Dürre mit allen Folgen bald Normalzustand?

Pinyon Kiefernwälder in der Nähe von Los Alamos, N.M., hatte bereits im Jahr 2002 begonnen sich bedingt durch Trockenstress braun zu verfärben (Bild links). Ein weiteres Foto wurde im Jahr 2004 (Bild rechts) aus dem gleichen Blickwinkel aufgenommen, es zeigt die Pflanzen weitgehend grau und tot. (Quelle: © Craig Allen, U.S. Geological Survey)<br>

Vor allem die Effekte auf die Kohlenstoffkreisläufe der betroffenen Gebiete waren im Fokus der Untersuchung. Sie entdeckten, dass die Gebiete während der extremen Trockenheit deutlich weniger CO2 aufnehmen konnten. Die beunruhigende Ableitung aus ihrer Forschungsarbeit: Dies könnte bald den Normalzustand darstellen.

Ein Forscherteam aus zehn Wissenschaftlern untersuchte die Wirkung der schweren Dürre im Westen Nordamerikas zwischen den Jahren 2000 und 2004. Sie nutzten dazu bereits erhobene Klimadaten der Region und reanalysierten diese.

Schlimmste Dürre seit über 800 Jahren
Die letzte Dürre dieser Größenordnung liegt mehr als 800 Jahre zurück, so die Wissenschaftler. Dies konnten sie von Daten über Jahresringe von Bäumen ableiten, anhand derer sich das Klima vergangener Jahrhunderte rekonstruieren lässt. Dabei stellten die Forscher fest, dass die letzten beiden Perioden mit einer vergleichbaren Trockenheit im Mittelalter – zwischen 977-981 und 1146-1151 – waren.

Schwerwiegende Auswirkungen auf die Landschaft
Die wissenschaftlichen Daten dokumentierten einen Rückgang der Niederschläge um durchschnittlich 15% pro Monat. In der Zeit der Dürre reduzierte sich ebenfalls die Bodenfeuchte und die Temperaturen stiegen an. Dadurch verringerte sich die Verfügbarkeit von Wasser; Die Flussgebiete hatten weniger Wasser zu verzeichnen und dies wirkte sich auch auf den Grundwasserspiegel aus.

Die Dürre hatte Auswirkungen auf die gesamte Vegetation, also alle Pflanzen, die in diesem Gebiet wachsen. Die negativen Konsequenzen für die Landwirtschaft ließen sich in den geringeren Erträgen während dieser Zeit erkennen – die Produktivität der Äcker sank um 5%. Auch Grasland und Nadelwälder produzierten weniger Biomasse und nahmen dadurch auch weniger CO2 auf.

Die Forscher interessierten sich speziell für die Auswirkungen auf die Kohlenstoffkreisläufe, denn derzeit gilt das Gebiet als Kohlenstoffsenke. Kohlenstoffsenken sind in der Lage zeitweise oder dauerhaft das Treibhausgas CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen. Dadurch sind sie wichtige Helfer beim Kampf gegen den – vom Menschen beeinflussten – Klimawandel. Doch klimatisch bedingte Änderungen beeinflussen diese Kreisläufe.

Reduzierung der Kohlenstoffaufnahme

Die Forscher untersuchten die Effekte der Dürre auf die Kohlenstoffaufnahme der Region und belegten, dass durch die Dürre die Gebiete im Westen der USA, Kanada und Mexiko immer weniger Kohlenstoff aufnehmen konnten: So reduzierte sich von 2000-2004 die Netto-CO2-Aufnahme jährlichen um durchschnittlich 51% (zwischen 5% und 168% weniger CO2 wurde aufgenommen). Dadurch gelangte mehr CO2 in die Atmosphäre und begünstigte den Treibhauseffekt, der die globale Erwärmung verursacht.

Klimatische Extreme, wie Dürren, reduzieren also die Produktivität der Ökosysteme. Die Schwere und Häufigkeit dieser Ereignisse haben in Folge des Klimawandels zugenommen. Es wirkt geradezu wie ein Teufelskreis. Denn mehr Wetterextreme verringern die Aufnahme von CO2 weiter und dies treibt die Erderwärmung voran, die mehr klimatische Extreme hervorruft.

Beunruhigender Langzeittrend
Klimamodelle und Niederschlagsprognosen deuten darauf hin, dass diese klimatischen Veränderungen normal werden könnten. Gegen Ende des 21. Jahrhunderts wäre dann das Klima deutlich trockener. Die Wissenschaftler rechnen mit einem Anstieg der Wetterextreme durch die Erderwärmung und vermuten einen langfristigen Trend. Diese Extreme könnten die Ökosysteme beträchtlich schädigen und ihre Produktivität herabsetzen. Basierend auf den ausgewerteten Daten könnte so die Kohlenstoffsenke im Westen von Nordamerika bis zum Ende des Jahrhunderts verschwunden sein, schätzen die Forscher, d.h. das Gebiet wäre also nicht mehr in der Lage CO2 zu binden.

Regionale Entwicklungen wären zwar schwer vorherzusehen, aber die Klimamodelle würden das Ausmaß von Dürren unterschätzen, so die Forscher. Sie vermuten weiter, dass die Situation sich verschlimmern wird. Abgesehen von kurzen regenreichen Perioden, könnte sich die Niederschlagsmenge von 2006 bis 2100 größtenteils auf dem Level der großen Dürre von 2000-2004 befinden, oder gar noch niedriger liegen. Daher sehen sie voraus, dass die Niederschlagsmenge zur Zeit der untersuchten Dürre gegen Ende des Jahrtausends rückblickend als nasse Periode gelten wird.
Quelle:
Schwalm, C.R. et al. (2012): Reduction in carbon uptake during turn of the century drought in western North America. In: Nature Geoscience, online 29. Juli 2012, doi: 10.1038/ngeo1529.

Ansprechpartner für Medien

Schwalm, C.R. et al. Pflanzenforschung.de

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