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Landbasierte Kohlenstoffsenke

Globales Pflanzenwachstum leidet vermehrt durch Klimaextreme

Das Wachstum von Pflanzen und damit die Fähigkeit zur CO2-Speicherung sinkt weltweit als Folge von Hitzewellen, Dürren oder Starkregen, haben Forscher aus Augsburg festgestellt.

Lesezeit: 4 Minuten

Pflanzen nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und binden dieses. Klimaextreme wie Dürren und Hitzewellen führen aber zu geringerem Pflanzenwachstum (Primärproduktion). Somit wird weniger CO2 aus der Atmosphäre gebunden. Das teilten am Donnerstag Forscher der Universität Augsburg mit.

Eine internationale Studie zeigt demnach, dass insbesondere in den nördlichen Breitengraden im Vergleich von 1982-1998 zu 2000-2016 negative Extreme des Pflanzenwachstums um 10,6 % zugenommen haben. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass vor allem Gras- und Ackerflächen zunehmend anfälliger für speziell warme Dürren werden und negative Auswirkungen auf die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen sowie auf die Landwirtschaft die Folgen sind.

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Gegenwärtig werden laut den Forschern etwa 50% der von Menschen verursachten jährlichen CO2-Emissionen zu etwa gleichen Anteilen von Land und Ozeanen aufgenommen. Synchron mit den steigenden CO2-Emissionen in den letzten Jahrzehnten, seien diese sogenannten Land- und Ozean-Kohlenstoffsenken auch stetig angewachsen und hätten somit eine Beschleunigung des Klimawandels verhindert. Neuere Studien gehen aber von einer Abschwächung dieser wichtigen Kohlenstoffsenken in den kommenden Jahrzehnten aus.

Diese wichtige Funktion der Pflanzen ist durch Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren oder Starkregen gefährdet.

Ein bekanntes Beispiel sei die Dürre- und Hitzewelle, die Europa im Jahr 2003 erlebt hatte. Die Augsburger Wissenschaftler erinnern, dass sich damals das Pflanzenwachstum um 30 % verringerte und somit die Kohlenstoffsenke von vier Jahren in dieser Region zunichte machte.

Die Experten fragen sich nun, ob die sich verdichtenden Belege für häufigere und intensivere Klimaextreme und die entsprechenden negativen Auswirkungen auf die Ökosysteme in der jüngsten Vergangenheit bereits zu einer systematischen Verringerung des Pflanzenwachstums auf regionaler und globaler Ebene geführt haben.

Fachbegriff: Die Forscher analysieren drei verschiedene Datensätze der Bruttoprimärproduktion (BPP), welche mit unterschiedlichen Ansätzen erstellt wurden. Die BPP beschreibt den Eintrag von Kohlenstoff in ein Ökosystem durch Photosynthese, sprich wie stark Pflanzen wachsen, indem sie CO2 aufnehmen.

Anstieg um 10,6 %

Insgesamt weisen vor allem die nördlichen mittleren Breiten – dies betrifft u.a. auch Europa – eine signifikante Zunahme (10.6%) der BPP-Extreme zwischen den untersuchten Zeiträumen auf. Regionale Hotspots sind Ostasien und Zentral-Nordamerika. Zudem haben sich die Monate mit außergewöhnlich verringertem Pflanzenwachstum durch BPP-Extreme von Juni/Juli hin zu Juli/August verschoben. In den tropischen Regionen ist es vor allem das Amazonasgebiet, das einen starken Anstieg der negativen BPP-Extreme aufzeigt. Der Großteil der identifizierten Extremereignisse von reduziertem Pflanzenwachstum (global ca. 70%) kann hierbei Klimaextremen zugeordnet werden, die sich direkt aus einer Kombination von abweichendem Niederschlag und Temperaturwerten ergeben. Der verbleibende Anteil könnte durch Faktoren wie Feuer, Schädlingsbefall oder Wind verursacht worden sein, die aber nicht Teil der Studie waren.

Die Resultate zeigen, dass insbesondere warme Dürren (gekennzeichnet durch Wassermangel mit einhergehenden hohen Temperaturen) stark zugenommen haben und maßgeblich für reduziertes Pflanzenwachstum in weiten Teilen der nördlichen Hemisphäre verantwortlich sind.

Gras- und Ackerflächen besonders betroffen

Außergewöhnliche Zunahmen von negativen Extremen der Bruttoprimärproduktion durch warme Dürreereignisse konnten im Vergleichszeitraum vor allem für Grasflächen (Zunahme um 95%) und Ackerland (+84%) identifiziert werden. Sie sind anfälliger für Dürreperioden als bewaldete Regionen, da diese Ökosysteme im Allgemeinen nicht ausreichend tiefe Wurzeln besitzen, um Wasser in den tieferen Bodenschichten zu erreichen. Die Studie zeigt auch, dass der negative Einfluss von Klimaextremen auf landwirtschaftliche Flächen nur eingeschränkt durch Maßnahmen der Betriebe abgefedert werden kann. Gefahren für die Landwirtschaft und Nahrungsmittelsicherheit

„Frühere Studien projizierten eine starke Zunahme negativer BPP-Extreme bis zum Ende des 21. Jahrhundert. Die aktuelle Untersuchung deutet darauf hin, dass diese Auswirkungen von Klimaextremen und insbesondere Dürreereignissen bereits im Gange sind“, meint der Geograph Prof. Dr. Wolfgang Buermann, an dessen Lehrstuhl die Studie durchgeführt wurde.

Weniger Pflanzenproduktivität bedeutet aber auch weniger Photosynthese und somit eine Abschwächung der land-basierten Kohlenstoffsenke was den Klimawandel weiter beschleunigt. Dass gerade Gras- und Ackerland durch geringere Bruttoprimärproduktion betroffen ist, unterstreiche gerade bei einem aktuellen Anstieg von landwirtschaftlichen Flächen den Handlungsdruck, dass diese widerstandsfähiger gegenüber Klimaextremen wie Dürre werden. Weniger Monokulturen, eine bessere Nutzung vorhandener Ressourcen, andere Pflanzentypen sowie gesellschaftliches Umdenken wären hier Strategien, damit die Landwirtschaft mit den Folgen des Klimawandels besser umgehen kann, so die Fachleute aus Augsburg.

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