Jena - Forschern des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena ist ein wesentlicher Schritt zu genaueren und zuverlässigeren Klima-Prognosen gelungen.
In einer Studie konnten die Wissenschaftler die globale Fotosyntheserate, mit der Pflanzen CO2 aus der Atmosphäre binden, und den Einfluss des Klimas quantifizieren.
In vielen Ökosystemen spielt dabei der Niederschlag eine wichtigere Rolle als die Temperatur. “40 Prozent der bewachsenen Erdoberfläche reagiert deutlich, wenn mehr oder weniger Regen fällt", so Studienleiter Markus Reichstein gegenüber pressetext. “Auch die Atmung der Ökosysteme, in der Flora und Fauna wieder CO2 freisetzen, verstärkt sich in geringerem Maß als häufig angenommen, wenn die Temperatur steigt."
250 Messstationen weltweit
„Wir wollten versuchen, die Unsicherheiten von bisherigen Modellen deutlich zu verringern", schildert Reichstein. Zwischen den vielen bisher existierenden Modellen gebe es große Unterschiede. Daher habe man versucht, in über 250 weltweit verschiedene Messstationen entlang der Breitengrade Wasser- und CO2-Austausch zwischen Ökosystemen und Atmosphäre über einen langen Zeitraum hinweg zu dokumentieren. “Das gibt wiederum Aufschluss darüber, welche Mengen an CO2 bestimmte Ökosysteme aufnehmen und abgeben“, so Reichstein.
“Unsere Ergebnisse legen nahe, dass insbesondere die Verfügbarkeit von Wasser eine entscheidende Rolle für den Kohlenstoffkreislauf in Ökosystemen spielt. Sie ist oft wichtiger als die Temperatur", erklärt Reichstein. “Demnach wandeln Pflanzen und Mikroorganismen Zucker nicht einmal mit doppelter Geschwindigkeit in CO2 um, wenn die Temperatur, etwa von einer Woche zur nächsten um zehn Grad steigt", meint der Biogeochemiker. “Mit geeigneten Modellen lässt sich berechnen, wie sich der Klimawandel auf die Atmung der Ökosysteme und den globalen Kohlenstoffkreislauf auswirken könnte."
Gleiche Atmung aller Ökosysteme
„Wir konnten in unseren Untersuchungen zeigen, dass die Atmung in verschiedenen Ökosystemen relativ ähnlich von der Temperatur abhängt", so Reichstein. “Es stimmt also nicht, dass die Atmung der in den Tropen und mittleren Breiten weniger stark von der Temperatur beeinflusst wird als in höheren Breiten." Also intensiviere sich die Atmung auch sehr unterschiedlicher Ökosysteme in gleichem Maß, wenn es wärmer wird. Das kann man als funktionelle Konvergenz beschreiben.
Die terrestrischen Ökosysteme speichern jährlich 123 Mrd. Tonnen Kohlenstoff als CO2. 60 Prozent des CO2, das Pflanzen weltweit aus der Atmosphäre aufnehmen, schlucken die tropischen Regenwälder und die Savannen. Die Savannen verdanken ihre wichtige Rolle der riesigen Fläche, über die sie sich ausbreiten. Dagegen nehmen die Regenwälder auf relativ kleinen Flächen besonders viel CO2 auf, um daraus Biomasse zu produzieren.
Empfindliche Reaktion auf Wassermangel
In der weltweiten Analyse hat das Forscherteam festgestellt, dass die Menge des CO2, das durch die Fotosynthese in Blättern gebunden wird, in verschiedenen Vegetationszonen von unterschiedlichen Klimafaktoren beeinflusst wird. “Einmal spielt die Temperatur eine größere Rolle, ein anderes Mal die Intensität des eingestrahlten Lichts und ein weiteres Mal die Wassermenge, die Pflanzen aus dem Boden saugen können", erklärt Reichstein.
Global wirkt sich allerdings der Faktor Wasser am stärksten aus. Auf 40 Prozent der bewachsenen Erdoberfläche betreiben Pflanzen mehr Fotosynthese, wenn das Wasserangebot wächst, und weniger, wenn eine Dürre um sich greift. In gemäßigten Gras- und Buschlandschaften hängt die Menge an CO2, die Pflanzen als Zucker binden, zu 69 Prozent von ihrer Wasserversorgung ab, im tropischen Regenwald nur zu 29 Prozent.
