Eichen nehmen monatelang nach ihrem jährlichen Wachstumsende weiter Kohlendioxid auf, wie eine neue, in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, die eine grundlegende Annahme der Klimawissenschaft in Frage stellt.
Forscher des Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University fanden heraus, dass Photosynthese und Holzproduktion nicht so eng miteinander verknüpft sind, wie Wissenschaftler lange geglaubt hatten. Die Entdeckung könnte eine erhebliche Neubewertung darüber erzwingen, wie viel Kohlenstoff Wälder in einer wärmeren, CO2-reichen Welt speichern können.
Die meisten Klimamodelle gehen davon aus, dass eine erhöhte Photosynthese durch steigende CO2-Werte natürlich zu mehr Baumwachstum und größerer langfristiger Kohlenstoffspeicherung führt. Aber die neuen Erkenntnisse zeigen, dass die Beziehung weitaus komplexer ist.
'Derzeit gehen die meisten Modelle davon aus, dass dort, wo Photosynthese stattfindet, auch Wachstum stattfindet. Wir stellen fest, dass das nicht der Fall ist', sagte Hauptautor Mukund Palat Rao. 'Nur weil es mehr Photosynthese gibt, bedeutet das nicht unbedingt mehr Baumwachstum in der Zukunft.'
Das Team kombinierte Satellitenbilder, die die Photosynthese an 137 Eichenwaldstandorten im Osten der USA und in Kalifornien erfassen, mit CO2-Sensoren am Boden, Baumstammmessungen, Jahrringaufzeichnungen und Temperaturdaten von 1950 bis heute.
An den Standorten im Osten der USA wuchsen die Eichen von Mai bis Juli, trieben aber bis Oktober Photosynthese – etwa 36% ihrer jährlichen Kohlenstoffassimilation erfolgte nach dem Wachstumsende. In Kalifornien zeigte sich dasselbe Muster: 26% der jährlichen Kohlenstoffaufnahme erfolgte nachdem das Wachstum im August aufgehört hatte.
Der Grund, so Rao, ist einfach: Baumwachstum erfordert internen Wasserdruck, der bei heißen, trockenen Bedingungen schnell abfällt. 'Sobald heiße und trockene Bedingungen herrschen, stoppt die Wachstumsaktivität ziemlich sofort, während die Photosynthese mit einer leicht verringerten Rate weiterzulaufen scheint', sagte er.
Ein Teil des zusätzlichen Kohlenstoffs, der nach dem Wachstumsende eingefangen wird, wird als Treibstoff für die nächste Wachstumssaison gespeichert. Der Rest fließt in die Produktion neuer Wurzeln und Blätter oder wird oxidiert, um die Zellen über den Winter am Leben zu erhalten. Die Frage, wie viel dieses Kohlenstoffs letztendlich zu langfristiger holziger Biomasse wird und wie viel in die Atmosphäre zurückkehrt, bleibt offen.
Die Diskrepanz zwischen Photosynthese und Wachstum wurde in Jahren mit ungewöhnlich nass-trockenen Schwankungen noch stärker. Da der Klimawandel voraussichtlich solche Schwankungen verstärken wird, könnte sich das Muster in Zukunft noch deutlicher zeigen.
Rao und sein Team untersuchen nun, ob andere Baumarten und Waldökosysteme ähnliche Muster aufweisen. 'Es gibt noch viele offene Fragen', räumte Rao ein.
