Unwetter und Dürre verschärfen Klimawandel
Einheimisches Grünland profitiert weniger von steigendem CO2
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Klimafolgen-Forschungsstation in Linden bei Gießen (Foto: Stefan Wißmer) |
Gießen/Linden (pte012/26.09.2016/10:30) Wetterextreme wie Starkregen und Hitze verringern bei Pflanzen die Aufnahme von Kohlendioxid (CO2) und könnten so den Klimawandel verstärken, wie Forscher der Justus-Liebig-Universität Gießen http://uni-giessen.de herausgefunden haben. Obwohl heimische Gräser und Kräuter das Treibhausgas für die Photosynthese nutzen, profitieren sie bei extremeren Wetterbedingungen wenig bis gar nicht vom erhöhten CO2-Gehalt in der Luft.
Biomasse 16 Jahre beobachtet
Im Freiland simulieren "Free Air Carbon Dioxide Enrichment (FACE)"-Systeme mit Rohren, Ventilatoren und Schaltsystemen an 365 Tagen im Jahr eine Atmosphäre mit 20 Prozent erhöhter CO2-Konzentration, wie sie für das Jahr 2050 vorhersagt wird. In Gießen reicherten die Forscher seit 1998 Testflächen in artenreichem Grünland mit CO2 an und analysierten nun Biomasse von Gräsern und Kräutern sowie Wetterdaten für eine Laufzeit von insgesamt 16 Jahre. Pflanzen mit einem C3-Stoffwechsel wie die untersuchten Arten machen weltweit einen Großteil der Flora aus.
Bei Durchschnittstemperaturen und -niederschlägen steigerte CO2 das Wachstum der Pflanzen: Rund zwölf Prozent mehr Biomasse produzierten die Pflanzen bei erhöhtem CO2-Gehalt der Luft - verglichen mit den Kontrollflächen bei Umgebungsluft. Dieser CO2-Effekt verschwand jedoch bei Starkregen und halbierte sich unter trockenen und heißen Bedingungen. Im extrem heißen Sommer 2003 kam es sogar vor, dass die Pflanzen unter CO2-reicher Atmosphäre weniger Biomasse produzierten als solche unter heutigen Bedingungen.
Pflanzen geraten in Hitzestress
"Die Pflanze nimmt CO2 für die Photosynthese über kleine Poren auf, die Spaltöffnungen. Dadurch verliert sie jedoch zeitgleich Wasser. Bei einem erhöhten CO2-Gehalt der Luft muss die Pflanze ihre Spaltöffnungen weniger weit öffnen und verliert weniger Wasser. Dieser Vorteil geht bei hoher Wasserverfügbarkeit wie bei starkem Regen verloren", so der Gießener Pflanzenökologe Christoph Müller. Aber auch unter heißen sowie trockenen Bedingungen profitierten Pflanzen weniger von einem Mehr an CO2 - durch die Wasserknappheit wachsen die Blätter weniger und zudem geraten die Pflanzen schneller in einen Hitzestress.
Modelle zu Kohlenstoffkreislauf und Klimawandel rechnen die Leistung der Pflanzen als CO2-Senke mit ein. Für Grünland sollte jedoch fein justiert werden: Bei extremen Wetterlagen entnehmen Pflanzen der Luft weniger CO2 als bisher berechnet. Somit kann schon in naher Zukunft die CO2-Senkenfunktion von Grünländern drastisch reduziert werden. Dadurch würde künftig mehr CO2 in der Atmosphäre verbleiben und den Klimawandel beschleunigen.
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