Warum Pflanzen nicht mehr so viel Kohlenstoffdioxid aufnehmen
Science-Ver?ffentlichung zur Minderung des CO2-Düngeeffekts auf globales Pflanzenwachstum
Augsburg/MH – Photosynthese und Pflanzenwachstum werden stimuliert, wenn in der Luft mehr CO2 verfügbar ist. Geographen der Universit?t Augsburg stellen gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus 12 L?ndern in einer Studie fest, dass dieser Effekt weltweit in den letzten vier Jahrzehnten um etwa 30 Prozent abgenommen hat.
Pflanzen spielen eine entscheidende Rolle dabei, einen Teil des überschüssigen CO2 aus der Luft zu binden, das durch von Menschen erzeugte Emissionen in die Atmosph?re gelangt, denn durch die zunehmende Verfügbarkeit von CO2 in der Atmosph?re wird die Photosynthese der Pflanzen verbessert. Dieser sogenannte CO2-Düngeeffekt k?nnte daher den Klimawandel d?mpfen, indem er CO2 aus der Atmosph?re entfernt. Ob dieses Ph?nomen auch in den kommenden Jahrzehnten bestehen bleibt, ist jedoch unklar. Insbesondere die zeitliche Entwicklung des CO2-Düngeeffekts in der jüngeren Vergangenheit wurde noch nicht umfassend untersucht. In einer neuen internationalen Studie mit Augsburger Beteiligung, die in der Fachzeitschrift Science ver?ffentlicht wurde, stellten die Autorinnen und Autoren nun fest, dass der aus Satellitenbeobachtungen abgeleitete CO2-Düngeeffekt seit den 1980er-Jahren weltweit abnimmt.
Basierend auf neuartigen und langzeitlichen satelliten-gestützten indirekten Messungen der globalen Pflanzenphotosynthese (z.B. Messung der Intensit?t sonneninduzierter Fluoreszenz von Vegetation – ein Nebenprodukt der Photosynthese), stellt das Forscherteam fest, dass der globale CO2-Düngeeffekt in den letzten vier Jahrzehnten unerwartet stark um etwa 30?Prozent abgenommen hat. Zudem zeigt die Studie, dass Simulationen mit Klimamodellen zwar auch solche globalen Abnahmen des CO2-Düngungseffekts zeigen, die St?rke dieses rückl?ufigen Trends aber deutlich untersch?tzen.
Die Gründe für einen Rückgang des CO2-Düngungseffekts sind schwer zu erfassen. Eine limitierte Verfügbarkeit von weiteren elementaren N?hrstoffen oder Wasser k?nnte eine m?gliche Erkl?rung dafür liefern, dass sich der CO2-Düngeeffekt verringert. Folglich stellen die Forscherinnen und Forscher fest, dass die N?hrstoffkonzentration der Pflanzen in den Bl?ttern seit den 1990er-Jahren parallel zum CO2-Düngeeffekt abgenommen hat.
Auch für die Hypothese der Wasserknappheit findet die Studie Hinweise und zeigt für bestimmte Regionen einen parallelen Trend: Die Photosynthese wird empfindlicher gegenüber der Wasserverfügbarkeit und der CO2-Düngeeffekt schw?cht sich ab.
?Trotz der zunehmenden Kohlenstoffaufnahme aus der Vegetation in den letzten Jahrzehnten liefern wir robuste und konsistente Ergebnisse dafür, dass der positive CO2-Düngeeffekt auf Pflanzenwachstum in den letzten Jahrzehnten zurückgegangen ist. Dieser Rückgang k?nnte eine sich abzeichnende S?ttigung der Kohlenstoffaufnahme in der Vegetation bedeuten, die auch wichtige Auswirkungen auf die Potenziale landgestützter Minderungsstrategien (z.B. das Aufforsten von W?ldern) hat“, erkl?rt Prof. Yongguang Zhang, Forscher an der Universit?t Nanjing, China, und einer der Leadautoren der Studie.
?Pflanzen brauchen ein ausgewogenes Verh?ltnis von CO2, Wasser und anderen wichtigen N?hrstoffen, um zu wachsen. Wenn die Verfügbarkeit von Wasser und N?hrstoffen nicht parallel zum Anstieg der atmosph?rischen CO2-Konzentrationen zunimmt, k?nnen Pflanzen die erh?hte Verfügbarkeit dieses Gases nicht nutzen. Die daraus resultierende Abnahme der Kohlenstoffaufnahme der Vegetation erh?ht die Abh?ngigkeit der Gesellschaft von künftigen Strategien zur Minderung der Treibhausgasemissionen“, erl?utert der Augsburger Geograph und Co-Autor der Studie Daniel Goll.
Dass W?lder und B?den Kohlenstoff aus der Luft aufnehmen wird als landbasierende Kohlenstoffsenke bezeichnet. Die Studienergebnisse zeigen, dass sich diese abschw?cht, da sie ma?geblich durch den CO2-Düngeeffekt getrieben wird.? Für Prof. Dr. Wolfgang Buermann, Lehrstuhlinhaber für Physische Geographie mit Schwerpunkt Klimaforschung, ergibt sich aus der Studie, an der er selbst nicht beteiligt war, noch eine weitere Konsequenz. ?Diese wichtigen neuen Ergebnisse müssen auch in der Absch?tzung des verbleibenden Budgets der Kohlenstoffemmissionen, das eine Begrenzung der globalen Erw?rmung auf 1.5 bzw. 2.0 C erm?glicht, berücksichtigt werden.“
Publikation:
Songhan Wang et al.: Recent global decline of CO2 fertilization effects on vegetation photosynthesis. Science; DOI: 10.1126/science.abb7772
https://science.sciencemag.org/content/370/6522/1295
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