Die Grenzen der Regenwald-Senken

Regenwälder als Klimaretter? Nur solange der Nährstoff-Vorrat reicht…

Wieviel Kohlenstoffdioxid können tropische Regenwälder aufnehmen? In der Fachzeitschrift „Nature Geosciences“ veröffentlichte Untersuchungen eines internationalen Forscherteams mit maßgeblicher Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) deuten darauf hin, dass die Aufnahmekapazität speziell der Amazonasregenwälder durch den Phosphorgehalt des Bodens stark begrenzt ist.

Wasserfall im Regenwald Ecuadors ‘El Manto de la Novia’ (Brautschleier) – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Bäume gelten als Retter in Zeiten des Klimawandels. Sie nehmen über ihre Blätter Kohlenstoffdioxid auf und verwandeln das Treibhausgas in Sauerstoff und Biomasse. Schätzungen des International Panel on Climate Chance (IPCC) zu Folge, nehmen die Amazonas-Regenwälder ein Viertel des Kohlenstoffdioxids auf, das jährlich bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe freigesetzt wird. Die globalen Klimamodelle, gehen bisher davon aus, dass diese Aufnahmefähigkeit auch in der Zukunft erhalten bleibe.

„Dafür gibt es bisher jedoch keine Beweise“, betont Katrin Fleischer. „Es ist durchaus möglich, dass die Aufnahmekapazität sogar sinkt.“ Die Ökologin von der Professur für Land-Surface-Atmosphere Interactions der Technischen Universität München hat zusammen mit Ökologen und Ökosystemmodellierern aus zehn Ländern untersucht, inwieweit das Nährstoffangebot im Amazonasgebiet die Produktion von Biomasse begrenzt.

14 Modelle im Vergleich

Dabei betrat das Team wissenschaftliches Neuland: Bisher habe niemand diesen Zusammenhang genau erforscht, sagt Fleischer: „Die meisten Ökosystem-Modelle, mit denen sich die künftige Entwicklung von Ökosystemen simulieren lässt, wurden für die gemäßigten Breiten entwickelt, wo es im allgemeinen ausreichend Phosphor gibt. In vielen Teilen des Amazonasgebiet ist dieser jedoch knapp – das Ökosystem ist viele Millionen Jahre alt, und der Boden entsprechend ausgelaugt.“

Yanomami-Indianer im Regenwald bei Boavista, Roraima, Brasilien – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Um herauszufinden, wie der Regenwald auf eine Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre reagiert, wählten die Forscher 14 verschiedene Ökosystem-Modelle aus. Mit allen Modellen wurde dann die Biomassenproduktion für die nächsten 15 Jahre simuliert: zunächst einmal für die derzeitige Kohlendioxid-Konzentration von 400 ppm und in einem zweiten Szenario für eine erhöhte Konzentration von 600 ppm.

Bäume am Limit

Das Ergebnis: Zusätzliches Kohlendioxid kann von den Bäumen aufgenommen und in Biomasse umgewandelt werden – aber nur, wenn genügend Phosphor zur Verfügung steht. Wird dieses zu knapp, sinkt der CO2-Düngeeffekt wieder ab. Die unterschiedlichen Modelle, die verschiedene Faktoren berücksichtigen, prognostizieren eine Absenkung der theoretisch möglichen, zusätzlichen CO2-Aufnahme im zweiten Szenario um gemittelt 50 Prozent – wobei einige sogar eine 100-prozentige Minderung der Aufnahme prognostizieren.

Eine sogenannte Mini-Rhizotronanlage ermöglicht es, das Wurzelwachstum direkt zu beobachten und zu messen. – Foto © AmazonFACE

„Dies würde bedeuten, dass der Regenwald schon jetzt am Limit ist und keine weiteren, vom Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen mehr aufnehmen kann“, erklärt Fleischer. „Wenn dieses Szenario sich als zutreffend erweist, würde sich das Klima der Erde deutlich schneller aufheizen als bisher angenommen.“ Wie das Ökosystem im Detail reagiere, ob es den Bäumen gelinge, durch enzymatische Prozesse zusätzliches Phosphor aus dem Boden aufzunehmen oder mehr Wurzeln zu bilden, welche die knappen Nährstoffe binden und aufnehmen können, müsse noch genauer erforscht werden, resümiert die Ökologin: „Sicher ist, die tropischen Regenwälder sind keine unendlich belastbare CO2-Senke.“

FR: Regenwald müsste in momentaner Größe erhalten bleiben – und das ist sehr unwahrscheinlich

Regenwald am Rio Napo, Ecuador – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Ob die Forscher die Ergebnisse ihrer Studie im Experiment verifizieren können oder nicht – weil der Regenwald keine unendlich belastbare Senke für Kohlendioxid ist, muss muss er in seiner momentanen Größe erhalten bleiben. “Dass das gelingen wird, ist momentan eher unwahrscheinlich: Satellitendaten des brasilianischen Weltrauminstituts haben gezeigt, dass in den Monaten Mai bis Juli dieses Jahres viel mehr Regenwald abgeholzt wurde als in den gleichen Zeiträumen der Jahre 2016 bis 2018” (Friederike Meier in Frankfurter Rundschau).

AmazonFACE: Die Ergebnisse der Studie fließen ein in das Projekt AmazonFACE. Bei diesem Freilandversuch im Amazonas-Regenwald werden Bäume mit CO2 „gedüngt“, um die Reaktion der Pflanzen und des gesamten Ökosystems zu erforschen. Mit Hilfe der dort gesammelten Daten sollen in Zukunft dann auch die Ökosystem-Modelle verbessert werden. Die Forschung wurde u.a. gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie das August-Wilhelm Scheer Visiting Professor-Programm der TUM.

-> Quellen:

  • tum.de/pressemitteilungen/regenwald
  • fr.de/amazonas-gruenen-lunge-fehlt-phosphor
  • Fleischer, K., A. Rammig, M. G. De Kauwe, A.P. Walker, T. F. Domingues, L. Fuchslueger, S. Garcia, D. Goll, A. Grandis, M. Jiang, V. Haverd, F. Hofhansl, J. Holm, B. Kruijt, F. Leung, B. E. Medlyn, L. Mercado, R. J. Norby, B. Pak, C.A. Quesada, C. von Randow, K. J. Schaap, O. J. Valverde-Barrantes, Y-P. Wang, X. Yang, S. Zaehle, Q. Zhu, and D. M. Lapola.: “Amazon forest response to CO2 fertilization dependent on plant phosphorus acquisition”, Nature Geosciences,  https://doi.org/10.1038/s41561-019-0404-9
  • Zhang, Y, Goll, D, Bastos, A, Balkanski, Y, Boucher, O, Cescatti, A, Collier, M, Gasser, T, Ghattas, J, Li, L, Pioa, S, Viovy, N, Zhu, D, Ciais, P: Increased global land carbon sink due to aerosol-induced cooling, Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2018GB006051, 2019