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Samstag, 01.10.2016
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Blütenpflanzen machen Klima feuchter und kühler

Modell simuliert Austausch von Blütenpflanzen gegen Farne und Nadelartige

Blütenpflanzen machen das Klima der Erde kühler und feuchter als es ohne sie wäre. Das zeigt eine jetzt in “Proceedings of the Royal Society B” veröffentlichte Simulation. Besonders spürbar ist der Klimaeffekt im Amazonas-Becken: Würde man hier alle Blütenpflanzen durch nicht blühende ersetzen, würde der Regenwald wegen Trockenheit um 80 Prozent schrumpfen.
Seerosen gehören zu den sehr ursprünglichen Blütenpflanzen

Seerosen gehören zu den sehr ursprünglichen Blütenpflanzen

Während der Erdgeschichte gab es die meiste Zeit noch keine Blütenpflanzen, wissenschaftlich als Angiospermen bezeichnet. Sie entwickelten sich nach geologischen Maßstäben spät, „erst“ vor 120 Millionen Jahren, während der Kreidezeit. Damals waren Farne und Nadelbaumartige die dominierenden Pflanzenarten. Doch schon nach weiteren 20 Millionen Jahre hatten die Blütenpflanzen sich ausgebreitet und ihre Herrschaft angetreten, die bis heute anhält. Nach Ansicht einiger Forscher könnte dieser Florenwandel sogar den Untergang der Dinosaurier zumindest gefördert haben.

Florenwandel simuliert…


Um herauszufinden, welchen Effekt eine solche Umstellung der Vegetation gehabt haben könnte, haben Wissenschaftler der Universität von Chicago einen Florenwandel simuliert. Allerdings nicht den kreidezeitlichen Wandel hin zu den Blütenpflanzen, weil hier zu viele weitere Faktoren wie eine andere Kontinentlage, ein wärmeres Klima etc. eine Rolle spielen. Stattdessen nahmen C. Kevin Boyce, Professor für Geophysik an der Universität von Chicago und der Atmosphärenforscher Jung-Eun Lee die heutige Situation als Ausgangspunkt.

Aus Basis des Klimamodells des National Center for Atmospheric Research modellierten die Forscher zunächst die Luftbewegungen über dem gesamten Globus in einer Auflösung von 300 Quadratkilometer. „Die Luftströmungen sind abhängig von der Temperaturverteilung und die Temperaturverteilung wiederum hängt davon ab, wie die Wärme ausgetauscht wird“, erklärt Lee.


Blattverdunstung entscheidend


Ein wichtiger Faktor für diesen Wärmeaustausch zwischen Boden und Atmosphäre ist die Verdunstung und Atmung der Pflanzen, die so genannte Evapo-Transpiration. In ihrem Rahmen nehmen sie Kohlendioxid aus der Luft auf und geben Sauerstoff wieder ab. Gleichzeitig nehmen sie Wasser aus dem Boden auf und verdunsten es über ihre Blätter wieder. Je mehr CO2 sie aufnehmen und je mehr Wasser verdunstet, desto höher ist der Kühleffekt für die Atmosphäre.

Und genau in diesem Punkt unterschieden sich Blütenpflanzen von anderen Pflanzengruppen: „Die Dichte der Blattadern ist bei den Blütenpflanzen viel, viel höher als bei allen anderen Pflanzen, erklärt Boyce. „Das wirkt sich sowohl auf die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre für die Photosynthese aus, als auch auf den Verlust von Wasser durch Transpiration. Beide gehören zusammen. Man kann nicht CO2 aufnehmen ohne Wasser zu verlieren.“

Weniger Regen ohne Blütenpflanzen


Tatsächlich ergaben die Simulationen, dass ein Austausch aller Blütenpflanzen in Nordamerika gegen andere Pflanzen den Niederschlag um 40 Prozent reduzieren würde. Im Amazonas-Becken war der Effekt sogar noch deutlicher. Trockenheit ließ hier den Regenwald schrumpfen und verschob den Beginn des Regen bringenden Monsuns um gleich drei Monate nach hinten, vom 26. Oktober auf den 10. Januar.

„Von der Rodung des Regenwalds ist seit längerem bekannt, dass sie einen ähnlichen Effekt hat“, erklärt Boyce. Die Transpiration sinkt und der Regen wird weniger. Die Simulationen demonstrieren die Bedeutung der Blütenpflanzenphysiologie für das Klima – insbesondere in Regionen wie dem Amazonas-Becken, in denen es ein Ökosystem mit hoher Artenvielfalt von regelmäßigen Niederschlägen abhängig ist.
(University of Chicago, 21.07.2010 - NPO)
 
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