Preis herausragende wissenschaftliche oder technisch innovative
Leistungen aus, die in Grenzgebieten zwischen verschiedenen Fächern der
Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften erzielt worden sind und an denen
Vertreter mindestens zweier Fachrichtungen mitgewirkt haben. Der Preis wird
jährlich abwechselnd vom Stifterverband und der Helmholtz-Gemeinschaft dotiert.
Über das Preisgeld von 50.000 Euro können die Preisträger frei verfügen. Der
Preis wird jährlich im Rahmen der Helmholtz-Jahrestagung offiziell übergeben.
Zu den Preisträgern
Prof. Klaus-Butterbach-Bahl war
wissenschaftlicher Leiter des Projekts und ist Experte auf dem Gebiet der
Modellierung von globalen Umweltveränderungen sowie der Identifizierung und
Charakterisierung von mikrobiellen Prozessen. Er leitet die Abteilung
„Bio-geochemische Prozesse“ am Institut für Meteorologie und Klimaforschung –
Atmosphärische Umweltforschung (IMK – IFU) des zur Helmholtz-Gemeinschaft
gehörenden Karlsruher Instituts für Technologie.
Prof. Xunhua Zheng ist eine
weltweit anerkannte Forscherin im Bereich der Quantifizierung von
Treibhausgasen aus landwirtschaftlichen Ökosystemen in China. Sie ist
Professorin an der Chinese Academy of Sciences (CAS) und Mitarbeiterin am
Institut für Physik der Atmosphäre des CAS. Zheng war mit ihrer Arbeitsgruppe
maßgeblich an der Quantifizierung der Lachgasflüsse in diesem Projekt
beteiligt.
Prof. Nicolas Brüggemann hat das Projekt
mitinitiiert und war an allen Aktivitäten – auch vor Ort – beteiligt. Er ist
seit 2010 Professor für Terrestrische Biogeochemie an der Universität Bonn und
Leiter der Gruppe „Plant-Soil-Atmosphere Exchange Processes“ am Institut für
Bio- und Geowissenschaften – Agrosphäre (IBG-3) des Forschungszentrums Jülich,
das ebenfalls zur Helmholtz-Gemeinschaft gehört. Zum Zeitpunkt der Studie war
er Gruppenleiter am Institut für Meteorologie und Klimaforschung –
Atmosphärische Umweltforschung (IMK – IFU) des Karlsruher Instituts für
Technologie.
Dr. Michael Dannenmann ist ein
international anerkannter Experte für die Identifizierung und Quantifizierung
der mikrobiellen Prozesse in Stickstoff- und Kohlenstoff-Produktion, Verbrauch
und -Emission. Er ist stellvertretender Leiter der Arbeitsgruppe
„Regionalization of biogenic trace gas emissions” am Institut für Meteorologie
und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK – IFU) des Karlsruher
Instituts für Technologie und hat die mikrobiologischen Arbeiten im Projekt geleitet.
Dr. Benjamin Wolf war über den
gesamten Beobachtungszeitraum der führende Wissenschaftler vor Ort in der
Inneren Mongolei. Zum Zeitpunkt der Studie war er als Doktorand am Institut für
Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK – IFU)
des Karlsruher Instituts für Technologie angestellt. Derzeit ist er Postdoc am
Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (EMPA).
Ansprechpartnerin für die Medien:
Saskia Blank
Kommunikation und Medien
Tel. 030 206 329-23
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Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet
Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft
und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs
Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit,
Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie sowie Luftfahrt, Raumfahrt und
Verkehr. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit fast 36.000 Mitarbeiterinnen und
Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,4
Milliarden Euro die größte Wissenschafts-organisation Deutschlands. Ihre Arbeit
steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helm-holtz
(1821-1894).