Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Festland nahm trotz Dürre Kohlenstoff auf

26.04.2016

Forscher zeigen auf: Der warme Frühling 2012 in den USA sorgte dafür, dass Pflanzen mehr Kohlenstoff aufnahmen und so die Verluste der darauf folgenden Dürre während des Sommers kompensierten.

Das Frühjahr 2012 war in den USA das wärmste seit Beginn der Messaufzeichnungen. Nahtlos schloss ein Sommer an, der trockener und heisser war als alle anderen Sommer seit den 1930er Jahren, einer Zeit, die als «Dust Bowl» in die Geschichtsbücher einging. Unter Dürre und Hitze litt 2012 nahezu das ganze Festland der USA.


Mit solchen Messtürmen - im Bild eine Station im Kendall Grassland, Arizona - erhoben Forschende über mehrere Jahre kontinuierlich Daten.

Bild: Russ Scott, USDA-ARS

Klimaforscherinnen befürchteten, dass diese Wetterkapriole vor vier Jahren das Festland der USA wegen der Sommerdürre in eine Kohlenstoff-Quelle verwandelten, wie dies in Europa während des Hitzesommers 2003 der Fall war.

In einem normalen Jahr nehmen Ökosysteme mehr Kohlenstoff aus der Luft auf als dass sie abgeben. Sie sind deshalb eine Senke – was für das Weltklima wichtig ist. Das hat mit den Pflanzen zu tun, die bei der Fotosynthese Kohlendioxid (CO2) für ihr Wachstum aufnehmen und in Form von Biomasse sowie im Boden speichern. Ökosysteme kompensieren dadurch ein Drittel des vom Menschen verursachten CO2-Ausstosses.

Ökosystem nehmen CO2 auf

Eine Gruppe von Forschenden aus den USA, Australien, den Niederlanden und von der ETH Zürich zeigen nun, dass das Festland der USA 2012 trotz der Dürre eine Kohlenstoffsenke blieb. Die Studie wurde soeben in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht.

Die Forschenden fanden heraus, dass der warme Frühling Bäume, Gräser und Nutzpflanzen früher spriessen und wachsen liess. Dadurch nahmen die Ökosysteme aus der Luft mehr Kohlenstoff auf als in einem «normalen» Frühling.

Während der anschliessenden Dürre hingegen nahmen die Ökosysteme weniger Kohlenstoff auf als üblich, da die Pflanzen wegen der Trockenheit und der Hitze nicht mehr wuchsen. Dennoch blieb die Kohlenstoff-Bilanz unter dem Strich positiv. «Das Plus an aufgenommenem Kohlenstoff im warmen Frühjahr kompensierte das Minus in der Aufnahme während der Dürre», sagt ETH-Forscher Sebastian Wolf, der die Studie geleitet hat.

Grasländer geben bei Dürre CO2 ab

Über das gesamte Festland betrachtet, entpuppten sich die grossflächigen Wälder der Appalachen als besonders effektive Kohlenstoffsenken. Diese nahmen insbesondere im Frühling viel zusätzlichen Kohlenstoff auf und blieben während den Sommermonaten von starken Dürre-Effekten verschont. Die Grasländer des Mittleren Westens hingegen nahmen zwar im warmen Frühling ebenfalls mehr Kohlenstoff auf, jedoch deutlich weniger während der Sommerdürre, nachdem die Vegetation verdorrt war.

Zudem wurden die Dürre und Hitze im Sommer 2012 in den USA wahrscheinlich durch eine Rückkopplung des warmen Frühlings verstärkt, wie die Wissenschaftler herausfanden: da die Pflanzen zeitiger wuchsen, verbrauchten sie auch früher im Jahr die Wasserreserven im Boden. Dies machte die Ökosysteme im Sommer anfälliger für die Trockenheit. Und weil das Wasser fehlte, mussten die Pflanzen ihre Spaltöffnungen zeitiger schliessen.

Solange Pflanzen genügend Wasser haben, halten sie die Spaltöffnungen auf ihren Blättern offen, um mit der Luft CO2, Wasserdampf oder Sauerstoff auszutauschen. Sobald es an Wasser mangelt, schliessen Pflanzen die Spaltöffnungen. Dadurch verdunstet auch weniger Wasserdampf und der kühlende Effekt durch die Verdunstung bleibt aus. So verstärkt sich die Hitze und damit auch der Stress für die Pflanzen.

Einmalige Kombination von Messdaten

Für ihre Auswertung kombinierten Wolf und Kollegen verschiedene Daten. So flossen Messungen von Umweltfaktoren an 22 Standorten in den USA in die Studie ein. In diesen Ökosystemen massen die Forscher mit speziellen Messtürmen auf standardisierte Weise und kontinuierlich während mindestens fünf Jahren mehrere Umweltparameter, wie Temperatur, Bodenfeuchte, Niederschlag sowie die Kohlendioxid- und Wasserflüsse zwischen den Ökosystemen und der Atmosphäre.

Mit Messungen der Satellitenplattform MODIS konnten die Wissenschaftler ausserdem die CO2-Aufnahme der Pflanzendecke über die gesamten USA bestimmen. Zusätzlich wurden Messungen des CO2-Gehalts von bis zu 300 Meter hohen Türmen mit Modellen kombiniert, um die CO2-Aufnahme aus Sicht der Atmosphäre abzuschätzen.

Dank einer geschickten Kombination dieser verschiedenen Daten konnten die Forscher schliesslich den Kohlenstofffluss des gesamten Festlands der USA während dem Jahr 2012 berechnen.

Literaturhinweis

Wolf S, Keenan TF, Fisher JB, Baldocchi DD, Desai AR, Richardson AD, Scott RL, Law BE, Litvak ME, Brunsell NA, Peters W, van der Laan-Luijkx IT (2016) Warm spring reduced carbon cycle impact of the 2012 US summer drought. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI 10.1073/pnas.1519620113

Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2016/04/kohlenstof...

Peter Rüegg | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Weitere Berichte zu: CO2 Dürre ETH Grasländer Kohlenstoff Pflanzen Trockenheit Ökosysteme

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Müll in den Weltmeeren überall präsent: 1220 Arten betroffen
23.03.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Internationales Netzwerk bündelt experimentelle Forschung in europäischen Gewässern
21.03.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise