Steigender CO2-Einfluss auf die Pflanzen-Photosynthese berechnet
Pflanzenwelt 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 Photosyntheserate zurückgeführt. Eine neue Studie im Journal Nature zeigt: 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 DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre und der Universität von Exeter, Großbritannien, im Rahmen des von der EU geförderten Kooperationsprojekts CRESCENDO herausgefunden.
Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify
Bekannt ist, dass der vom Menschen verursachte CO2-Anstieg einen „Düngungseffekt“ bewirkt und die Photosyntheserate der Pflanzen damit zunimmt, solange es keinen Nährstoffmangel gibt. Globale Erdsystemmodelle stimmen darin überein, dass die globale Photosynthese mit steigendem CO2 zunimmt. Allerdings unterscheiden sich die Modelle um den Faktor drei in der Berechnung der Größenordnung dieses CO2-Düngungseffekts. In der aktuellen Studie zeigen die Wissenschaftler nun, dass die Größenordnung des CO2-Düngungseffekts aus dem Jahresverlauf der CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre abgeleitet werden kann. Damit sind deutlich verbesserte Abschätzungen möglich.
Langjährige CO2-Messungen auf Hawaii und in Alaska zeigen eine immer größere jahreszeitliche Schwankung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Die Studie ergab 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‘.
Trotz Nährstoffmangels der Pflanzen in einigen Regionen der Erde zeigt die Studie, dass die CO2-Düngung der Photosynthese zurzeit eine sehr wichtige Rolle für die globale Kohlenstoffsenke spielt. Dies bedeutet, dass CO2-Emissionen noch stärker reduziert werden müssen, da erwartet werden kann, dass die terrestrische Kohlenstoffsenke mit Beginn der angestrebten Stabilisierung der CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre abnimmt.
Neben ihrer wichtigen Rolle im Klimasystem stellt Photosynthese mit der Produktion von Biomasse zudem die Nahrungsgrundlage aller Lebewesen sicher. So liefert die Studie nicht nur wichtige Erkenntnisse für die Herausforderungen des Klimawandels, sondern hat auch große Relevanz für das globale Ökosystem.
->Quellen:
- dlr.de/tabid-10081
- crescendoproject.eu
- Sabrina Wenzel, Peter M. Cox, Veronika Eyring, Pierre Friedlingstein: Projected land photosynthesis constrained by changes in the seasonal cycle of atmospheric CO2, Nature 538, 499–501, doi: 10.1038/nature19772