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Dschungel am Rio Juruena: Der nach dem Fluss benannte Juruena-Nationalpark wurde 2006 geschaffen.

Wälder in den Tropen

Amazonas: Der grünen Lunge fehlt es an Phosphor

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Die Wälder in den Tropen können sich nicht schnell genug an die steigenden CO2-Konzentration anpassen.

Amazonas - Die Amazonas-Regenwälder gelten als „grüne Lunge“ der Erde, weil sie enorme Mengen Kohlendioxid speichern. Eine Studie hat nun Hinweise dafür gefunden, dass sich die Wälder nicht an die steigenden CO2- Konzentrationen anpassen können.

Damit Pflanzen wachsen können, brauchen sie nicht nur Licht, Kohlendioxid und Wasser, sondern auch Nährstoffe. Einer der wichtigsten davon ist Phosphor. Wenn Pflanzen nicht genügend davon aufnehmen, wachsen sie schlechter – und genau dieser Nährstoff ist in den tropischen Regionen häufig rar.

Wissenschaftler um Katrin Fleischer von der TU München haben für ihre Studie, die jetzt im Fachjournal „Nature Geosciences“ erschienen ist, verschiedene Ökosystem-Modelle verglichen. Sie wollten herausfinden, wie der Regenwald auf eine Zunahme der CO2-Konzentration in der Atmosphäre regiert. Einige dieser Modelle bezogen nur den Kohlenstoff-Kreislauf ein, andere Kohlenstoff und Stickstoff und wieder andere zusätzlich Phosphor.

Forscher: Wissen noch nicht, wie sich mehr CO2 in der Atmosphäre in den Tropen auswirkt

Eigentlich geht man davon aus, dass durch den sogenannten CO2-Düngeeffekt auch mehr Kohlendioxid aufgenommen werden kann, wenn mehr von dem Treibhausgas in der Luft ist. „Generell ist die Photosynthese auf Blattebene durch die Verfügbarkeit von CO2 limitiert“, sagt Daniel Goll, Mitautor der Studie von der Universität Augsburg, im Gespräch mit der FR.

„Auf Ökosystem-Level nehmen Pflanzen in den gemäßigten Breiten mehr CO2 auf, wenn mehr davon in der Atmosphäre ist. Wir wissen aber noch nicht, wie sich mehr CO2 in der Atmosphäre in den Tropen auswirkt.“ Um das herauszufinden, haben die Forscher mit 14 verschiedenen Modellen die Biomasseproduktion für die nächsten 15 Jahre simuliert: zunächst für die derzeitige Kohlendioxid-Konzentration von 400 ppm und in einem zweiten Szenario für eine erhöhte Konzentration von 600 ppm – das sind 0,6 Promille.

„Wir haben in unserer Studie zum ersten Mal eine größere Anzahl von Modellen verglichen“, sagt Daniel Goll. Das Ergebnis: Zusätzliches Kohlendioxid kann von den Bäumen aufgenommen und in Biomasse umgewandelt werden – aber nur, wenn genügend Phosphor im Boden ist. „Modelle, die die Wirkung des Phosphorkreislaufs mitberechnen, sind auf eine geringere CO2-Aufnahme des Ökosystems gekommen.“

Amazonas-Regenwald kann viel weniger Kohlendioxid aufnehmen als bisher angenommen

Das spielt vor allem in den Tropen eine Rolle: „Phosphor ist ein Pflanzennährstoff, der durch die Verwitterung des Gesteins eingetragen wird“, erläutert Goll. Je älter die Böden sind und umso ausgewaschener das Gestein, desto geringer sind also die Phosphoreinträge. „In den gemäßigten Breiten wurden die Böden durch die Vergletscherung erneuert. Deshalb sind die Phosphoreinträge dort deutlich höher als in den Tropen.“

Die Ergebnisse der Studie könnten deshalb bedeuten, dass der Amazonas-Regenwald viel weniger Kohlendioxid aufnehmen kann als bisher angenommen. „Im Bericht des Weltklimarats von 2014 wurden noch keine Modelle einbezogen, die Phosphor berücksichtigen“, sagt Goll.

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Eine Hoffnung gibt es allerdings noch: Es könnte den Pflanzen gelingen, sich anzupassen, um an zusätzliches Phosphor zu kommen. „Pflanzen können sich an den Standort anpassen, aber es ist unklar, bis zu welchem Grad“, sagt Goll. Beispielsweise könnten sie eine Symbiose mit Pilzen eingehen oder Enzyme abgeben, die Phosphor besser verfügbar machen.

Haben die Pflanzen in den Tropen ihr Potenzial schon ausgereizt?

Allerdings, so der Biologe, könne es sein, dass die Pflanzen dieses Potenzial in den Tropen schon ausgereizt haben. „Dort sind die Pflanzen tendenziell heute schon am Limit, weil dort sehr wenig Phosphor im Boden verfügbar ist.“

Die Wissenschaftler wollen die Ergebnisse ihrer Modellierung nun auch experimentell überprüfen. „Bisher haben wir Experimente mit sogenannten Open Top Chambers gemacht, in denen wir die CO2-Konzentrationen um einzelne kleine Bäume herum erhöhen können“, berichtet Goll. „Aber wir brauchen auch Daten auf der Ökosystem-Ebene.“

In einem Freilandversuch im Amazonas-Regenwald sollen dafür Bäume mit CO2 „gedüngt“ werden. Es sollen ringförmige Gerüste gebaut werden, innerhalb derer die CO2-Konzentration kontrolliert werden kann. „Die CO2-Abgabe aus den Gerüsten wird auch an die Windrichtung angepasst“, erklärt Goll. Damit wird gewährleistet, dass die Konzentration innerhalb des Gerüstes zu jeder Zeit gleich ist.

Regenwald müsste in momentaner Größe erhalten bleiben – und das ist sehr unwahrscheinlich

Doch ob die Forscher die Ergebnisse ihrer Studie im Experiment verifizieren können oder nicht – klar ist, dass der Regenwald keine unendlich belastbare Senke für Kohlendioxid ist. Außerdem muss er dafür auch erst einmal in seiner momentanen Größe erhalten bleiben.

Dass das gelingen wird, ist momentan eher unwahrscheinlich: Satellitendaten des brasilianischen Weltrauminstituts haben gezeigt, dass in den Monaten Mai bis Juli dieses Jahres viel mehr Regenwald abgeholzt wurde als in den gleichen Zeiträumen der Jahre 2016 bis 2018.

Von Friederike Meier

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