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Klimawandel: Vegetation reagiert verhalten auf Temperaturanstieg

Fluxnet-Messturm in Nationalpark Hainich
Bei höheren Temperaturen dürfte sich der Stoffumsatz in Pflanzen beschleunigen, doch sind manche Szenarien offenbar übertrieben. Laut weltweit erhobener Daten fällt die Reaktion gemäßigter aus als gedacht. Eine entscheidende Rolle spielt außerdem das Wasserangebot.

Fluxnet-Standorte
Fluxnet-Standorte | An 60 über die ganze Welt verteilten Messstationen erfassen Forscher seit über zehn Jahren die Kohlendioxidaufnahme und -abgabe der Vegetation. So können sie beobachten, wie die Prozesse auf Temperaturschwankungen reagieren.
An 60 über die ganze Welt verteilten Messstationen – darunter auch im Nationalpark Hainich in Thüringen – haben Wissenschaftler der internationalen Fluxnet-Initiative seit über zehn Jahren die Aufnahme von Kohlendioxid über die Fotosynthese und die Abgabe des Treibhausgases durch die Respiration erfasst. Wie Miguel Mahecha vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und seine Kollegen feststellten, änderten sich Fotosyntheserate und Atmung bei Temperaturschwankungen kaum [1].

Kohlendioxidaufnahme
Kohlendioxidaufnahme | Die tropischen Regenwälder binden den größten Anteil atmosphärischen Kohlendioxids, gefolgt von den Savannen.
Bislang hatte man vermutet, dass bei einer Temperaturerhöhung um zehn Grad Celsius die Stoffwechselprozesse rund um Fotosynthese und Atmung etwa doppelt so schnell ablaufen würden. Tatsächlich aber fanden Mahecha und Co bei den Atmungsprozessen nur einen Anstieg um den Faktor 1,4. Zum Erstaunen der Wissenschaftler war dieser Wert sogar global in den verschiedensten Ökosystemen nachzuweisen, von der Tundra bis zu den Tropen.

Messturm im Hainich-Nationalpark
Fluxnet-Messturm im Hainich-Nationalpark | Der Hainich-Nationalpark in Thüringen, das größte zusammenhängende Laubwaldgebiet Deutschlands, gehört zu den Standorten der Fluxnet-Messstationen. Sonden auf den bis zu 300 Meter hohen Türmen ermitteln die Wasser- und Kohlendioxidkonzentrationen über großen Vegetationseinheiten wie Agrarflächen, Graslandschaften oder Wäldern. Weil alle Stationen einheitlich kalibriert sind, gewährt dies einen kontinuierlichen Strom an vergleichbaren Daten.
Mit Hilfe der Daten konnten zudem Forscher um Christian Beer, auch vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena, die bisherigen Schätzungen zur globalen Bruttoprimärproduktion (BPP) verbessern: Demnach werden jährlich 123 Milliarden Tonnen Kohlenstoff von Landpflanzen gebunden [2]. Die größte Kohlenstoffaufnahme zeigten die tropischen Regenwälder, deren Anteil an der BPP 34 Prozent beträgt, gefolgt von den Savannengebieten, die noch 26 Prozent zur globalen Kohlenstoffaufnahme beisteuern. Dies liegt jedoch vor allem an ihrer ausgedehnten Fläche, die beinahe doppelt so groß ist wie die tropischer Wälder.

Auf 40 Prozent der bewachsenen Erdoberfläche bestimmt hingegen nicht die Temperatur, sondern die Niederschlagsmenge die Fotosyntheserate. "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass insbesondere die Verfügbarkeit von Wasser eine entscheidende Rolle für den Kohlenstoffkreislauf in Ökosystemen spielt", erklärt Markus Reichstein aus dem Autorenteam. "Sie ist oft wichtiger als die Temperatur." (af)
27. KW 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27. KW 2010

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  • Quellen
[1] Mahecha, M.D. et al.: Global Convergence in the Temperatur Sensitivity of Respiration at Ecosystem Level. In: Science 10.1126/science.1189587, 2010.
[2] Beer, C. et al.: Terrestrial Gross Carbon Dioxide Uptake: Global Distribution and Covariation with Climate. In: Science 10.1126/science.1184984, 2010.

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