Klimawandel: Die Pufferwirkung der Pflanzen lässt nach

Die Vegetation spielt eine wichtige Rolle im globalen Klimasystem. Im Rahmen der Photosynthese nehmen Pflanzen große Mengen Kohlenstoffdioxid auf. So können sie der stetig steigenden Konzentration dieses Klimagases in der Atmosphäre entgegenwirken. Diese CO2-Pufferwirkung der Vegetation nimmt aber seit Jahrzehnten ab, wie nun eine Studie belegt.

CO2 düngt Pflanzen

Die Funktion der Vegetation als CO2-Puffer hat auch eine andere Wirkung: CO2 dient sozusagen als Dünger für Pflanzen. Die steigende CO2-Konzentration in der Atmosphäre hatte daher auch zur Folge, dass die Erde grüner geworden ist. Mit der Zunahme der Vegetation stieg logischerweise auch die Pufferwirkung.

Dieser Düngeeffekt und damit auch die Pufferwirkung der Vegetation ist allerdings nicht unbegrenzt. Wenn den Pflanzen Wasser oder Nährstoffe fehlen oder andere Rahmenbedingungen wie etwa die Temperatur nicht mehr stimmen, dann wachsen sie auch bei mehr verfügbaren CO2 nicht besser. Bereits heute werden einige Tropenwälder vorübergehend von ausgelasteten CO2-Senken zu CO2-Schleudern.

Wie genau sich der Düngeeffekt des CO2 (auch β-Faktor global entwickelt, war bislang unklar. Ein internationales Team unter Leitung von Songhan Wang von der Nanjing Universität in China wollte dieser Frage auf den Grund gehen und hat die globalen Trends des Düngeeffekts von 1985 bis 2015 untersucht. Dabei griffen die Forscher auf mehrere unabhängige Satelliten-Datenreihen zurück, die unter anderem den Vegetationsindex, die Photosynthese-Intensität sowie weitere Datenpunkte enthielten.

Deutliche Abnahme beobachtet

„Trotz der zunehmenden Kohlenstoffaufnahme der Vegetation liefern wir robuste und konsistente Ergebnisse dafür, dass der positive CO2-Düngeeffekt auf Pflanzenwachstum in den letzten Jahrzehnten zurückgegangen ist„, fasst Wang die Ergebnisse zusammen. Während Pflanzen in den 1980er- und 1990er Jahren noch zusätzlich 21,8 Prozent CO2 pro 100 ppm aufnehmen konnten, waren es ab 2001 noch 12,9 Prozent. Die Forscher errechneten einen jährlichen Rückgang des Düngeeffekts um 0,9 Prozent pro 100 ppm.

Der schwindende Puffereffekt tritt besonders deutlich in kälteren Klimaregionen auf. „Die Gebiete mit sinkendem β-Faktor erstrecken sich über einen Großteil des Globus. Ein Anstieg des CO2-Düngeeffekt wurde dagegen nur in wenigen begrenzten Arealen beobachtet, darunter Teile Südostasiens, Ostaustraliens und Nordamerikas„, so die Forscher. Der CO2-Düngeeffekt gehe deutlich mehr zurück, als die gängigen Klimamodelle vorhergesagt haben.

Wasser – und Nährstoffmangel wirken sich auf das Klima aus

Als Gründe für die Abnahme des β-Faktors identifizierten die Forscher im Wesentlichen zwei Faktoren. Einer davon ist eine vielerorts auftretende Abnahme von Nährstoffkonzentration in der Vegetation. Im Schnitt beobachteten Forscher einen Rückgang von Phosphor und Schwefel um 0,55 bzw. 0,24 Prozent pro Jahr. Dieser Rückgang kann das Pflanzenwachstum einschränken und hemmt so den CO2-Düngeeffekt.

Der andere Grund ist der Rückgang des verfügbaren Wassers. Mehr und größere Pflanzen benötigen auch mehr Wasser. Wenn dieses fehlt, geht auch der CO2-Düngeeffekt zurück. Dieser Effekt tritt naturgemäß am deutlichsten in trockenen Regionen auf und wurde von den gängigen Modellen nur unzureichend berücksichtigt.

„Pflanzen brauchen ein ausgewogenes Verhältnis von CO2, Wasser und anderen wichtigen Nährstoffen, um zu wachsen. Wenn die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen nicht parallel zum Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentrationen zunimmt, können Pflanzen die erhöhte Verfügbarkeit dieses Gases nicht nutzen„, so Koautor Daniel Goll von der Universität Augsburg.

Die Abnahme des Düngeeffekts bedeutet auch, dass die globale Vegetation in Zukunft immer weniger als Gegengewicht zum Klimawandel fungieren kann, was weitere Klimaschutzmaßnahmen erforderlich machen würde.

via Universität Augsburg