Klimawandel verstärkt globale Primärproduktion

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Pflanzen benötigen für die Fotosynthese Kohlenstoffdioxid, sie erzeugen daraus zusammen mit Wasser unter Lichteinwirkung Sauerstoff und Glucose.
Steigende CO2-Werte kurbeln das Pflanzenwachstum an und verstärken damit die Pufferwirkung der Vegetation auf das Klima. Doch die Pufferwirkung der globalen Vegetation reicht bei Weitem nicht aus, um die anthropogenen Emissionen zu kompensieren, wenn auch ohne die Pflanzenwelt die Klimabilanz noch weitaus verheerender ausfiele. Wissenschaftler der Carnegie Institution for Science in Washington gingen nun der Frage nach, wie stark dieser Puffereffekt wirklich ist und in welchem Ausmaß die globale Vegetation auf den Klimawandel reagiert.

Modelle geben die Zunahme der terrestrischen Primärproduktion in den letzten 100 Jahren mit Werten zwischen fünf und 34 Prozent an, Grund für den breit gestreuten Wertebereich ist, dass normalerweise die Fotosynthesewerte anhand von einzelnen Blättern gemessen werden, was jedoch keineswegs auf die gesamte Erde übertragbar ist und so nicht ermittelt werden kann, wie sich gestiegene Fotosynthesewerte global auswirken.

Pflanzen nehmen jedoch nicht nur CO2 aus der Atmosphäre auf, sondern auch das Spurengas Carbonylsulfid (COS). Die Wissenschaftler der Carnegie Institution for Science untersuchten für ihre Studie Eisbohrkerne, Satellitenaufnahmen und führten Feldstudien durch, um den Gehalt an atmosphärischem Carbonylsulfid der letzten Jahrhunderte zu bestimmen und stellten fest, dass der Gehalt jahrhundertelang relativ stabil war, sich dies jedoch mit Beginn der industriellen Revolution änderte: In den letzten 200 Jahren hat die Fotosynthese global um 30 Prozent zugenommen. Als Ursache sehen die Forscher dafür die gestiegenen CO2-Gehalte in der Atmosphäre, längere Vegetationperioden sowie den Anstieg der Temperatur insgesamt.

„Andere Studien haben bereits beispiellose Veränderungen in Klima und Treibhausgas-Werten während der industriellen Ära demonstriert“, sagt Elliot Campbell, Erstautor der Studie. „Jetzt haben wir Belege dafür, dass es auch einen fundamentalen Wandel bei den Pflanzen unseres Planeten gegeben hat.“

Damit belegen die Wissenschaftler, dass die Pufferwirkung der Vegetation im Klimasystem zugenommen hat, die Pflanzen nehmen eindeutig mehr Kohlenstoffdioxid auf als noch vor 200 Jahren, doch der Anstieg der Fotosynthese und somit in der Primärproduktion reicht nicht aus, um die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu kompensieren.

„Die Bremsen der Natur sind davon überfordert. Jetzt sind daher wir gefragt, um die CO2-Werte der Atmosphäre in den Griff zu bekommen“, so Campbell.

Endlos steigern lässt sich der Zuwachs in der Primärproduktion ohnehin nicht: Studien zeigen, dass der Klimawandel sich auch gegenteilig auf die Primärproduktion auswirken kann, wenn Dürren auftreten oder die gestiegene Temperatur an Stadtbäumen dazu führt, dass sie weniger CO2 aufnehmen oder anfälliger für Schädlinge, wie z.B. die Laus Parthenolecanium quericfex, werden, die Frassschäden an den Blättern anrichten und somit noch weiter die Fotosyntheseleistung einschränken.

Quelle: Nature, 2017; doi: 10.1038/nature22030

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Ariane Paninski

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