Globales Pflanzenwachstum leidet vermehrt durch Klimaextreme
Internationales Forscherteam publiziert Studie in der Zeitschrift ?Nature Climate Change“, die auch Folgen für den Kohlenstoffkreislauf sowie für die Landwirtschaft aufzeigt.
Augsburg/MH – Pflanzen nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und binden dieses. Klimaextreme wie Dürren und Hitzewellen führen zu geringerem Pflanzenwachstum (Prim?rproduktion). Somit wird weniger CO2 aus der Atmosph?re gebunden. Eine internationale Studie unter der Leitung von Forschern der Universit?t Augsburg zeigt, dass insbesondere in den n?rdlichen Breitengraden im Vergleich von 1982-1998 zu 2000-2016 negative Extreme des Pflanzenwachstums um 10,6 Prozent zugenommen haben. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass vor allem Gras- und Ackerfl?chen zunehmend anf?lliger für speziell warme Dürren werden und negative Auswirkungen auf die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen sowie auf die Landwirtschaft die Folgen sind. ? Gegenw?rtig werden etwa 50% der von Menschen verursachten j?hrlichen CO2-Emissionen zu etwa gleichen Anteilen von Land und Ozeanen aufgenommen. Synchron mit den steigenden CO2-Emissionen in den letzten Jahrzehnten, sind diese sogenannten Land- und Ozean-Kohlenstoffsenken auch stetig angewachsen, und haben somit eine Beschleunigung des Klimawandels verhindert. Neuere Studien gehen aber von einer Abschw?chung dieser wichtigen Kohlenstoffsenken in den kommenden Jahrzehnten aus, wobei es aber noch keinen Konsens über die zugrunde liegenden Mechanismen gibt. Pflanzen spielen in der landbasierten Kohlenstoffsenke eine entscheidende Rolle, da sie durch Photosynthese CO2 aus der Atmosph?re entfernen und es in der Biomasse binden. Diese wichtige Funktion der Pflanzen ist jedoch durch Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren oder Starkregen gef?hrdet. Ein bekanntes Beispiel ist die Dürre- und Hitzewelle, die Europa im Jahr 2003 erlebte, bei der sich das Pflanzenwachstum um 30 Prozent verringerte und somit die Kohlenstoffsenke von vier Jahren in dieser Region zunichte machte. Die sich verdichtenden Belege für h?ufigere und intensivere Klimaextreme und die entsprechenden negativen Auswirkungen auf die ?kosysteme in der jüngsten Vergangenheit werfen die Frage auf, ob solche Verschiebungen der Klimaextreme bereits zu einer systematischen Verringerung des Pflanzenwachstums auf regionaler und globaler Ebene geführt haben. Insgesamt weisen vor allem die n?rdlichen mittleren Breiten – dies betrifft u.a. auch Europa – eine signifikante Zunahme (10.6%) der BPP-Extreme zwischen den untersuchten Zeitr?umen auf. Regionale Hotspots sind Ostasien und Zentral-Nordamerika. Zudem haben sich die Monate mit au?ergew?hnlich verringertem Pflanzenwachstum durch BPP-Extreme von Juni/Juli hin zu Juli/August verschoben. In den tropischen Regionen ist es vor allem das Amazonasgebiet, das einen starken Anstieg der negativen BPP-Extreme aufzeigt. ? ? ? Au?ergew?hnliche Zunahmen von negativen Extremen der Bruttoprim?rproduktion durch warme Dürreereignisse konnten im Vergleichszeitraum vor allem für Grasfl?chen (Zunahme um 95%) und Ackerland (+84%) identifiziert werden. Sie sind anf?lliger für Dürreperioden als bewaldete Regionen, da diese ?kosysteme im Allgemeinen nicht ausreichend tiefe Wurzeln besitzen, um Wasser in den tieferen Bodenschichten zu erreichen. Die Studie zeigt auch, dass der negative Einfluss von Klimaextremen auf landwirtschaftliche Fl?chen nur eingeschr?nkt durch Ma?nahmen der Betriebe abgefedert werden kann. ?Frühere Studien projizierten eine starke Zunahme negativer BPP-Extreme bis zum Ende des 21. Jahrhundert. Die aktuelle Untersuchung deutet darauf hin, dass diese Auswirkungen von Klimaextremen und insbesondere Dürreereignissen bereits im Gange sind“, meint der Geograph Prof. Dr. Wolfgang Buermann, an dessen Lehrstuhl die Studie durchgeführt wurde. Weniger Pflanzenproduktivit?t bedeutet aber auch weniger Photosynthese und somit eine Abschw?chung der land-basierten Kohlenstoffsenke was den Klimawandel weiter beschleunigt. Dass gerade Gras- und Ackerland durch geringere Bruttoprim?rproduktion betroffen ist, unterstreicht gerade bei einem aktuellen Anstieg von landwirtschaftlichen Fl?chen den Handlungsdruck, dass diese widerstandsf?higer gegenüber Klimaextremen wie Dürre werden. Weniger Monokulturen, eine bessere Nutzung vorhandener Ressourcen, andere Pflanzentypen sowie gesellschaftliches Umdenken w?ren hier Strategien, damit die Landwirtschaft mit den Folgen des Klimawandels besser umgehen kann. ? Publikation: David Gampe, Jakob Zscheischler, Markus Reichstein, Michael O’Sullivan, William K. Smith, Stephen Sitch and Wolfgang Buermann: Increasing impact of warm droughts on northern ecosystem productivity over recent decades, Nature Climate Change, DOI: 10.1038/s41558-021-01112-8
https://www.nature.com/articles/s41558-021-01112-8 ? ? ?
Beispiel Hitzewelle im Jahr 2003
Klimaextreme und Pflanzenwachstum
Wie sich das Pflanzenwachstum im Zusammenhang mit Klimaextremen im Zeitverlauf von 1982 bis 2016 entwickelt hat, untersucht eine in der Fachzeitschrift ?Nature Climate Change“ ver?ffentliche Studie eines internationalen Forscherteams unter der Leitung von Dr. David Gampe vom Institut für Geographie der Universit?t Augsburg. Die Forscher analysieren dabei drei verschiedene Datens?tze der Bruttoprim?rproduktion (BPP), welche mit unterschiedlichen Ans?tzen erstellt wurden. Die BPP beschreibt den Eintrag von Kohlenstoff in ein ?kosystem durch Photosynthese, sprich wie stark Pflanzen wachsen, indem sie CO2 aufnehmen.
?Um systematische Verschiebungen der Bruttoprim?rproduktion als Reaktion auf beobachtete Trends bei Klimaextremen in den letzten Jahrzehnten zu bewerten, wurden die 1000 gr??ten negativen BPP-Extremereignisse im Zeitraum von 1982 bis 2016 identifiziert und Klimaextremereignissen zugeordnet“, erkl?rt der Augsburger Geograph Dr. David Gampe, der aktuell die Professur für Physische Geographie und Bodenkunde der Ludwig-Maximilians-Universit?t München vertritt.Anstieg um 10,6 Prozent
Der Gro?teil der identifizierten Extremereignisse von reduziertem Pflanzenwachstum (global ca. 70%) kann hierbei Klimaextremen zugeordnet werden, die sich direkt aus einer Kombination von abweichendem Niederschlag und Temperaturwerten ergeben. Der verbleibende Anteil k?nnte durch Faktoren wie Feuer, Sch?dlingsbefall oder Wind verursacht worden sein, die aber nicht Teil der Studie waren. Die Resultate zeigen, dass insbesondere warme Dürren (gekennzeichnet durch Wassermangel mit einhergehenden hohen Temperaturen) stark zugenommen haben und ma?geblich für reduziertes Pflanzenwachstum in weiten Teilen der n?rdlichen Hemisph?re verantwortlich sind.
Gras- und Ackerfl?chen besonders betroffen
Die in der Studie identifizierten negativen Extreme des Pflanzenwachstums wirken dem allgemeinen positiven Trend der globalen Pflanzenproduktivit?t (als wichtige Komponente der ansteigenden landbasierten Kohlenstoffsenke) entgegen. So zeigen die Resultate der Studie, dass sich dieser eigentlich positive BPP-Trend, regional unterschiedlich, durch die Zunahme von negativen BPP-Extremen bisweilen stark abgeschw?cht hat. Sprich: Extreme Wetterereignisse wie Dürren führen zu einer geringeren CO2-Aufnahme, teilweise in dem Ma?e, dass der eigentlich steigende Trend abgeschw?cht oder aufgehalten wird.?Gefahren für die Landwirtschaft und Nahrungsmittelsicherheit
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