Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Savannen dominieren die Schwankungen der Landvegetation als Kohlenstoffsenke

22.05.2015

Seit über 50 Jahren nimmt die Landvegetation mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf, als sie wieder abgibt. Ändert sich diese Senken-Funktion, ist auch der CO2-Gehalt der Atmosphäre und damit das Klima betroffen.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie haben nun zusammen mit internationalen Kollegen den Beitrag verschiedener Ökosysteme untersucht: Während Waldökosysteme die Gesamtstärke der Kohlenstoffsenke bestimmen, sind halbtrockene Ökosysteme wie Savannen und Buschland für den Großteil ihrer jährlichen Schwankungen hauptverantwortlich. Die Studie erscheint in der Science-Ausgabe vom 22. Mai.


Savannenlandschaft in Tansania

Foto: Fritz/Heinrich

Erdsystemforscher versuchen weltweit, die Zunahme des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre, und die damit zu erwartende Klimaentwicklung zu erklären und vorherzusagen.

Im Rahmen des natürlichen CO2-Austauschs nahmen die pflanzlichen Ökosysteme der Landflächen in den letzten 50 Jahren mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf, als sie wieder abgaben; sie wirkten als sogenannte Kohlenstoffsenke. Berechnungen zufolge wird im langfristigen Mittel dadurch etwa ein Viertel der anthropogen verursachten CO2-Emissionen klima-neutral in der Landvegetation gebunden.

Die Bilanz des natürlichen CO2-Austauschs zwischen dem Land und der Atmosphäre resultiert im Wesentlichen aus der pflanzlichen Aufnahme des atmosphärischen CO2 durch Photosynthese, und der Abgabe von CO2 durch Atmungsprozesse in der Vegetation und im Boden.

Feuer und andere seltene Extremereignisse setzen ebenfalls CO2 in die Atmosphäre frei, sind im globalen, langfristigen Mittel gesehen aber von untergeordneter Bedeutung. Kleine Veränderungen in diesen Flüssen sind daher hauptverantwortlich für die beträchtlichen jährlichen Schwankungen der globalen CO2-Zunahme in der Atmosphäre. Diese Schwankungen überlagern den anthropogen verursachten Anstieg der CO2-Konzentration durch die Verbrennung fossiler Energieträger.

Doch wie genau entstehen die jährlichen Abweichungen, welche Ökosysteme sind hierfür verantwortlich?

Frühere Bestandsaufnahmen deuten darauf hin, dass der Großteil des Kohlenstoffs, den die Landvegetation seit der Industrialisierung aufnahm, wahrscheinlich in den Wäldern der Tropen und der gemäßigten Zonen gespeichert wurde.

Um diese Frage genauer zu beantworten sowie den Beitrag klimatisch sowie regional unterschiedlicher Ökosysteme zu untersuchen, stellte ein internationales Forscherteam zusammen mit Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena neue Berechnungen an: Mithilfe verschiedener globaler Ökosystemmodelle und gemessener atmosphärischer CO2-Daten wurde zunächst die geographische Verteilung der Kohlenstoffbilanz der letzten 30 Jahre bestimmt.

Nach Zuordnung der geographisch lokalisierten CO2-Bilanz zu verschiedenen Vegetationsklassen (z.B. tropische Wälder, halb-trockene Ökosysteme) zeigte sich zunächst ein erwarteter Befund: „Waldökosysteme, also tropische Regenwälder wie auch die Wälder in unseren Breiten, machen den größten Anteil der gesamten CO2-Aufnahme in die Landökosysteme aus“, sagt Dr. Sönke Zaehle, Gruppenleiter und einer der Autoren vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie.

Die Forscher kamen jedoch auch zu einer überraschenden neuen Erkenntnis: Die jährlichen Schwankungen der globalen Kohlenstoffaufnahme kamen nicht vorwiegend aus den Gebieten, die viel Kohlenstoff aufnehmen, sondern aus halb-trockenen Ökosysteme (Savannen und Buschland).

„Obwohl sie nur ein Fünftel zur Kohlenstoffsenke der Landvegetation beitragen, sind Savannen und Buschland in etwa für die Hälfte der jährlichen Schwankungen der Kohlenstoffbilanz der Landökosysteme verantwortlich“, ergänzt Prof. Markus Reichstein, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie. Ausschlaggebend hierfür ist die Stärke ihrer photosynthetischen CO2-Fixierung, die gerade in halbtrockenen Gebieten von Schwankungen des Niederschlags stark abhängt.

Die neuen Erkenntnisse zeigen also, dass die Savannen und Buschland-Regionen einen entscheidenden Beitrag zu Abweichungen der globalen CO2-Bilanz leisten; wissenschaftlich sind sie bisher aber wenig untersucht. Der Koautor Benjamin Smith, Professor für Ökosystemwissenschaften an der Lund Universität, Schweden, fasst zusammen:

Die Studie betont eindeutig wie wichtig es ist, unsere Aufmerksamkeit auf Savannen und andere klimatisch eher trockene Ökosysteme zu wenden. Sie sind charakteristisch für Landschaften einiger ärmerer Länder unserer Erde und wurden bisher in klimapolitischen Diskussionen weitgehend vernachlässigt.

Original-Veröffentlichung:
The dominant role of semi-arid ecosystems in the trend and variability of the land CO2 sink
Anders Ahlström, Michael R. Raupach, Guy Schurgers, Benjamin Smith, Almut Arneth, Martin Jung, Markus Reichstein, Josep G. Canadell, Pierre Friedlingstein, Atul K. Jain, Etsushi Kato, Benjamin Poulter, Stephen Sitch, Benjamin D. Stocker, Nicolas Viovy, Ying Ping Wang, Andy Wiltshire, Sönke Zaehle, Ning Zeng.
Science. DOI: 10.1126/science.aaa1668

Weitere Informationen:

https://www.bgc-jena.mpg.de/bgi/index.php/Main/HomePage Homepage der Abteilung

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor
23.05.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Wenn Korallen Plastik fressen
23.05.2018 | Justus-Liebig-Universität Gießen

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: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics