Die Anstiegsrate von atmosphärischem CO2 wird durch Pflanzen bregrenzt

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Die Geschwindigkeit, mit der sich Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre summiert, steigt in den letzten Jahren nicht weiter an. Eine neue Studie zeigt, dass dies vermutlich durch eine erhöhte Aufnahme der Vegetation von CO2 in den letzten Jahrzehnten hervorgerufen wird.

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Änderungen der Anstiegsrate von atmosphärischem CO2. Quelle: Berkeley Lab

Die Studie wurde von mehreren Instituten durchgeführt und von einem Wissenschaftler der Abteilung „Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab)“ geführt. Sie basiert auf ausführlichen CO2-Messungen am  Boden und in der Atmosphäre, Vegetationsmessungen via Satellit und Computermodellen.
Um es direkt klar zu stellen, die Emission von Kohlenstoff durch den Menschen steigt weiterhin an und das atmosphärische CO2 zur Zeit bei 400 ppm (Teile pro Million), wird auch weiterhin ansteigen. Aber die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Rate, mit der das CO2 zwischen 2002 und 2014 in der Atmosphäre anstieg, bei etwa 1,9 ppm/Jahr stabil blieb. Außerdem sank im Verhältnis das CO2 das jährlich durch den Menschen emittiert wird und in der Atmosphäre verbleibt um fast 20 Prozent. Allerdings kann diese Begrenzung nicht mithalten, wenn es darum geht atmosphärisches CO2 zu verringern, denn das gesamte menschengemachte CO2 in der Atmosphäre steigt weiterhin an. Nur eben nicht so schnell, was wir nach dieser neuen Studie den Pflanzen verdanken können.

 

„Dies unterstreicht die Wichtigkeit die Ökosysteme, in denen die Kohlenstoffabnahme wächst, zu identifizieren und zu schützen“, sagt Trevor Keenan, korrespondierender Autor der Studie und Forscher am Berkeley Lab.

 

Die stagnierende Wachstumsrate des CO2-Gehalts setzen die Wissenschaftler mit einer erhöhten photosynthetischen Aktivität an Land in Verbindung, die wiederum durch ansteigendes CO2 von Emissionen fossiler Brennstoffe genährt wird. Dies könnte man also als Schneeballeffekt bezeichnen, der folgendermaßen aussieht: der CO2-Gehalt in der Atmosphäre steigt an, die photosynthetische Aktivität nimmt zu, was dazu führt, dass die Pflanzen mehr Kohlenstoff aufnehmen und gleichzeitig mehr wachsen, was wiederum zu mehr Photosynthese und Kohlenstoffaufnahme führt.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Respiration der Pflanzen: dabei nehmen sie Sauerstoff auf und produzieren CO2. Diese aber nahm nicht so schnell zu wie die Photosynthese in den letzten Jahren. Das hat damit zu tun, dass Pflanzenrespiration temperaturabhängig ist und in den letzten Jahren die globale Erwärmung über bewachsenem Land langsamer wurde. Folglich nahmen die Pflanzen also zwischen 2002 und 2014 mehr CO2 durch Photosynthese auf, aber „atmeten“ nicht mehr CO2 in die Atmosphäre durch Respiration.

 

„Diese Veränderungen trugen zu einer Abnahme des menschengemachten CO2, das in der Atmosphäre bleibt und verlangsamten so das Ansammeln von atmosphärischem CO2„, sagt Keenan.

 

Diese Erkenntnisse könnten ein Klima-Mysterium beantworten. Die Anstiegsrate von atmosphärischem CO2 stieg während der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stetig von 0,75 ppm/Jahr in 1959 auf 1,86 ppm/Jahr in 2002. Aber letztes Jahr, als Keenan und seine Kollegen die neuesten Daten des „Global Carbon Projekt“ analysierten, fanden sie einen Wendepunkt, die Wachstumsrate blieb seit 2002 flach.
Dies ist natürlich besonders überraschend, da die Menschen immer mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre lassen. Da der Kohlenstoff irgendwo hin muss, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass sich gewaltig etwas im Kohlenstoffkreislauf geändert haben muss.

 

„Wir glaubten, dass eine der weltweiten Hauptsenken für Kohlenstoff unverhofft stärker wurde. Die Frage war nur: welche?“, sagt Keenan.

 

Die Ozeane, als eine der Hauptsenken, konnten es nicht sein, da die meisten Modellstudien übereinstimmen mit dem Betrag des aufgenommenen Kohlenstoffs. Es blieben noch terrestrische Ökosysteme, die großen Schwankungen von Jahr zu Jahr unterliegen, welche hauptsächlich durch Photosynthese und Pflanzenrespiration hervorgerufen werden.

Um diese Einflüsse zu untersuchen, benutzten die Wissenschaftler zehn globale dynamische Vegetationsmodelle, die die Änderungen des Kohlenstoffkreislaufs vorhersagen. Zusätzlich nutzten sie ein Modell, das Fernerkundungen der Vegetationsdichte und Pflanzenaktivität verbindet, um globale Photosynthese- und Respirationsraten zu berechnen.

Für die Berechnung der Modellprognosen wurden die Parameter wie atmosphärisches CO2, Temperatur, Bodenfeuchte und andere Prozesse variiert. So konnten die Wissenschaftler die Einflüsse dieser einzelnen Prozesse auf den globalen Kohlenstoffkreislauf abschätzen.

Die gemeinsame Auswertung führte zu dem Ergebnis, dass steigende CO2-Werte den größten Einfluss auf Photosynthese und Pflanzenrespiration haben. Das resultiert in einer Zunahme der Kohlenstoffaufnahme, besonders in Ökosysteme der Tropen und höherer Breiten.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass dieser Anstieg der Kohlenstoffaufnahme die Wachstumsrate des atmosphärischen CO2 zwischen 2002 und 2014 abbremste.

 

„Unglücklicherweise ist dieser Anstieg nichtmal annähernd genug, um den Klimawandel zu stoppen“, sagt Keenan, im gleichen Satz, dass die Ergebnisse zwar einige Fragen beantworten können, aber wieder neue Fragen aufkämen. „Wir konnten zeigen, dass der Anstieg der Kohlenstoffaufnahme passiert, mit einer plausiblen Erklärung, warum. Aber wir wissen nicht genau, wo diese Senke am meisten wächst, wie lange das Wachstum anhalten wird, oder was es für die Zukunft des Weltklimas bedeutet.“

 

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Quelle: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161108124029.htm


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