Um den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen, fördern die Bundesministerien für Ernährung und Landwirtschaft sowie für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz Waldmoorprojekte über ihre gemeinsame Förderrichtlinie Waldklimafonds, die von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) betreut wird. Ein Beispiel ist das Projekt MooReSax, aus dem heraus diese Veranstaltung entstanden ist und das Ihnen in diesem Rahmen näher vorgestellt wird. Viele Fragestellungen rund um die Waldmoore wie die genaue Treibhausgasbilanzierung sind noch offen. Diese Fragen sollen durch Projekte des Waldklimafonds beantwortet und für die Forst- und Naturschutzpraxis aufbereitet werden. Redaktionsschluss: 02.06.2022

Zur Einschätzung der Auswirkungen einer Wiedervernässungsmaßnahme auf den Stoffhaushalt eines degradierten Niedermoores wurde ein ehemals entwässertes und seit 1996 wieder vernässtes ca. 10 Hektar großes Areal im Randow-Welse-Bruch im nordöstlichen Brandenburg über mehrere Jahre untersucht. Stoffkreisläufe wurden vor allem in Abhängigkeit der sich durch die Wiedervernässung ändernden Redoxbedingungen modifiziert. Obwohl Phosphor, ein die Eutrophierung auslösendes Element, selbst direkt nicht durch einen Wechsel von aeroben zu anaeroben Bedingungen durch die Wiedervernässung beeinflusst wird, änderte sich dessen Mobilität auf Grund der Rücklösung seines Sorptionspartners. Infolge der anhaltend reduzierenden Bedingungen fand nach mehrjähriger Wiedervernässung der Prozess der Rücklösung amorpher Eisen(hydr)oxide statt, wobei der ehemals an diese Verbindungen fixierte Phosphor freigesetzt wurde. Bei Niedermooren, die infolge hoher Gehalte an Eisen(hydr)oxiden ein erhöhtes Phosphor-Freisetzungspotenzial besitzen, sollte eine Wiedervernässung mit gereinigtem kommunalen Abwasser nicht in Erwägung gezogen werden. Die Erfassung der gasförmigen Emissionen ermöglichte eine Berücksichtigung innerhalb der Stoffbilanzierung und eine Bewertung der Wiedervernässungsmaßnahme hinsichtlich ihrer Klimarelevanz. Auf Grund des anaeroben Milieus durch die Wiedervernässung wurde neben Lachgas auch molekularer Stickstoff als gasförmige Stickstoffverbindung gebildet. Gegenüber der entwässerten Lysimetervariante zeigte sich ein positiver Beitrag zur Reduzierung des Treibhauseffektes durch die Wiedervernässung. Jedoch ist die Qualität des Zusatzwassers, das zur Wiedervernässung der Torfprofile des Niedermoores Havelländisches Luch eingesetzt wurde, entscheidend. In eutrophen Niedermoorökosystemen sind nährstoffreiche Wasserzuflüsse aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen als Wiedervernässungsmaßnahme geeignet, so dass gereinigtes Abwasser den Landschaftswasserhaushalt stützen könnte. / A formerly drained, and since 1996 rewetted, 10 ha fen site within the Randow-Welse-Bruch fen area in northeastern Brandenurg (Germany) has been investigated for several years to evaluate the impacts of rewetting on nutrient dynamics of the degraded fen. Modifications of nutrient cycles were attributed to changes in redox conditions after rewetting. Although phosphorus which causes eutrophication is not directly influenced by a change from aerobic to anaerobic conditions following rewetting its availability increased due to the dissolution of reactive iron (hydr)oxides where phosphorus was fixed before.With prolonged water-logging phosphorus was released from Fe(III) (hydr)oxides. A lysimeter study was carried out to promote the reuse of purified municipal wastewater as an alternative solution for water supply required during rewetting of fens. Fen soil lysimeters were irrigated with wastewater of the secondary treatment of a municipal wastewater treatment plant over the growing seasons. The objective of this study was to assess how restoration of a degraded fen by means of wastewater usage affects input/output nutrient mass balances. Furthermore, we assessed the effect on trace gas emissions and discussed potential changes in the greenhouse potential. No adverse impact of wastewater utilisation for rewetting the fen soil lysimeters on soil and water quality was found over the period of study with regard to the investigated nutrients and heavy metals. Gaseous fluxes during alternative rewetting were estimated for a consideration within nutrient balances and to evaluate the global warming and cooling, respectively. Besides nitrous oxide dinitrogen was formed and released under anaerobic conditions following rewetting. A potential increase of the nitrate concentration in wastewater would be harmless because a high denitrification of the fen soil would cause a major share of dinitrogen emissions of the total gaseous nitrogen loss.

Niedermoore sind durch Grundwasser beeinflusste Standorte, in denen Torf gebildet wird oder oberflächig ansteht. Sie emittieren durch mikrobiologische Prozesse Treibhausgase (THG). Wird der Grundwasserstand gesenkt, steigen Kohlendioxid und Lachgas Emissionen, während bei einer Anhebung vermehrt Methan emittiert wird. Weltweit wird davon ausgegangen, dass Moore 5 % der anthropogen verursachten Emissionen verursachen. Um THG-Emissionen entgegenzuwirken, wird die Anhebung des Grundwasserstandes diskutiert. Dies führt durch eingeschränkte Befahrbarkeit und geringeres Kulturartenspektrum zu einer kaum gegebenen Wirtschaftlichkeit. Es fehlt ein Vergleich der THG-Emissionen und der Rentabilität der Bewirtschaftungssysteme verschiedener Landnutzungssysteme für Niedermoorstandorte der gemäßigten Klimazone. Die bodenbürtigen THG-Emissionen wurden mit einer Metaanalyse zu Veröffentlichungen von THG-Messungen in Niedermooren der gemäßigten Klimazone ermittelt. Ebenfalls wurden die bewirtschaftungsabhängigen Emissionen ermittelt und zu Gesamtemissionen zusammengefasst. Für den Vergleich der Rentabilität der Bewirtschaftungssysteme wurden Kosten und Erlöse berechnet. Abschließend wurden Treibhausgasvermeidungskosten abgeschätzt Bei zunehmender Landnutzungsintensität und größeren Grundwasserflurabstand nahmen die Gesamt-THG-Emissionen zu. Durch die Bewirtschaftung verursachte Emissionen spielten im Vergleich zu den bodenbürtigen Emissionen kaum eine Rolle. Zur THG-Einsparung und der Torferhaltung sollte die Bewirtschaftung extensiviert werden. Im Rentabilitätsvergleich erwiesen sich intensive, im Vergleich zu extensive Bewirtschaftungssysteme ohne Förderung als wirtschaftlich. Subventionen und Förderungen um torf- und klimaschonende Praktiken zu unterstützen, sind unverzichtbar. Mit dieser Arbeit wurde erstmalig für Niedermoore ein systematischer Überblick über die Gesamt-THG-Emissionen und die Rentabilität gängiger Bewirtschaftungssysteme verschiedener Landnutzungssysteme gegeben. / Fens are sites influenced by the groundwater where peat is formed in or located in the upper soil layer. They emit greenhouse gases (GHG) through microbiological processes in which the main influencing factor is the groundwater level. The lowering of the groundwater level increases carbon dioxide and dinitrogen monoxide emissions, while higher groundwater levels lead to methane emissions. It is assumed that fens cause 5% of global anthropogenic GHG emissions. In order to save peat and reduce GHG emissions, rewetting fens has been discussed and applied. This leads to low profitable land use due to limited trafficability and cultivation options. There is a lack of comparison of management systems in different land use systems regarding GHG emissions and profitability on fenlands in the temperate climate zone. The soil-borne GHG emissions for the land use systems were identified with a meta-analysis of published measurements of GHG emissions on fenlands in the temperate climate zone. The GHG emissions due to cultivation and possible land use changes were identified and summarized as the overall emissions. Costs and revenues were calculated for comparability purposes of profitability of management systems. GHG abatement costs were estimated too. Results indicated that overall GHG emissions increase with higher land use intensity and deeper groundwater level. Management induced GHG emissions are negligible compared to the soil-borne emissions. Fenlands should be extensified to save peats and reduce GHG emissions. The comparison of profitability showed that management systems of intensive land use systems, in contrast to extensive land use systems, with the low groundwater level are broadly profitable without subsidies. Subsidies and grants are indispensable to promote peat-saving and climate-friendly practices. This thesis provides a systematic overview of overall GHG emissions and profitability of common management systems of fenlands.

- Ziele der Arbeit - Ziel vorliegender Arbeit ist, zu analysieren und zu beurteilen, in welchem Umfang autogene Moorregeneration nach anthropogenen Störungen auftritt, welche Voraussetzungen sie erfordert und welche Prozesse von Bedeutung sind. Forstliche und naturschutzfachliche Relevanz der Erkenntnisse sind zu prüfen. - Versuchsanlage und Methoden - Die Versuchsanlage umfasst verschiedene räumliche Skalenebenen und Zeitabschnitte. Im Untersuchungsraum sächsisches Erzgebirge befinden sich fünf Untersuchungsgebiete. Geschichtliche Aspekte werden auf Basis von Recherchen, der aktuelle Moorzustand anhand von Geländeerhebungen zu Vegetation und Standort analysiert. Langzeitbeobachtungen dienen dem Nachweis von Sukzessionsprozessen und den sie beeinflussenden Umweltfaktoren. Regenerationsprozesse werden anhand von Regenerationsmerkmalen, die eigens für diese Zwecke erarbeitet wurden, lokalisiert und im Kontext mit dem aktuellen Moorzustand und den Erfordernissen von Naturschutz und Forstwirtschaft interpretiert. - Ergebnisse und Schlussfolgerungen - - Das Aufnahmematerial lässt die Differenzierung von 28 Vegetationstypen zu, die anhand von Artengruppen und Zeigerwerten charakterisiert und als Kartiereinheiten zur Bewertung der Moore verwendet werden. Die Moorfläche im Untersuchungsraum wird auf 8.500 ha geschätzt. Jedes untersuchte Moor weist eine spezifische Kombination abiotischer sowie biotischer Merkmale auf und ist deshalb individuell zu bewerten. Entwässerungen und Torfstiche führen zu starker Degeneration, Dominanz von Wald, Seltenheit moortypischer Pflanzenarten, Offengesellschaften, nässegeprägter hydromorphologischer Strukturen sowie ökosystemrelevanter Schlüsselarten. Hinzu kommt eine Schädigung der Baum- und Moosschicht durch SO2-Immissionen bis in die 1990er Jahre und eine nachfolgende Regeneration. - Wiedervernässungen durch Graben- und Torfstichverlandung sind anhand von Zeitreihen und aktuellen Regenerationsmerkmalen nachweisbar. Autogene Moorregeneration kommt selbst in stark degenerierten Mooren vor. Regenerationsbereiche sind häufig, erreichen aber nur einen geringen Anteil an der Moorfläche (Untersuchungsraum: 1 %, Untersuchungsgebiete: 12 %). Sie haben meist mesotrophen Charakter. Eine erhöhte Regenerationsdisposition tritt u. a. bei konvergenten Wasserströmen und geringen Neigungen auf. Lokale Prozesse wie die Bildung von Fließhindernissen beeinflussen das Unwirksamwerden von Gräben. Die Etablierung torfbildender Vegetation nimmt eine Schlüsselstellung ein. Verschiedene Stufen eines diskontinuierlichen Regenerationsfortschritts sind zu unterscheiden und in bisher bekannte Prozessabläufe einzuordnen. Häufigkeit und Flächenverhältnis initialer und fortgeschrittener Regeration legen nahe, dass Regenerationsprozesse auf größerer Fläche ablaufen, jedoch nicht erkannt werden. Regeneration führt zu Standortsdrift und Ausbreitung moortypischer Arten. Das Regenerationspotenzial ist abiotisch vorgegeben. Irreversible Veränderungen der hydromorphologischen Struktur durch Entwässerung oder Torfabbau setzen der Regeneration Grenzen. Anthropogene Stoffeinträge und Mangel an Schlüsselarten bewirken weitere Einschränkungen. - Soweit eine rentable Holzproduktion Ziel ist, stellen autogen regenerierende Moore schwer bis nicht bewirtschaftbare Standorte dar, die aufgrund von Standortsdrift und teils Gehölzfeindlichkeit ein hohes Produktionsrisiko bergen. Naturschutzfachlich sind Regenerationsprozesse eine Chance und ein bedeutendes Schutzgut, da sie zu höherwertigeren Moorlebensräumen führen. Bei fortgeschrittener Regeneration erübrigen sich kostenintensive Eingriffe. Ein statischer Schutz wird dem Prozesscharakter nicht gerecht. Initialstadien und Bereiche, die noch nicht regenerieren, aber ein hohes Potenzial aufweisen, lassen sich effizient fördern. Die starke Degeneration der Moore im Untersuchungsraum begründet bei geringem Anteil aktueller Regenerationsbereiche einen hohen Handlungsbedarf, einschließlich eines abschirmenden Schutzes sowie effizienter Kontrollmechanismen. - Geeignete Datengrundlagen zur Lokalisierung von Flächen mit einem hohen Regenerationspotenzial fehlen weitgehend. Eine Behebung dieses Defizits ist möglich. / - Objectives - The objective of this work is to analyse and to assess to which extent autogenous peatland regeneration occurs after anthropogenic disturbances, what preconditions it requires and what processes are important. Relevance of the findings for forestry and nature conservation is to be examined. - Experimental set-up and methods - The experimental set-up comprises various spatial scale levels and time periods. Five study sites are located in the study area Saxon Erzgebirge Mountains. Historical aspects are analysed based on investigations, the actual condition of the peatland is determined by ground surveys focusing on the vegetation and the site. Long-term observations serve to prove succession processes and the environmental factors influencing them. Regeneration processes are localized by means of regeneration characteristics, which were elaborated just for this purpose, localized, and interpreted in the context of the actual peatland condition and of the requirements of nature conservation and forestry. - Results and conclusions - - The material under survey allows distinguishing between 28 vegetation types which are characterised by means of species groups and indicator values and which are used as mapping units for evaluating the peatlands. The peatland area in the study area comprises an estimated 8500 ha. Each investigated peatland has a specific combination of abiotic and biotic characteristics and therefore needs to be evaluated individually. Drainage and peat cuttings lead to strong degeneration, dominance of forest, rarity of plants species typical of peatland, open-land associations, wetness-coined hydromorphological structures as well as ecosystem-relevant key species. In addition, the tree and moss layer had been damaged by SO2-pollution up to the 1990ies and a succeeding regeneration. - Recurring wetting due to filling-up of ditches and peat cuttings by sedimentation are verifiable by time sequences and actual regeneration characteristics. Autogenous peatland regeneration occurs even in heavily degenerated peatlands. Regeneration areas are frequent, accounting, however, only for a small share at the peatland area (study area: 1 %, study sites: 12 %). Often they are of mesotrophic nature. An increased disposition to regeneration is found, among others, in case of convergent water flows and slight inclinations. Local processes like the formation of obstacles for the flowing may cause ditches to become ineffective. Establishing of peat-forming vegetation is a crucial phenomenon. Various stages of a discontinuous regeneration progress can be differentiated and allocated to the processes that are known so far. Frequency and the area ratio of initial and progressed regeneration suggest that regeneration processes take place on a larger area, but that they are not recognised. Regeneration leads to site drifting and the distribution of peatland species. The regeneration potential is given by abiotic conditions. Irreversible changes of the hydro-morphological structure due to drainage or peat cutting are limiting factors for the regeneration. Anthropogenic input of matter and lack of key species bring about other restrictions. - If a profitable timber production is aimed at, autogenously regenerated peatlands are sites difficult to manage or that cannot be managed at all, involving a high production risk due to site drifting and partly inadequacy for woody plants. For nature conservation, regeneration processes are a chance and an important asset worth of protection, as they lead to high-grade peatland habitats. In the case of advanced regeneration cost-intensive operations are not necessary. A protection of static nature is inadequate for the process character. Initial stages and zones not yet under regeneration, implying, however, a high potential, can be promoted efficiently. Heavy degeneration of the peatlands in the study area, given a low proportion of actual regeneration zones, justifies a strong call for action, including a shielding protection as well as efficient control mechanisms. - An appropriate data basis for localisation of areas, having a high regeneration potential, is largely missing. Remedying this deficit is possible.

- Ziele der Arbeit - Ziel vorliegender Arbeit ist, zu analysieren und zu beurteilen, in welchem Umfang autogene Moorregeneration nach anthropogenen Störungen auftritt, welche Voraussetzungen sie erfordert und welche Prozesse von Bedeutung sind. Forstliche und naturschutzfachliche Relevanz der Erkenntnisse sind zu prüfen. - Versuchsanlage und Methoden - Die Versuchsanlage umfasst verschiedene räumliche Skalenebenen und Zeitabschnitte. Im Untersuchungsraum sächsisches Erzgebirge befinden sich fünf Untersuchungsgebiete. Geschichtliche Aspekte werden auf Basis von Recherchen, der aktuelle Moorzustand anhand von Geländeerhebungen zu Vegetation und Standort analysiert. Langzeitbeobachtungen dienen dem Nachweis von Sukzessionsprozessen und den sie beeinflussenden Umweltfaktoren. Regenerationsprozesse werden anhand von Regenerationsmerkmalen, die eigens für diese Zwecke erarbeitet wurden, lokalisiert und im Kontext mit dem aktuellen Moorzustand und den Erfordernissen von Naturschutz und Forstwirtschaft interpretiert. - Ergebnisse und Schlussfolgerungen - - Das Aufnahmematerial lässt die Differenzierung von 28 Vegetationstypen zu, die anhand von Artengruppen und Zeigerwerten charakterisiert und als Kartiereinheiten zur Bewertung der Moore verwendet werden. Die Moorfläche im Untersuchungsraum wird auf 8.500 ha geschätzt. Jedes untersuchte Moor weist eine spezifische Kombination abiotischer sowie biotischer Merkmale auf und ist deshalb individuell zu bewerten. Entwässerungen und Torfstiche führen zu starker Degeneration, Dominanz von Wald, Seltenheit moortypischer Pflanzenarten, Offengesellschaften, nässegeprägter hydromorphologischer Strukturen sowie ökosystemrelevanter Schlüsselarten. Hinzu kommt eine Schädigung der Baum- und Moosschicht durch SO2-Immissionen bis in die 1990er Jahre und eine nachfolgende Regeneration. - Wiedervernässungen durch Graben- und Torfstichverlandung sind anhand von Zeitreihen und aktuellen Regenerationsmerkmalen nachweisbar. Autogene Moorregeneration kommt selbst in stark degenerierten Mooren vor. Regenerationsbereiche sind häufig, erreichen aber nur einen geringen Anteil an der Moorfläche (Untersuchungsraum: 1 %, Untersuchungsgebiete: 12 %). Sie haben meist mesotrophen Charakter. Eine erhöhte Regenerationsdisposition tritt u. a. bei konvergenten Wasserströmen und geringen Neigungen auf. Lokale Prozesse wie die Bildung von Fließhindernissen beeinflussen das Unwirksamwerden von Gräben. Die Etablierung torfbildender Vegetation nimmt eine Schlüsselstellung ein. Verschiedene Stufen eines diskontinuierlichen Regenerationsfortschritts sind zu unterscheiden und in bisher bekannte Prozessabläufe einzuordnen. Häufigkeit und Flächenverhältnis initialer und fortgeschrittener Regeration legen nahe, dass Regenerationsprozesse auf größerer Fläche ablaufen, jedoch nicht erkannt werden. Regeneration führt zu Standortsdrift und Ausbreitung moortypischer Arten. Das Regenerationspotenzial ist abiotisch vorgegeben. Irreversible Veränderungen der hydromorphologischen Struktur durch Entwässerung oder Torfabbau setzen der Regeneration Grenzen. Anthropogene Stoffeinträge und Mangel an Schlüsselarten bewirken weitere Einschränkungen. - Soweit eine rentable Holzproduktion Ziel ist, stellen autogen regenerierende Moore schwer bis nicht bewirtschaftbare Standorte dar, die aufgrund von Standortsdrift und teils Gehölzfeindlichkeit ein hohes Produktionsrisiko bergen. Naturschutzfachlich sind Regenerationsprozesse eine Chance und ein bedeutendes Schutzgut, da sie zu höherwertigeren Moorlebensräumen führen. Bei fortgeschrittener Regeneration erübrigen sich kostenintensive Eingriffe. Ein statischer Schutz wird dem Prozesscharakter nicht gerecht. Initialstadien und Bereiche, die noch nicht regenerieren, aber ein hohes Potenzial aufweisen, lassen sich effizient fördern. Die starke Degeneration der Moore im Untersuchungsraum begründet bei geringem Anteil aktueller Regenerationsbereiche einen hohen Handlungsbedarf, einschließlich eines abschirmenden Schutzes sowie effizienter Kontrollmechanismen. - Geeignete Datengrundlagen zur Lokalisierung von Flächen mit einem hohen Regenerationspotenzial fehlen weitgehend. Eine Behebung dieses Defizits ist möglich. / - Objectives - The objective of this work is to analyse and to assess to which extent autogenous peatland regeneration occurs after anthropogenic disturbances, what preconditions it requires and what processes are important. Relevance of the findings for forestry and nature conservation is to be examined. - Experimental set-up and methods - The experimental set-up comprises various spatial scale levels and time periods. Five study sites are located in the study area Saxon Erzgebirge Mountains. Historical aspects are analysed based on investigations, the actual condition of the peatland is determined by ground surveys focusing on the vegetation and the site. Long-term observations serve to prove succession processes and the environmental factors influencing them. Regeneration processes are localized by means of regeneration characteristics, which were elaborated just for this purpose, localized, and interpreted in the context of the actual peatland condition and of the requirements of nature conservation and forestry. - Results and conclusions - - The material under survey allows distinguishing between 28 vegetation types which are characterised by means of species groups and indicator values and which are used as mapping units for evaluating the peatlands. The peatland area in the study area comprises an estimated 8500 ha. Each investigated peatland has a specific combination of abiotic and biotic characteristics and therefore needs to be evaluated individually. Drainage and peat cuttings lead to strong degeneration, dominance of forest, rarity of plants species typical of peatland, open-land associations, wetness-coined hydromorphological structures as well as ecosystem-relevant key species. In addition, the tree and moss layer had been damaged by SO2-pollution up to the 1990ies and a succeeding regeneration. - Recurring wetting due to filling-up of ditches and peat cuttings by sedimentation are verifiable by time sequences and actual regeneration characteristics. Autogenous peatland regeneration occurs even in heavily degenerated peatlands. Regeneration areas are frequent, accounting, however, only for a small share at the peatland area (study area: 1 %, study sites: 12 %). Often they are of mesotrophic nature. An increased disposition to regeneration is found, among others, in case of convergent water flows and slight inclinations. Local processes like the formation of obstacles for the flowing may cause ditches to become ineffective. Establishing of peat-forming vegetation is a crucial phenomenon. Various stages of a discontinuous regeneration progress can be differentiated and allocated to the processes that are known so far. Frequency and the area ratio of initial and progressed regeneration suggest that regeneration processes take place on a larger area, but that they are not recognised. Regeneration leads to site drifting and the distribution of peatland species. The regeneration potential is given by abiotic conditions. Irreversible changes of the hydro-morphological structure due to drainage or peat cutting are limiting factors for the regeneration. Anthropogenic input of matter and lack of key species bring about other restrictions. - If a profitable timber production is aimed at, autogenously regenerated peatlands are sites difficult to manage or that cannot be managed at all, involving a high production risk due to site drifting and partly inadequacy for woody plants. For nature conservation, regeneration processes are a chance and an important asset worth of protection, as they lead to high-grade peatland habitats. In the case of advanced regeneration cost-intensive operations are not necessary. A protection of static nature is inadequate for the process character. Initial stages and zones not yet under regeneration, implying, however, a high potential, can be promoted efficiently. Heavy degeneration of the peatlands in the study area, given a low proportion of actual regeneration zones, justifies a strong call for action, including a shielding protection as well as efficient control mechanisms. - An appropriate data basis for localisation of areas, having a high regeneration potential, is largely missing. Remedying this deficit is possible.