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Schlechte Nachrichten für das Klima: Pflanzen wachsen im Frühling immer früher,
doch anders als gedacht wird dadurch deutlich weniger CO2 aufgenommen. Das zeigt eine Nature-Studie mit Beteiligung
der TU Wien.
Wien (tu) - Der Klimawandel beeinflusst das Pflanzenwachstum – der Wachstumsschub im Frühling beginnt
immer früher. Bisher dachte man, dass dieses Phänomen den Klimawandel verlangsamt, weil dadurch bei der
Photosynthese mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre gebunden und mehr Biomasse produziert wird. Wie nun mit
Hilfe von Satellitendaten- auswertungen an der TU Wien gezeigt werden konnte, trifft das aber nicht zu. Im Gegenteil:
In vielen Gegenden führt ein warmer und vorverlegter Frühling sogar zu einem geringeren Pflanzenwachstum.
Die bisher verwendeten Klimamodelle müssen angepasst werden, die Lage des Weltklimas ist also noch angespannter
als bisher gedacht. Veröffentlicht wurden diese Ergebnisse nun in einer großen internationalen Studie
im Wissenschaftsjournal „Nature“.
Satellitendaten: Wie grün ist die Erde?
„Dass sich der zeitliche Verlauf des Pflanzenwachstums durch den Klimawandel deutlich verschoben hat, wussten wir
bereits“, erklärt Matthias Forkel vom Department für Geodäsie und Geoinformation der TU Wien. Die
Winter werden kürzer, die Pflanzen werden früher grün. Was das allerdings für das Pflanzenwachstum
im Sommer und Herbst und für die CO2-Aufnahme bei der Photosynthese bedeutet, war bisher nicht klar. Nun ist
es zu ersten Mal gelungen, die Auswirkungen dieses Effekts auf globalem Maßstab zu untersuchen.
Möglich wurde das mit Hilfe von Satellitendaten: „Wir haben Satellitenbilder aus den letzten 30 Jahren analysiert
– der gesamte Globus nördlich des 30. Breitengrades wurde untersucht, von Südeuropa und Japan bis zu
den Tundra-Regionen im hohen Norden“, berichtet Matthias Forkel.
Dort, wo viel Vegetation vorhanden ist, wird Licht stark absorbiert und infrarote Strahlung wird stark reflektiert.
„Daraus lässt sich rund um den Erdball Punkt für Punkt bestimmen, wie viel Photosynthese stattfindet,
und wie viel Kohlenstoff gebunden wird“, erklärt Forkel. Diese aufwändigen Datenanalysen wurden an der
Universität Leeds in Großbritannien und der TU Wien durchgeführt, zusätzlich waren auch Klima-
und Umwelt-Forschungsgruppen aus den USA und mehreren anderen Ländern beteiligt.
Warmer Frühling – trockener Herbst
Wenn das Frühlingswetter früher beginnt, liegt die Vermutung nahe, dass die Pflanzen länger Zeit
zum Wachsen haben, mehr Biomasse produzieren und somit Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden. Doch das ist
nicht der Fall: Die Daten zeigen zwar, dass die Nordhalbkugel bei warmem Frühling tatsächlich grüner
wird. Doch dieser Effekt kann sich im Sommer und im Herbst umkehren, sodass insgesamt durch die Erwärmung
sogar weniger Kohlenstoff aus der Atmosphäre entzogen wird.
Das kann unterschiedliche Gründe haben: Das verstärkte Pflanzenwachstum im Frühling kann den Wasserbedarf
und die Verdunstung erhöhen, sodass die Bodenfeuchte sinkt und die Pflanzen dann später im Jahr nicht
mehr genügend Wasser zur Verfügung haben. Möglicherweise haben bestimmte Pflanzen auch eine natürlich
vorgegebene Wachstumsdauer, die sich auch durch früheren Wachstumsbeginn nicht verlängern lässt.
„Diese Mechanismen sind kompliziert und regional unterschiedlich“, sagt Matthias Forkel. „Doch unsere Daten zeigen
eindeutig, dass es viel größere Regionen gibt wo die Produktivität der Pflanzen in Jahren mit warmem
Frühling abnimmt.“
Klimawandel mit noch heftigeren Folgen
Die bisherigen Klimamodelle berücksichtigen zwar das Pflanzenwachstum, aber diesen Effekt hatten sie bisher
nicht wiedergegeben. Sie müssen daher verbessert werden. „Leider verändern sich dadurch die Klimaprognosen
in eine eher unerfreuliche Richtung“, sagt Forkel. „Wir müssen davon ausgehen, dass die Folgen der Klimaerwärmung
dadurch noch dramatischer sein werden als bisher berechnet.“
Die Forschungsarbeit wurde durch den TU Wien Wissenschaftspreis mitfinanziert, der 2015 an Wouter Dorigo vergeben
wurde.
Forschungsgruppe „Climate and Environmental Remote Sensing“: http://climers.geo.tuwien.ac.at/
Originalpublikation: Buermann et al., "Widespread seasonal compensation effects of spring warming on northern
plant productivity", Nature (2018).
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