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Alte und artenreiche Wälder nehmen bei Klimaschwankungen stabiler Kohlendioxid auf

27.01.2017

Wälder nehmen kontinuierlich Kohlendioxid (CO₂) auf, das wichtigste Treibhausgas der Atmosphäre. Bedingt durch Klimaschwankungen variiert diese Aufnahme allerdings von Jahr zu Jahr. Denn während manche Wälder recht konstant CO₂ umsetzen, reagieren andere eher wechselhaft und instabil gegenüber Klimaänderungen. Ein Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena fand nun zwei wesentliche Faktoren, die hierbei eine Rolle spielen: Je älter die Waldbestände und je größer deren Artenvielfalt, desto konstanter und stabiler ist ihre Fähigkeit, CO₂ aufzunehmen. Die Ergebnisse beruhen auf Datensätzen von 50 weltweit verteilten Wäldern unterschiedlicher Klimazonen.

Kohlendioxid wirkt in der Atmosphäre als Treibhausgas und trägt zur Erwärmung der Erdoberfläche bei. Pflanzen nehmen atmosphärisches Kohlendioxid durch Photosynthese auf, sie nutzen den gewonnenen Kohlenstoff zum Aufbau von Biomasse. Einen Teil des Kohlendioxids geben sie durch Atmung wieder ab. Insgesamt nehmen Pflanzen, insbesondere Wälder, weltweit mehr CO₂ aus der Atmosphäre auf, als sie wieder abgeben. Sie kompensieren dadurch teilweise die durch Menschen verursachten Emissionen.


Reinhardswald in Hessen

Achim Lueckemeyer / pixelio; www.pixelio.de


BACI Logo

MPI-BGC Jena

Doch diese Aufnahmefähigkeit der Landpflanzen unterscheidet sich von Jahr zu Jahr sehr stark. Sie wird auch durch Schwankungen und Extremereignisse des Klimas beeinflusst. Auf der Suche nach den daran beteiligten Umweltfaktoren analysierte das Forscherteam Datensätze von über 50 weltweit verteilten Waldgebieten.

Sie prüften dabei verschiedene Hypothesen und mögliche Ursachen, die die jährlichen Variationen der CO₂-Aufnahme der Wälder abpuffern. Langzeitmessungen von CO₂-Flüssen, Wetterdaten, Angaben zur Artenvielfalt und den Pflanzeneigenschaften, zum Alter der Bäume sowie ihrer Nährstoffverfügbarkeit gehörten zu den untersuchten Eigenschaften.

„Wie stabil die Aufnahmefähigkeit der Wälder für CO₂ ist, wird im Wesentlichen durch ihr Alter und ihren Artenreichtum bestimmt“, fand die Erstautorin der Studie, Talie Musavi, heraus. Wobei das Alter der Wälder wichtiger ist als der Artenreichtum.

„Diese Erkenntnis beeinflusst auch unser Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs und seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber Klimaschwankungen. Wir müssen jetzt zum Beispiel untersuchen, ob diese Effekte auch in Klimamodellen des Weltklimarats abgebildet sind.“, sagt Professor Dr. Markus Reichstein, Koautor der Studie und Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie.

Hinzu kommt, dass unsere Erde stark durch menschliche Aktivitäten geprägt wird. Viele Ökosysteme der Landoberfläche werden durch Ausbeutung natürlicher Ressourcen stark verändert. Alte Wälder und deren Artenreichtum zu bewahren, sollte daher helfen, die Auswirkungen von Klimaschwankungen auf die Waldökosysteme der Erde zu verringern. Alte Wälder bedecken derzeit etwa 15 % der gesamten Erdoberfläche.

Die Studie resultiert aus dem europäischen BACI-Projekt (Biosphere-Atmosphere Change Index), einem durch das Horizon2020-Programm der Europäischen Union geförderten Netzwerk. „ Mit dem BACI-Projekt wollen wir das Verständnis verbessern, wie unsere Ökosysteme mit der Atmosphäre interagieren“, erläutert Dr. Miguel Mahecha, der das Projekt am MPI für Biogeochemie koordiniert, und ergänzt „zu diesem Zweck analysieren wir eine Vielzahl von sehr heterogenen Datenströmen, unter anderem aus Fernerkundung, Langzeitmessungen und Biodiversitätsexperimenten.“

Originalveröffentlichung:
Talie Musavi, Mirco Migliavacca, Markus Reichstein, Jens Kattge, Christian Wirth, T. Andrew Black, Ivan Janssens, Alexander Knohl, Denis Loustau, Olivier Roupsard, Andrej Varlagin, Serge Rambal, Alessandro Cescatti, Damiano Gianelle, Hiroaki Kondo, Rijan Tamrakar and Miguel D. Mahecha. (2017). Stand age and species richness dampen interannual variation of ecosystem-level photosyn-thetic capacity. Nature Ecology & Evolution.
http://dx.doi.org/10.1038/s41559-016-0048

BACI Projekt:
http://baci-h2020.eu/index.php/

Kontakt:
Talie Musavi
Email: tmusavi@bgc-jena.mpg.de

Mirco Migliavacca
Phone: +49 (0)3641 57 6281
Email: mmiglia@bgc-jena.mpg.de

Miguel Mahecha
Phone: +49 (0)3641 57 6265
Email: mmahecha@bgc-jena.mpg.de

Beteiligte Institutionen:
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), Halle-Jena-Leipzig
Universität Leipzig, 04103 Leipzig
Biometeorology and Soil Physics Group, Faculty of Land and Food Systems, University of British Columbia, 2329 West Mall, Vancouver, British Columbia, Canada
University of Antwerpen, Department of Biology, 2610 Wilrijk, Belgium
Georg-August Universität Göttingen, 37077 Göttingen
INRA, ISPA, Centre de Bordeaux Aquitaine, 71 Avenue Edouard Bourlaux, 33140 Villenave-d’Ornon, France.
UMR Ecologie Fonctionnelle and Biogéochimie des Sols et Agroécosystèmes, SupAgro-CIRAD-INRA-IRD, Montpellier, France
A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119071, Russia
Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive, CEFE, UMR 5175, CNRS, Montpellier, France
Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG, 37200-000, Brazil
European Commission, Joint Research Centre, Directorate for Sustainable Resources, 21027, Ispra, Italy
Department of Sustainable Agro-Ecosystems and Bioresources, Research and Innovation Center, Fondazione Edmund Mach, 38010 San Michele all’ Adige Trento, Italy
Foxlab Joint CNR-FEM Initiative, Via E. Mach 1, 38010 San Michele all'Adige, Italy
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Onogawa, Tsukuba, Ibaraki, 305-8561, Japan

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1038/s41559-016-0048 Originalveröffenlichung
http://baci-h2020.eu/index.php/ Webseite des BACI-Projekts

Dr. Eberhard Fritz | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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