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StartseiteForschung aktuellDoping für die Wälder25.07.2013

Doping für die Wälder

Experimente untersuchen Auswirkungen des Treibhausgasanstiegs

Umwelt. - Das Treibhausgas Kohlendioxid ist für Pflanzen ein wertvoller Rohstoff. CO2 ist neben Wasser das Hauptausgangsmaterial für die Photosynthese, aus denen sie ihre Nährstoffe selbst herstellen. Theoretisch sollten die anthropogenen Emissionen daher wie eine Extradüngergabe wirken. Ausgefeilte Freilandexperimente mit Mischwäldern und Langzeitbeobachtungen, deren Daten jetzt langsam verfügbar werden, bestätigen diese Erwartungen, und zeigen überdies überraschende weitere Effekte.

Von Dagmar Röhrlich

Blick von einem Messturm auf einen typischen Herbstwald des amerikanischen Nordwestens. (Nature/Chris Vogel)
Blick von einem Messturm auf einen typischen Herbstwald des amerikanischen Nordwestens. (Nature/Chris Vogel)

Studien dazu, wie sich Bäume verhalten, wenn der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre steigt, gibt es einige. Danach wirkt sich ein Plus an CO2 wie Doping auf die Bäume aus:

"Wir kennen Studien, in denen die Bäume bei hohem Kohlendioxidgehalt um rund 20, 23 Prozent besser wuchsen. Allerdings beschäftigten sich die meisten Studien mit Monokulturen wie Fichtenforsten. Dabei sieht die Realität anders aus: Auf der Welt gibt es in der Regel Artengemeinschaften, und natürliche Wälder bestehen aus vielen Arten","

erklärt Doug Godbold von der Universität für Bodenkultur in Wien. Um den Verhältnissen in einem natürlichen Waldökosystem näher zu kommen, haben er und seine Kollegen im walisischen Bangor über sechs Jahre hinweg einen jungen Wald auf Zeitreise geschickt:

""Wir haben im Versuchsgebiet die Luft mit Kohlendioxid aus einem Flüssiggastank angereichert. So simulieren wir die Atmosphäre im Jahr 2060. In diesem Areal, das sich in einem kleinen Versuchswald befand, haben wir dann Buchen angepflanzt, Erlen und Birken."

Während dieser sechs Jahre durchlebten die Pflanzen zwei Dürreperioden und einen heißen Sommer. Damit kam man der für 2060 erwarteten Mischung aus hohem Kohlendioxidgehalt plus Dürre plus Hitze schon nahe. Einige Ergebnisse:

"Der düngende Effekt des Kohlendioxids war im Mischwald geringer als bei Monokulturen oder Laborexperimenten. Das liegt aber einfach daran, dass Artengemeinschaften von Natur aus besser wachsen als Monokulturen und der Effekt deshalb nicht so groß ist. Vor allem jedoch beobachteten wir eine Veränderung in der Zusammensetzung der Bäume. Bei Mischwäldern aus Buchen, Erlen und Birken dominieren heute die Erlen. Unter den Kohlendioxidbedingungen in 50 Jahren werden es die Birken sein."

Denn die wuchsen während des sechsjährigen Experiments besser als die anderen. Der Grund dafür ist wohl unterirdischer Natur: Das Plus an Kohlenstoff setzen die Bäume anscheinend ein, um größere Wurzelsysteme auszubilden. Und die Birke erwies sich als besonders durchsetzungsfähig im Wettbewerb um die Bodennährstoffe. Eine andere Folge des Kohlendioxidanstiegs scheint hingegen nur unter bestimmten Bedingungen aufzutreten: Herrschen während der Vegetationsperiode Hitze und Dürre, scheinen alle Laubbäume ihre Blätter im Herbst zwei Wochen länger zu behalten als heute:

"Wir wissen, dass Bäume bei hohen Kohlendioxidgehalten weniger Wasser verlieren. Sie 'schwitzen' weniger. Dadurch reagieren sie anscheinend weniger empfindlich auf Dürreperioden."

Diesen Effekt kann Trevor Keenan bestätigen. Der Forscher, der gerade von Harvard an die Macquarie University in Sydney gewechselt ist, hatte für ein vollkommen anderes Experiment Datenreihen ausgewertet, die über 20 Jahren in einem Versuchswald von Harvard erhoben worden sind:

"Wir haben festgestellt, dass die Wälder im Lauf der Zeit immer effizienter mit dem Wasser umgehen. Heute sind sie doppelt so effizient wie vor 20 Jahren. Dieser Effekt ist vollkommen unerwartet, und die einzige plausible Erklärung dafür war das Anwachsen des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre."

Dahinter steckt, dass die Pflanzen ihre Spaltöffnungen auf den Blättern nicht mehr so weit öffnen müssen, um genügend Kohlendioxid für ihre Photosynthese aufzunehmen. So verlieren sie aber auch weniger Wasser. Keenan:

"Das bedeutet, dass Bäume in Ökosystemen, in denen Wasser der limitierende Faktor ist, besser wachsen. Allerdings gibt es Rückkopplungseffekte: So beruht die Regenmenge im Nordosten Chinas vor allem darauf, wie viel Wasser über Sibirien in die Atmosphäre gepumpt wird. Wenn die Wälder dort also weniger Wasser in die Atmosphäre freisetzen, könnte in China die Regenmenge sinken."

Was sich im ersten Moment positiv anhört, kann sich also leicht als Bumerang erweisen.

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