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Montag, 26.06.2017
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Klimawandel kurbelt globale Fotosynthese an

Primärproduktion der Vegetation ist in den letzten 200 Jahren schon um 30 Prozent gestiegen

Tiefgreifender Wandel: Die Vegetation der Erde hat bereits auf den Klimawandel reagiert. Sie schluckt heute rund 30 Prozent mehr CO2 als noch vor 200 Jahren, wie eine Studie belegt. Die Pufferwirkung der Pflanzen im Klimasystem hat dadurch zugenommen – aber nicht genug, um die menschengemachten Emissionen zu kompensieren. Die Bremsen der Natur versagen hierbei, so die Wissenschaftler im Fachmagazin "Nature".
Die irdische Pflanzenwelt hat sich durch den Klimawandel schon verändert: Ihre Fotosynthese-Leistung liegt heute 30 Prozent höher als vor 200 Jahren.

Die irdische Pflanzenwelt hat sich durch den Klimawandel schon verändert: Ihre Fotosynthese-Leistung liegt heute 30 Prozent höher als vor 200 Jahren.

Ohne die Pflanzenwelt sähe unsere Klimabilanz noch verheerender aus als ohnehin schon. Denn die Vegetation schluckt durch ihre Fotosynthese große Mengen Kohlendioxid und wirkt so als CO2-Senke im Klimasystem. Hinzu kommt, dass steigende CO2-Werte das Pflanzenwachstum sogar ankurbeln und damit den Puffereffekt der Vegetation verstärken.

Aber wie viel macht dieser Puffereffekt tatsächlich aus? Und hat er sich durch den Klimawandel bereits verändert? Darüber gibt es bisher nur weit auseinander gehende Schätzungen. In Klimamodellen wird die Zunahme der terrestrischen Primärproduktion in den letzten 100 Jahren - und damit der Bindung von CO2 durch die Fotosynthese - auf Werte zwischen fünf und 34 Prozent beziffert.

Vom Blatt zum Gesamtbild


Der Grund für diese Diskrepanzen: "Typischerweise werden Messungen der Fotosynthese auf der Ebene einzelner Blätter gemacht", erklärt Erstautor Elliot Campbell von der University of California in Merced. "Aber damit bekommt man nicht das Gesamtbild und wir müssen wissen, wie die Erde als Ganzes reagiert."


Um das herauszufinden, haben Campbell und seine Kollegen die Frage auf eine neue Weise untersucht. Für ihre Studie werteten sie mit Hilfe von Eisbohrkernen, Satellitenmessungen und Feldstudien den atmosphärischen Gehalt des Carbonylsulfids (COS) der letzten Jahrhunderte aus. Dieses Spurengas wird ebenso wie CO2 von den Pflanzen bei der Fotosynthese aufgenommen und erlaubt daher Rückschlüsse auf die globale Primärproduktion.

Um die globale  Primärproduktion terrestrischer Pflanzen zu messen, nutzten die Forscher unter anderem das im Antarktiseis gespeicherte Carbonylsulfid (COS)

Um die globale Primärproduktion terrestrischer Pflanzen zu messen, nutzten die Forscher unter anderem das im Antarktiseis gespeicherte Carbonylsulfid (COS)

30 Prozent mehr Fotosynthese


Die Auswertungen ergaben: Jahrhundertelang blieben die COS-Werte und damit die globale Fotosyntheseleistung relativ stabil – von den typischen saisonalen Schwankungen abgesehen. Doch seit der industriellen Revolution hat sich dies geändert. In den letzten rund 200 Jahren hat die Fotosynthese der irdischen Vegetation um gut 30 Prozent zugenommen, wie die Forscher ermittelten.

"Andere Studien haben bereits beispiellose Veränderungen in Klima und Treibhausgas-Werten während der industriellen Ära demonstriert", sagt Campbell. "Jetzt haben wir Belege dafür, dass es auch einen fundamentalen Wandel bei den Pflanzen unseres Planeten gegeben hat." Ursache dafür sind nach Angaben der Forscher sowohl die gestiegenen CO2-Werte, als auch längere Vegetationsperioden und ein wärmeres Klima.

"Die Bremse der Natur hat versagt"


Damit belegen die Ergebnisse, dass die Pufferwirkung der Vegetation im Klimasystem zugenommen hat – die Pflanzenwelt schluckt heute deutlich mehr CO2 als noch vor 200 Jahren. Grund zur Entwarnung ist dies aber nicht, wie die Forscher betonen. Denn die CO2-Konzentrationen der Atmosphäre steigen trotz dieses Puffereffekts weiter an.

"Die wahre Botschaft ist, dass der Anstieg der Fotosynthese nicht stark genug war, um die zunehmende Verbrennung fossiler Brennstoffe zu kompensieren", sagt Campbell. "Die Bremsen der Natur sind davon überfordert. Jetzt sind daher wir gefragt, um die CO2-Werte der Atmosphäre in den Griff zu bekommen."

Hinzu kommt, dass sich die kompensierende Wirkung der Vegetation nicht endlos steigern lässt. Studien zeigen, dass der fortschreitende Klimawandel vielerorts auch negative Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum hat. So setzen zunehmende Dürren vor allem großen Bäumen stark zu und höhere Temperaturen führen beispielsweise bei Stadtbäumen dazu, dass sie weniger CO2 aufnehmen.

Weltklimabericht lag richtig


Immerhin liefert die Studie nun den Klimamodellen verlässlichere Zahlen zum Ausmaß der globalen pflanzlichen Pufferwirkung. "Unsere Ergebnisse bestätigen, dass die im letzten Weltklimabericht genutzten Klimamodelle durchaus realistische Schätzwerte für die Sensibilität der globalen Fotosynthese gegenüber dem CO2 enthielten", sagt Koautor Joe Berry von der Carnegie Institution for Science in Washington. (Nature, 2017; doi: 10.1038/nature22030)
(Carnegie Institution for Science, 06.04.2017 - NPO)
 
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