Ökosysteme reagieren auf CO2-Anstieg 14.07.2013, 11:28 Uhr

Kohlendioxid in der Atmosphäre verändert den Wasserhaushalt der Wälder

Der stetige Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre senkt den Wasserverbrauch von Bäumen deutlich. In einer Langzeitstudie untersuchten amerikanische und deutsche Forscher die Wasserbilanz von Waldgebieten.

Forscher aus Harvard und des KIT in Garmisch-Partenkirchen haben durch Langzeitmessungen entdeckt, dass die Wassernutzungseffizienz der Wälder mit dem Anstieg von Kohlendioxid effizienter geworden ist.

Forscher aus Harvard und des KIT in Garmisch-Partenkirchen haben durch Langzeitmessungen entdeckt, dass die Wassernutzungseffizienz der Wälder mit dem Anstieg von Kohlendioxid effizienter geworden ist.

Foto: Harvard

Seit 20 Jahren steigt die Konzentration von Kohlendioxid in unserer Atmosphäre stetig an – seit der Zeit vor der Industrialisierung um 43 Prozent, von 280 auf derzeit etwa 400 ppm (parts per million). Dies hat offenbar dazu geführt, dass die Bäume ihren Wasserverbrauch wesentlich effizienter gestalten. Sie können mehr CO2 aufnehmen, ohne dabei mehr Wasser zu verlieren. Theoretische Modelle haben diese Anpassung des Ökosystems Wald bereits prognostiziert.

Langzeitstudie bringt andere Ergebnisse als theoretische Modelle

Nun hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Biologen der Harvard-Universität in einer Langzeitstudie  nachgewiesen, dass der Effekt weitaus stärker ist als bisher angenommen. Trevor Keenan und Andrew Richardson und weitere Wissenschaftler aus den USA sowie vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sammelten Daten aus sieben Waldgebieten in den USA und 14 weiteren Wäldern auf der Nordhemisphäre, darunter auch ein Waldgebiet in Sachsen. Ihre Ergebnisse zeigen gegenüber den bisher verwendeten Computermodellen und theoretischen Untersuchungen eine dramatische Veränderung in der Wassernutzungseffizienz der Wälder.

Ein internationales Forscherteam hat Langzeitmessungen des Stoffwechsels der Bäume in sieben Waldgebieten in den USA und 14 weiteren Wäldern auf der Nordhemisphäre durchgeführt. Darunter war auch ein Waldgebiet in Sachsen.

Ein internationales Forscherteam hat Langzeitmessungen des Stoffwechsels der Bäume in sieben Waldgebieten in den USA und 14 weiteren Wäldern auf der Nordhemisphäre durchgeführt. Darunter war auch ein Waldgebiet in Sachsen.

Foto: Harvard

Wälder sind für die Regulierung des Klimas von großer Bedeutung. Die Pflanzen binden bei der Photosynthese Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Während sie das Kohlendioxid durch die geöffneten Spaltöffnungen ihrer Blätter – den Stomata – aufnehmen, entweicht Wasserdampf. Die Wassernutzungseffizienz, also das Verhältnis zwischen dem transpirierten Wasser und dem fixierten Kohlenstoff, spielt eine Schlüsselrolle im globalen Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreislauf, und ist ein wichtiger Indikator für die Funktion im Ökosystem.

Forscher befürchten eine Verschärfung des Klimawandels

Die Forscher stellten fest, dass die gesteigerte Wassernutzungseffizienz auf eine starke Düngewirkung des Kohlendioxids zurückzuführen ist. Wenn die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre steigt, schließen die Bäume ihre Stomata teilweise, um die Kohlendioxid-Konzentration im Innern der Blätter weitgehend konstant zu halten. „Dies zeigt, dass Wälder sensitiv auf Veränderungen der Umwelt reagieren“, erklärt Professor Hans Peter Schmid, der am KIT-Institut für Meteorologie und Klimaforschung in Garmisch-Partenkirchen forscht. „Ökosysteme verfügen über Strategien, mit dem Klimawandel umzugehen und ihre Ressourcen effizient einzusetzen.“

Welche langfristigen Folgen der veränderte Wassernutzungseffizient der Wälder haben könnte, ist vorerst noch Spekulation. Einerseits könnten durch ein stärkeres Wachstum der Bäume die Holzerträge erhöht werden, andererseits könne die verringerte Verdunstung die Lufttemperatur steigern und die Wolkenbildung reduzieren.

Hans Peter Schmid befürchtet, dass dadurch eine Trockenheit verstärkt werden könnte, die dann wiederum die Folgen des Klimawandels verschärfen würde. „Die Tragweite dieser Prozesse sollte man genauer untersuchen, denn sie können die Rolle der Wald-Ökosysteme im Klimawandel wesentlich beeinflussen“, betont Schmid.

Von Gudrun von Schoenebeck Tags:

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