CO2-Anstieg bewirkt erhöhte Photosynthese

Studie berechnet Einfluss: Bei CO2-Verdoppelung nimmt Pflanzen-Effektivität zur Kohlenstoffaufnahme um ein Drittel zu

DLR logoPflanzenwelt und Erdreich verlangsamen derzeit die globale Erwärmung, indem sie rund ein Viertel der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen aufnehmen. Diese Kohlenstoffsenke wird teilweise auf die zunehmende Photosynthese-Rate zurückgeführt. Eine Studie im Journal Nature zeigt jetzt:nature logo Bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre nimmt die Effektivität der Pflanzen, Kohlenstoff über Photosynthese aufzunehmen, um etwa ein Drittel zu.

Dies haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Universität von Exeter in Großbritannien im Rahmen des von der EU geförderten Kooperationsprojekts CRESCENDO (Coordinated Research in Earth Systems and Climate: Experiments, Knowledge, Dissemination and Outreach) herausgefunden, wie das DLR am 29.09.2016 mitteilte.

Bekannt sei, dass der vom Menschen verursachte CO2-Anstieg einen “Düngungseffekt” bewirke und die Photosyntheserate der Pflanzen damit zunehme, solange es keinen Nährstoffmangel gebe. Globale Erdsystemmodelle stimmten darin überein, dass die globale Photosynthese mit steigendem CO2 zunehme. Allerdings unterschieden sich die Modelle um einen Faktor drei in der Berechnung der Größenordnung dieses CO2-Düngungseffekts. In der aktuellen Studie zeigten die Wissenschaftler nun, dass die Größenordnung des CO2-Düngungseffekts aus dem Jahresverlauf der CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre abgeleitet werden könne. Damit seien deutlich verbesserte Abschätzungen möglich, heißt es in der Pressemitteilung des DLR.

Mauna Loa Observatorium - National Oceanic and Atmospheric Administration – Foto © mlo.noaa.gov, GemeinfreiLangjährige CO2-Messungen auf Hawaii (Foto oben) und in Alaska zeigten charakteristische saisonale Zyklen: Im Sommer, wenn die Pflanzen durch Photosynthese Kohlenstoff speicherten, sei der CO2-Gehalt in der Atmosphäre geringer. In Winter komme die Photosynthese zum Stillstand und beim Verfall von Blättern und Pflanzen setze die Vegetation ihre Kohlenstoffspeicher wieder frei. Daraus folge, dass die Schwankung der CO2-Konzentration innerhalb eines Jahres abhängig sei von der Stärke der Photosynthese im Sommer und von der Dauer der Wachstumsphasen der Pflanzen.

Die Messungen zeigten immer größere jahreszeitliche Schwankungen der CO2-Konzentration in der Atmosphäre – aber was könne daraus für die Zukunft abgeleitet werden? Hauptautorin Dr. Sabrina Wenzel vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen erklärt: “Unsere Studie zeigt einen Zusammenhang zwischen dem von Modellen simulierten Anstieg der Amplitude im CO2-Jahresgang und dem vorhergesagten Düngungseffekt. Aus dem beobachteten Anstieg  kann wiederum der Effekt der CO2-Düngung sehr viel präziser abgeleitet werden als bisher. Diese Methode ist bekannt als Emergent Constraints.”

Kohlenstoffsenke Wald bei Wenschdorf_MIL Foto © ho“Trotz Nährstoffmangels der Pflanzen in einigen Regionen der Erde zeigt die Studie, dass die CO2-Düngung der Photosynthese zur Zeit eine sehr wichtige Rolle für die globale Kohlenstoffsenke spielt. Dies bedeutet, dass CO2-Emissionen noch stärker reduziert werden müssen, da wir erwarten können, dass die terrestrische Kohlenstoffsenke mit Beginn der angestrebten Stabilisierung der CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre abnimmt”, fasst Koautor Prof. Peter Cox von der Universität Exeter zusammen.

Neben ihrer wichtigen Rolle im Klimasystem stelle die Photosynthese mit der Produktion von Biomasse zudem die Nahrungsgrundlage aller Lebewesen sicher. So liefere die Studie nicht nur für die Herausforderungen des Klimawandels wichtige Erkenntnisse, sondern habe auch große Relevanz für das globale Ökosystem.

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