05.05.2023

Klimaschutz: Ohne Moos nix los

Moose sind für die Ökosysteme der Erde wichtiger als bisher gedacht. Zu diesem Ergebnis kommt eine globale Studie.
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Moos
Foto: unsplash

Moose gehören zu den ältesten Landpflanzen auf der Erde und kommen auf dem ganzen Planeten vor. Auch in Wüsten oder arktischen Regionen. Doch das Wissen über ihre Rolle für das Leben auf der Erde hat Lücken.

Bisher deuteten nur Experimente und Beobachtungen darauf hin, dass Bodenmoose wesentliche Ökosystemdienstleistungen erbringen. Das sind Dienste, die die Natur übernimmt, und von denen wir Menschen profitieren.

Der Beitrag von Moosen zu den Funktionen des Bodens wurde aber noch nie unter natürlichen Bedingungen global bewertet. Bis jetzt. Denn Wissenschafter:innen haben nun erstmals eine globale, standardisierte Feldstudie durchgeführt, die beantwortet, wie Bodenmoose die Ökosystemdienstleistungen des Bodens beeinflussen.

Auf der Suche nach Antworten

Moose haben eine große Bedeutung für den Schutz der Böden und die Wiederherstellung von Ökosystemen. So könnte man die Ergebnisse der Studie, die im Fachmagazin Nature Geoscience veröffentlicht wurde, in einem Satz zusammenfassen.

Um zu dieser Erkenntnis zu kommen haben die Wissenschafter:innen 123 Standorte untersucht, die über den ganzen Planeten verteilt sind. Dabei wurden Flächen mit Bodenmoosen, Gefäßpflanzen und nacktem Boden miteinander verglichen.

Die Lebensräume, die untersucht wurden, decken sehr unterschiedliche Ökosysteme ab. Beispielsweise Wüsten oder antarktische Heidelandschaften. Insgesamt bedecken Moose weltweit eine Fläche von etwa 9 Millionen Quadratkilometer – das entspricht ungefähr der Fläche Chinas. Dabei sind die Moose in den borealen Wäldern, die in der Studie nicht berücksichtigt wurden, noch gar nicht miteinberechnet.

Das leisten Moose für den Boden und uns Menschen

Wie sehr Moose Einfluss auf die Böden nehmen, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Am meisten bewirken sie in natürlichen Umgebungen mit geringer Produktivität. Das sind zum Beispiel Wüsten. Insgesamt nehmen Bodenmoose auf mindestens acht Ökosystemdienstleistungen des Bodens Einfluss. Diese seien entscheidend für die Erhaltung des Lebens auf der Erde. Hier sind drei Beispiele:

Kohlenstoffbindung
Moose haben einen bedeutenden Einfluss auf die Kohlenstoffspeicherung in Böden. Vergleicht man sie mit unbegrünten Böden, speichern Moose weltweit rund 6,43 Gigatonnen mehr Kohlenstoff in der Bodenschicht.

Zum Vergleich: Der Weltklimarat schätzte Anfang 2020, dass die Atmosphäre noch 400 Gigatonnen CO2 aufnehmen kann, um das 1,5 Grad Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von 66 Prozent zu erreichen. Jedes Jahr verbrauchen wir Mensche 42,2 Gigatonnen CO2 aus diesem Budget.

Nährstoffe

Moose erhöhen auch den Gehalt grundlegender Nährstoffe, die wesentlich für die Produktivität von Böden sind. Beispielsweise enthält der Boden unter Moosen mehr Stickstoff, Phosphor oder Magnesium, verglichen mit kahlen Böden.

Sandige Böden binden weniger Nährstoffe als andere Bodenarten und sind empfindlich, was den Verlust von Nährstoffen betrifft. Gerade bei sandigen Böden kann Moos laut der Studie wesentlich dazu beitragen, die Bodenfruchtbarkeit und den Lebensraum von Organismen zu verbessern.

Krankheitserreger

In Böden leben auch zahlreiche Organismen, die Krankheiten bei Pflanzen hervorrufen können. Die Ergebnisse der Studie zeigen aber, dass Böden unter Moosen einen geringeren Anteil an solchen Pflanzenpathogenen aufweisen. Moose können also dazu beitragen, die Belastung des Bodens mit Krankheitserregern zu verringern.

Forderungen der Forscher:innen

Die Wissenschafter:innen weisen darauf hin, dass die Studie mit Vorbehalten behaftet ist. Es handle sich bei der Studie um Beobachtungen und kein Experiment. Außerdem war es ihnen nicht möglich, Stichproben in borealen Wäldern zu nehmen, da der nackte Boden nicht frei vom Einfluss der Moose war.

Laut den Forscher:innen verdeutlichen die Ergebnisse der Studie aber den Beitrag der Moose zum Bodenleben und den Bodenfunktionen. Es sei wichtig, diese Organismen zu erhalten, um gesunde Böden zu fördern. Denn ohne Bodenmoose wäre die Fähigkeit der Erde, gesunde Böden zu produzieren, Lebensraum zu bieten und Krankheitserreger zu bekämpfen, stark eingeschränkt.

Die Wissenschafter:innen appellieren in der Studie dazu, Moose zu schützen. Denn sie seien weltweit, beispielsweise durch die Viehzucht oder Klimaveränderungen, zunehmend bedroht. Der Verlust von nur 15 Prozent der weltweiten Moosbedeckung entspräche den globalen Kohlendioxidemissionen aller Landnutzungsänderungen in einem Jahr.

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(c) ParityQC: Wolfgang Lechner und Magdalena Hauser.
Wolfgang Lechner und Magdalena Hauser. (c) ParityQC

Quantum Brilliance, Entwickler für Quantencomputing-Produkte und -Lösungen und ParityQC, entwickeln gemeinsam einen mobilen Quantencomputer. Als Konsortium sind die beiden Unternehmen unter den drei Finalisten des Projekts “Mobiler Quantencomputer” (MQC) der Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH (Cyberagentur).

Ziel des Wettbewerbs ist die Miniaturisierung von Quantencomputern, um sie im Hinblick auf Größe, Gewicht und Energieverbrauch mobil einsetzen zu können. Die Phase III des Projekts läuft insgesamt 30 Monate und wird von der Cyberagentur mit insgesamt 35 Millionen Euro gefördert.

ParityQC “der richtige Partner”

“Wir sind stolz darauf, dass wir den mobilen Quantencomputer für die Cyberagentur entwickeln dürfen. Bei diesem großartigen Projekt werden die Stärken unserer Hardware voll zum Tragen kommen – und mit ParityQC haben wir genau den richtigen Partner, um ein leistungsfähiges Produkt zu schaffen”, sagt Mark Mattingley-Scott, General Manager EMEA bei Quantum Brilliance.

Ein mobiler Quantencomputer bietet den Vorteil, hochkomplexe Simulationen in Quantengeschwindigkeit direkt vor Ort durchführen zu können, ohne Rechenzentrum und Cloud-Infrastruktur. Das ermöglicht eine sichere und zuverlässige Rechenleistung auch in entlegenen Umgebungen.

Der zu entwickelnde mobile Quantencomputer soll in erster Linie in Sicherheit und Verteidigung, aber auch in zivilen Szenarien zum Einsatz kommen. Die Technologie eignet sich beispielsweise zur Berechnung komplexer Logistik-Szenarien und als Basis für leistungsstarke Verschlüsselungstechniken für einen effektiven Schutz kritischer Infrastrukturen.

Quantenarchitektur und Software

ParityQC ist zuständig für die Quantenarchitektur und Software für die NV-Center-Hardwareplattform von Quantum Brilliance. Dafür stellt das Unternehmen einen Hardware-nativen Compiler bereit, der reale Probleme in Quantengatter übersetzt, die spezifisch für die diamantbasierte Hardware von Quantum Brilliance sind.

Mit der Architektur von ParityQC lassen sich Qubits effizienter nutzen und eventuell auftretende Fehler korrigieren – das führt zu zuverlässigeren Berechnungen. Darüber hinaus verhindere dieser Aufbau, dass einzelne Qubits über größere Entfernung miteinander agieren müssen, was im Rahmen der heutigen Technologie oft nur schwer möglich sei.

ParityQC: Mobile Entwicklung

“Wir glauben, dass die Partnerschaft zwischen ParityQC und Quantum Brilliance der richtige Weg ist, um den weltweit ersten mobilen Quantencomputer zu entwickeln”, sagt ParityQC Co-CEO Wolfgang Lechner.

Auch Co-CEO Magdalena Hauser äußert sich ähnlich: “Die speziell für NV-Center entwickelte Architektur bietet Vorteile, die für die mobile Entwicklung von entscheidender Bedeutung sein werden, zum Beispiel die Fähigkeit, komplexere Algorithmen schneller und mit geringerer Fehlerquote zu bearbeiten.”

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