Wie Biber zum Klimaschutz beisteuern

Nach jahrzehntelangen Schutzbemühungen kehren die Biber zunehmend in Flüsse und andere Naturlandschaften in ganz Europa zurück. So ist 2007 beispielsweise eine Biberfamilie im Niederholz bei Marthalen im Kanton Zürich eingezogen. Sie staute den zuvor geraden Mederbach und gestaltete daraus eine typische Biberlandschaft. Anstelle des ehemals kleinen Bächleins erstreckt sich heute einer der grössten Biberseen der Schweiz.

In diesem Bibersee führte nun eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung der University of Birmingham, der Wageningen University & Research, der Universität Bern und weiteren internationalen Partnern eine Studie durch, in der sie untersuchten, wie stark Biber durch ihre Bautätigkeit den Kohlenstoffkreislauf verändern. Ihre Ergebnisse zeigen: Biber können Flussbetten so umwandeln, dass die Freisetzung von Kohlenstoffdioxid in die Luft verringert wird. Die soeben in Communications Earth & Environment veröffentlichte Studie bietet erstmals eine umfassende Kohlenstoffbilanz für von Bibern gestaltete Feuchtgebiete.

Ökosystem-Ingenieursleistung von Bibern

Für ihre Studie erhoben die Forschenden detaillierte Messdaten zu Wasserflüssen und zu chemischen Prozessen mit Hilfe von Bodenproben und von Messungen von Gasen wie CO₂. Diese Informationen kombinierten sie mit langfristigen Berechnungen und erstellten so die bislang präziseste Übersicht darüber, wie viel Kohlenstoff in einer Biberlandschaft in der Schweiz gespeichert wird.

Mit ihren Untersuchungen konnten die Forschenden zeigen, dass Biber die Speicherung, den Kreislauf und den Rückhalt von Kohlenstoff in Oberwassersystemen – den kleinen, flussaufwärts gelegenen Ursprüngen von Flüssen – massgeblich verändern.

Durch den Bau von Dämmen überschwemmen Biber die Flussauen, schaffen Feuchtgebiete, verändern die Grundwasserfliesspfade und halten grosse Mengen an organischem und anorganischem Material zurück – also pflanzliche und tierische Überreste sowie mineralische Bestandteile wie Sand, Schluff und Ton – und damit auch Kohlenstoff. Dabei erbringen Biber eine sogenannte Ökosystem-Ingenieursleistung: sie gestalten ihre Umgebung durch ihr natürliches Verhalten um und wirken so als «Baumeister» der Umwelt. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die von Bibern angelegten Feuchtgebiete bis zu zehnmal mehr Kohlenstoff speichern können als ähnliche Gebiete ohne Biberaktivität.

98,3 Tonnen Kohlenstoff gespeichert

Über einen Zeitraum von 13 Jahren wurden in dem Feuchtgebiet schätzungsweise 1’194 Tonnen Kohlenstoff gespeichert, was 10,1 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar und Jahr entspricht. «Dies sind sehr hohe Werte. Bekannte Massnahmen in der Landwirtschaft zur langfristigen Kohlenstoffeinlagerung im Boden führen meist zu weniger als 1 Tonne pro Hektar und Jahr», erklärt Bettina Schaefli vom Geografischen Institut der Universität Bern und Mitautorin der Studie. Dr. Joshua Larsen von der University of Birmingham, Hauptautor der Studie, erklärte: «Unsere Ergebnisse zeigen, dass Biber nicht nur Landschaften verändern, sondern auch die Art und Weise, wie sich Kohlenstoff durch sie bewegt. Indem sie das Wasser verlangsamen, Sedimente zurückhalten und Feuchtgebiete ausweiten, verwandeln sie Bäche in leistungsfähige Kohlenstoffsenken. Diese erstmalige Studie stellt eine wichtige Chance und einen Durchbruch für künftige naturbasierte Klimalösungen in ganz Europa dar.»

Aufgrund der Biberaktivität in dem Gebiet wirkte das Feuchtgebiet als jährliche Nettokohlenstoffsenke – also ein System, das insgesamt mehr Kohlenstoff aufnimmt und speichert, als es an die Atmosphäre abgibt – von 98,3 ± 33,4 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr. Das bedeutet, dass im Durchschnitt 98,3 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr gespeichert werden, mit einer Unsicherheit von 33,4 Tonnen nach oben oder unten. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass gelöster anorganischer Kohlenstoff über unterirdische Wasserwege aus dem Gebiet entfernt und dort gespeichert wird.

Langfristige Kohlenstoffsenke

Das vom Biber gestaltete System zeigte dabei auch klare saisonale Muster. «Im Sommer, wenn die Wasserstände zurückgingen und die freiliegenden Sedimentoberflächen zunahmen, überstiegen die Kohlendioxidemissionen vorübergehend die Rückhaltung – das System wurde zu einer kurzfristigen Kohlenstoffquelle», sagt Schaefli. Über die Jahreszyklen hinweg führte die vom Biber verursachte Ansammlung von Sedimenten, Pflanzen und Totholz jedoch zu einer deutlichen Speicherung von Kohlenstoff. «Vor allem die Methanemissionen (CH₄), die in Feuchtgebieten oft ein grosses Problem darstellen, wurden als vernachlässigbar eingestuft und machten weniger als 0,1 Prozent des Kohlenstoffbudgets aus», so Schaefli. Dr. Lukas Hallberg von der University of Birmingham, der Erstautor der Studie, sagt: «Innerhalb von etwas mehr als einem Jahrzehnt hat sich das von uns untersuchte System bereits in eine langfristige Kohlenstoffsenke verwandelt, was weit über das hinausgeht, was wir von einem unbewirtschafteten Flusskorridor erwarten würden. Dies unterstreicht das enorme Potenzial von Biber-Revitalisierungen und bietet wertvolle Einblicke in die mögliche Landnutzungsplanung, Strategien zur Wiederbewaldung und Klimapolitik».

Auswirkungen auf das künftige Klimamanagement

Im Laufe der Zeit wird der Kohlenstoff in den von Bibern geschaffenen Feuchtgebieten in den sich ansammelnden Sedimenten und im Totholz gespeichert. Die Forschenden stellten fest, dass diese Sedimente bis zu 14‑mal mehr anorganischen und achtmal mehr organischen Kohlenstoff enthalten als die Böden der umliegenden Wälder. Das Totholz aus den Wäldern entlang von Flüssen, Bächen und Feuchtgebieten (Auwälder) machte fast die Hälfte des gesamten langfristig gespeicherten Kohlenstoffs aus. Diese Speicher könnten über Jahrzehnte hinweg bestehen bleiben, was darauf hindeutet, dass durch Biber veränderte Feuchtgebiete als zuverlässige, langfristige Kohlenstoffsenken fungieren – solange ihre Dämme intakt bleiben.

«Wir schätzen, dass Biberfeuchtgebiete 1,2 bis 1,8 Prozent der jährlichen Kohlenstoffemissionen des Landes ausgleichen könnten, wenn sie auf alle für die Wiederbesiedlung durch Biber geeigneten Auengebiete in der Schweiz ausgedehnt würden: Sie würden dem Klima ohne aktives menschliches Eingreifen oder finanzielle Kosten zugutekommen», so Schaefli.

Da sich die Biberpopulationen weiter ausbreiten, werden weitere Forschungen zum Verständnis ihrer Rolle bei der Gestaltung künftiger Ökosysteme und künftiger Kohlenstoffbudgets von entscheidender Bedeutung sein.