Mass Balances of a Drained and a Rewetted Peatland: on Former Losses and Recent Gains

Drained peatlands are important sources of greenhouse gases and are rewetted to curb these emissions. We study one drained and one rewetted fen in terms of losses—and, after rewetting—gains of organic matter (OM), carbon (C), and peat thickness. We determined bulk density (BD) and ash/OM (and C/OM) ratios for 0.5 cm thick contiguous slices from peat monoliths to calculate losses. Whereas one site has lost 28.5 kg OM m−2 corresponding to annual emissions of ~10 t CO2 ha−1 a−1 over 50 years of effective drainage, the other site has lost 102 kg OM m−2, corresponding to an annual loss of ~30 t CO2 ha−1 a−1 for 30 years of intensive drainage and 6 t CO2 ha−1 a−1 during ~225 years of weak drainage before that. Height losses ranged from 43 to 162 cm. In the 20 years after rewetting, 2.12 kg C m−2 was accumulated, equaling an average annual uptake of ~0.4 kg CO2 m−2 a−1. The results indicate that rewetting can lead to carbon accumulation in fens. This sink function is only small compared with the high emissions that are avoided through rewetting

From Understanding to Sustainable Use of Peatlands: The WETSCAPES Approach

Of all terrestrial ecosystems, peatlands store carbon most effectively in long-term scales of millennia. However, many peatlands have been drained for peat extraction or agricultural use. This converts peatlands from sinks to sources of carbon, causing approx. 5% of the anthropogenic greenhouse effect and additional negative effects on other ecosystem services. Rewetting peatlands can mitigate climate change and may be combined with management in the form of paludiculture. Rewetted peatlands, however, do not equal their pristine ancestors and their ecological functioning is not understood. This holds true especially for groundwater-fed fens. Their functioning results from manifold interactions and can only be understood following an integrative approach of many relevant fields of science, which we merge in the interdisciplinary project WETSCAPES. Here, we address interactions among water transport and chemistry, primary production, peat formation, matter transformation and transport, microbial community, and greenhouse gas exchange using state of the art methods. We record data on six study sites spread across three common fen types (Alder forest, percolation fen, and coastal fen), each in drained and rewetted states. First results revealed that indicators reflecting more long-term effects like vegetation and soil chemistry showed a stronger differentiation between drained and rewetted states than variables with a more immediate reaction to environmental change, like greenhouse gas (GHG) emissions. Variations in microbial community composition explained differences in soil chemical data as well as vegetation composition and GHG exchange. We show the importance of developing an integrative understanding of managed fen peatlands and their ecosystem functioning.

200 years of mire research in Greifswald – An overview and outlook

Abstract: For 200 years’ peatland studies have been done in Greifswald in Mecklenburg Western Pomerania (Germany). This article describes the development of peatland studies in Greifswald based on the chronology of important actors, their achievements and publications since the early 19th century. Peatland studies developed as a transdisciplinary discipline in science mainly conducted by botanists and geologists. Special emphasis is on the preparation of the concept of „vegetation forms“, the classification of hydrogenetic mire types, the quantitative palynology and the concept of paludiculture by scientists in Greifswald. The development of peatland studies in Greifswald is closely linked with the history of the Ernst-Moritz-Arndt University in Greifswald. However new structures and institutions developed and were taken into account, for instance the Greifswald Mire Centre.Zusammenfassung: Greifswald in Mecklenburg-Vorpommern ist seit etwa 200 Jahren ein Ort der moor kundlichen Forschung. Die Entwicklung der Moorforschung in Greifswald wird nachvollzogen in einer chronologisch aufgebauten Betrachtung des Wirkens wichtiger Vertreter und ihrer Arbeiten, beginnend mit dem frühen 19. Jahrhundert. Die Einordnung ihres Schaffens erfolgt vor dem Hintergrund der Entwicklung der Moorkunde als fachübergreifende, häufig von Botanikern und Geologen betriebene Wissenschaft. Hervorzuheben ist die Konzeptionierung und Erarbeitung des Vegetationsformenkonzeptes, der hydrogenetischen Moorklassifikation, der quantitativen Palynologie sowie der Paludikultur durch Greifswalder Forscher. Die Entwicklung der Moorkunde in Greifswald ist zwar eng mit der Geschichte der hiesigen Universität verzahnt, jedoch werden auch sich neu formende, darüberhinausgehende Strukturen, wie An-Institute, Stiftungen und das Greifswald Moor Centrum berücksichtigt.DFG, SUB Göttingen, DGMTresearc

On the genesis of the percolation mire Rotes Luch (Brandenburg)

In Brandenburg werden aktuell mehr als 200.000 ha organische Böden entwässert und wirtschaftlich so genutzt, dass sie pro Jahr 6,2 Mio. Tonnen CO2, ausgedrückt in Äquivalenten, emittieren. Daher sind im Rahmen des vom Land finanzierten Projektes „Klimamoor Brandenburg“ in 20 zum Teil großflächigen Mooren Wasserrückhaltungen vorgesehen, um deren Wasserhaushalt zu optimieren und den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Begleitend sollen in Kooperation mit den landwirtschaftlichen Nutzern nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien und Verwertungsmöglichkeiten etabliert werden. In einer der Projektflächen, dem Roten Luch, wurde in einem Bereich größter Moortiefe ein zwei Meter langer Kern makrofossil- und pollenanalytisch untersucht. Mit Hilfe von Radiokarbon-Datierungen und Pollendaten kann die Entwicklung des Moores seit dem Spätglazial nachvollzogen werden. Die Makrofossildaten deuten auf ein sich mehrfach änderndes Wasserregime und die Entwicklung von einem Verlandungsmoor über ein Moor mit Überflutungseinfluss zu einem Durchströmungsmoor. Die Datierungen lassen darauf schließen, dass das Moor zwar bereits zu Beginn des Holozäns Torf akkumulierte, aber die Herausbildung des Durchströmungsmoores profitierte von der landwirtschaftlich bedingten Öffnung der Landschaft und der damit verstärkten Grundwasserneubildung seit dem Neolithikum.In Brandenburg, more than 200,000 hectares of organic soils are currently drained and emit ca. 6.2 million tons of CO2 equivalents per year. Therefore, within the project “Klimamoor Brandenburg” financed by the federal state, water retention measures are planned in 20 peatlands in order to optimize their water balance and to reduce greenhouse gas emissions. At the same time, sustainable management strategies and utilization options are to be established in cooperation with agricultural users. In one of the project areas, the mire Rotes Luch, an approximately two-metre-long core from an area of greatest mire depth was analysed for macrofossils and pollen. By means of radiocarbon dating and pollen data, the development of the mire since the Late Glacial can be observed. The macrofossil data indicate a repeatedly changing water regime and the development from a terrestrialisation mire via a mire with flooding influence to a percolation mire. The dating indicates that the mire already accumulated peat at the beginning of the Holocene, but the development of the percolation mire benefited from the opening of the landscape by agriculture and the resulting increased groundwater recharge since the Neolithic period.researc

History of the vegetation of a valley mire in Northeast China

Abstract: Macrofossil-analytical methods were used to reconstruct the vegetation development of a valley mire in temperate Northeast China. Statistical methods supported the differentiation of various developmental stages. The vegetation development shows parallels but also differences with the formation of northeast German valley mires. The mire originated as a result of paludification followed by a stagnant water body that terrestrialized. Subsequently a brownmoss rich sedge mire establised. The macrofossils indicate a loose and highly permeable peat. After a natural disturbance (flooding), resulting in the sedimentation of clastic material, it took some time until stable wet conditions re-established. In the upper three meters of the nearly nine meters thick peat layer, the composition of peat shows a marked increase of macrofossil types indicating acid-poor conditions and woody plants. Possible autogenous and allognic reasons for this change are discussed. As the uppermost peat is similar to that of the upper three metres of peat, we conclude that the mire is still in a near natural condition. This emphasises its conservation value as a representative of a former widespread mire type and as a reference site to study the valley mires that were typical for this region.Zusammenfassung: Mit Hilfe einer Makrofossilanalyse wird die Vegetationsgeschichte eines Talmoores im temperaten Nordosten Chinas rekonstruiert. Für die Abgrenzung und Beschreibung verschiedener Entwicklungsphasen wurden neben der Interpretation der Makroreste statistische Methoden angewendet. Die Vegetationsentwicklung zeigt Parallelen aber auch Unterschiede zur Genese der nordostdeutschen Talmoore. Das Moor ist nach einer initialen Versumpfung und kurzen Gewässerphase als Verlandungsmoor entstanden, auf dem anschließend ein braunmoosreiches Durchströmungsmoor aufwuchs. Die Makrofossilien lassen auf konstante schwammsumpfige Bedingungen schließen. Eine natürliche Störung (Überflutung) führte zur Ablagerung einer mineralischen Schicht und einer Veränderung des Standortes. Nach der Bildung weiterer Torfe etablierte sich ein Seggenried mit Arten, welche stabile und gleichmäßig nasse Verhältnisse indizieren. Im oberen Drittel des fast neun Meter mächtigen Torfköpers kommt es zu einem Anstieg von Indikatorarten sauer-armer Standorte sowie zu einer Zunahme von Gehölzresten. Eine Veränderung des Klimas oder das natürliche Herauswachsen des Moorkörpers aus dem Grundwassereinflussbereich werden hierfür als Ursache angenommen. Die obersten Torfe lassen keine Veränderung in Zusammensetzung und Zersetzungsgrad erkennen und verdeutlichen den naturnahen Zustand des Moores. Aufgrund dieser geringen anthropogenen Beeinflussung hat das Moor einen sehr hohen Schutzwert und eignet sich als Referenzobjekt für einen ehemals in der Region weit verbreiteten Moortyp.DFG, SUB Göttingen, DGMTresearc

Bericht über die Sektionstagung der DGMT (Sektionen I und V) „Aktuelles zum Moorschutz: Umsetzung in der Niederlausitzer Heidelandschaft und faunistische Aspekte“ vom 6. bis 8. Juni 2013 im Natoureum Maasdorf an der Kleinen Elster

Unter dem Titel „Aktuelles zum Moorschutz: Umsetzung in der Niederlausitzer Heidelandschaft und faunistische Aspekte“ fand vom 06. bis zum 08. Juni 2013 die gemeinsame Sektionstagung der DGMT (Sektionen I und V) mit der Landesforst Brandenburg und dem Naturpark Niederlausitzer Heidelandschaft statt. Tagungsort war das Natoureum Maasdorf in der Niederlausitzer Heidelandschaft. Im Vordergrund der Tagung standen der Moorschutz und dessen Umsetzung in der Niederlausitzer Heidelandschaft. Daneben bildeten die faunistischen Aspekte im Moorschutz einen weiteren Schwerpunkt. Für eine klimaneutrale Tagung wurden die für die Veranstaltung verursachten CO2-Emissionen berechnet und durch den Erwerb von 2 MoorFutures Brandenburg ausgeglichen.DFG, SUB Göttingen, DGMTresearc