Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stickstoff-Dünger spielt beim Klimawandel eine Doppelrolle

03.08.2011
Verstärkte Lachgas-Emissionen aus gedüngtem Boden heben die klimaschonende Wirkung des gespeicherten Kohlendioxids auf

Gelangt Stickstoff etwa als mineralischer Dünger in den Boden, wird der Treibhauseffekt möglicherweise verstärkt: Zwar kurbelt er das Wachstum von Pflanzen an, so dass terrestrische Ökosysteme neueren Untersuchungen zufolge mehr Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre aufnehmen.

Gleichzeitig setzt der gedüngte Boden aber mehr Lachgas frei – ein viel stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Diese klimaschädliche Wirkung des Stickstoff-Eintrags entspricht in etwa dem klimaschonenden Effekt, wie ein Forscherteam um Sönke Zaehle vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie nun berechnet hat. Ihrer Studie zufolge überwiegen die negativen Folgen sogar ein wenig.

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts hat sich die Stickstoffmenge, die terrestrische Ökosysteme über Dünger und aus der Atmosphäre aufnehmen, etwa verdoppelt. Pflanzen und Mikroben werden so besser mit diesem wichtigen Nährelement versorgt, von dem es in vielen natürlichen Ökosystemen nicht genug gibt. Dass der Mensch vor allem mit Dünger in den Stickstoffkreislauf eingreift, hat Folgen für das Klimasystem. Denn die Düngung wirkt sich auf die terrestrischen Quellen und Senken sowohl von Kohlenstoffdioxid (CO2) als auch von Distickstoffmonoxid (N2O), besser bekannt als Lachgas, aus. In welcher Größenordnung die Effekte auf die beiden Treibhausgase liegen, hat nun ein internationales Forscherteam unter Leitung von Sönke Zaehle, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biogeochemie, ermittelt.

„Düngt man stickstoffarme Ökosysteme, so kann der Stickstoff das Wachstum der Vegetation fördern und/oder die Bodenatmung vermindern und dadurch die Kohlenstoffspeicherung im System insgesamt erhöhen“, erklärt Zaehle. Dennoch ist potentiell mit negativen Folgen zu rechnen, denn der erhöhte Stickstoffeintrag kann auch zu verstärkten Austrägen des Stickstoffs führen und die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen beeinträchtigen. Besonders relevant für das Klima sind verstärkte Emissionen von Lachgas, einem langlebigen Treibhausgas, das sowohl von gedüngten Feldern als auch von stickstoffreichen Wald- und Grasland-Ökosystemen freigesetzt wird.

Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf sind stark gekoppelt
Sönke Zaehle und seine Kollegen haben nun die Auswirkungen vergangener und aktueller anthropogenen Stickstoffeinträge auf das Klimasystem in einem globalen Computermodell betrachtet. Ihre Ergebnisse belegen eine tiefgreifende Auswirkung menschlicher Stickstoffeinträge auf die Kohlenstoffdioxid- und Lachgasflüsse. Der menschliche Stickstoffeintrag ist demnach die Hauptursache für den Anstieg der terrestrischen Lachgas-Emissionen seit 1960 und trägt ungefähr zu einem Fünftel zur aktuellen Netto-Aufnahme an Kohlenstoff in Landökosystemen bei (1996-2005).

Die Wissenschaftler bestimmten den Effekt des anthropogenen Stickstoffs auf die atmosphärischen Konzentrationen der Treibhausgase CO2 und N2O, um die Konsequenzen für das heutige Klima abschätzen zu können. Ihre Kernaussage ist, dass der klimawirksame Effekt durch die Störung im Stickstoffhaushalt auf beide Gase beträchtlich ist, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen: die abkühlende Wirkung aufgrund der erhöhten Kohlenstoffspeicherung wird mehr als kompensiert von dem erwärmenden Effekt der terrestrischen Lachgas-Emissionen.

Jedoch: „Die Tatsache, dass in unserer Studie der N2O-Effekt stärker ist als der CO2-Effekt, sollte nicht überinterpretiert werden.” warnt Zaehle. Vielmehr sollte die vorliegende Studie die Bedeutung des anthropogenen Stickstoffs im Klimasystem erhellen und die Notwendigkeit einer gekoppelten Betrachtung von Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf verdeutlichen. „Ich hoffe, unsere Untersuchungen ermutigen zu weiteren Forschungen auf diesem Gebiet, um letztendlich mit Hilfe von Beobachtungsdaten und Simulationsmodellen die Wirkungen von anthropogenen Stickstoff auf die Dynamik von Ökosystemen besser zu verstehen“, fügt der Max-Planck-Wissenschaftler hinzu.

Ansprechpartner
Dr. Sönke Zaehle
Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena
Telefon: +49 3641 57-6325
Fax: +49 3641 57-7300
E-Mail: soenke.zaehle@bgc-jena.mpg.de
Susanne Hermsmeier
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena
Telefon: +49 3641 576-801
Fax: +49 3641 577-860
E-Mail: sherms@bgc-jena.mpg.de
Publikationsreferenz
Sönke Zaehle, Philippe Ciais, Andrew D. Friend, Vincent Prieur
Carbon benefits of anthropogenic reactive nitrogen offset by nitrous oxide emissions

Nature Geoscience, 31. Juli 2011; doi 10.1038/NGEO1207

Dr. Sönke Zaehle | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4387747/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen
18.08.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie