Hinter dem jüngsten Erfolg der Wyss Academy bei der Wiederbegrünung von Teilen der Landschaft im Laikipia County, Kenia, steckt noch eine weitere Geschichte: Seit September 2023 unterstützt das Team des Hubs Ostafrika die Kolleg*innen aus Forschung & Innovation in Bern bei einer Hypothese. Wenn dem Boden zusätzlich Kohlenstoff zugeführt würde – könnte dies nicht nur die Landschaft grüner machen, sondern auch dazu beitragen, dass der Boden mehr Wasser speichert? Könnte es sogar zu mehr Regen führen?

In halbtrockenen Gebieten weltweit ist Weideland so weit degradiert, dass die dort wachsenden Pflanzen immer weniger Tiere ernähren können und Wasser zunehmend knapper wird. Es braucht Methoden, die weltweit reproduzierbar sind – die helfen können, diesen Teufelskreis zu durchbrechen und sowohl Vegetation als auch Wasser in die Landschaft zurückzubringen.

Während das Team in Laikipia eine grosse lokale Unterstützung für das Projekt mit halbkreisförmigen Erdwällen erlebte, führten die Kolleg*innen in Bern bereits eine Studie mit einem digitalen globalen Landoberflächenmodell durch, um den Effekt naturbasierter Ansätze auf die Verfügbarkeit von Wasser im Boden zu simulieren. Ein Landoberflächenmodell ist ein digitales Werkzeug, das physikalische, chemische und biologische Prozesse an der Erdoberfläche abbildet und die Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosphäre erfasst. Solche Modelle können vorhersagen, wie sich Klimawandel und Landnutzung auf das Pflanzenwachstum auswirken – was wiederum den Austausch von Energie, Wasser und Kohlenstoff mit der Atmosphäre beeinflusst. Auf diese Weise können Landoberflächenmodelle wichtige Grundlagen für politische Entscheidungen zu Landnutzung und Wasserbewirtschaftung liefern.

Sie koordiniert das interdisziplinäre Projekt der Wyss Academy zur Wasserknappheit und hat in dieser Funktion die Integration der Modellierungsstudie in den lokalen Kontext in Kenia begleitet. Prof. Dr. Édouard Davin brachte die Hypothese ein, dass eine erhöhte Speicherung von Kohlenstoff im Boden positive Nebeneffekte für den Wasserkreislauf haben könnte, indem mehr Bodenfeuchtigkeit zurückgehalten wird. Dr. Inne Vanderkelen, ein ehemaliges Teammitglied, schlug vor, diese Hypothese mit einem Landoberflächenmodell zu testen. Das Modell wurde anschliessend von Édouard Davin an der Planungswoche der Wyss Academy im September vorgestellt.

Dort zeigte sich, wie die enge Zusammenarbeit der Wyss-Academy-Forschenden mit der Arbeit in den Hubs Früchte trägt. „Édouard und ich haben es mit Sheila Funnell, der Leiterin für Innovation und Impact im Hub Ostafrika, besprochen und gemeinsam überlegt, wie sich Kohlenstoffspeicherung mit den bereits laufenden halbkreisförmigen Erdwällen testen liesse“, sagt Marie-Estelle Demory. „Dabei entstand die Idee, eine dünne Schicht Biokohle unter der Bodenoberfläche einzubringen – und Sheila und der Projektleiter des Hubs, Antony Wandera, haben es übernommen und umgesetzt.“

Biokohle ist eine Form von Holzkohle, die aus organischen Materialien wie landwirtschaftlichen Reststoffen oder Holz hergestellt wird. Das Hub-Team legte zwei zusätzliche Erdwälle an und installierte in jedem Bodensensoren. Laut Marie-Estelle Demory „konnten sie mit kontinuierlichem Monitoring vor Ort die Hypothese überprüfen, dass eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts im Boden die Bodenfeuchtigkeit steigert“. Einige Aspekte erwiesen sich jedoch als komplexer, als die Hypothese vermuten liess. Der positive Effekt auf die Bodenfeuchtigkeit hängt beispielsweise von Boden- und Klimabedingungen ab. Laut Professor Davin „ermöglicht uns die Modellierungsstudie, allgemeinere Schlussfolgerungen zu ziehen, die hilfreich sein werden, wenn wir diese Strategie im grösseren Massstab anwenden wollen“.

Mehr Pflanzenwachstum in Kombination mit erhöhter Bodenfeuchtigkeit würde den Feuchtigkeitsfluss in die Atmosphäre steigern – was wiederum einen positiven Effekt auf den lokalen Niederschlag hätte. Damit bestünde das Potenzial, den Wasserkreislauf in halbtrockenen Regionen wirksam wiederherzustellen.

Für den Moment bleiben jedoch offene Fragen. Zum Beispiel: Wie gut ist die Feuchtigkeit in den halbkreisförmigen Erdwällen für die dort wachsenden Pflanzen zugänglich? Inzwischen ist daraus ein interdisziplinäres Vorhaben geworden: Die halbkreisförmigen Erdwälle im Laikipia County werden weiterhin vom Hub Ostafrika gemeinsam mit Kolleg*innen der Teams Innovative Technologie, Integrativer Biodiversitätsschutz sowie Klimaszenarios und Nachhaltige Entwicklung überwacht.