Extreme Wetter- und Klimaereignisse wie Stürme, Starkniederschläge, Dürren, und Hitzewellen vermindern im jährlichen Durchschnitt die Aufnahme von etwa 3 Gigatonnen Kohlenstoff durch die Vegetation. Ein Team von Forschern rund um Markus Reichstein, Direktor am Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena, untersuchte zum ersten Mal den globalen Kohlenstoffkreislauf aus der Perspektive terrestrischer Ökosysteme. In der aktuellen Ausgabe von „Nature“ (14.08.2013) stellen die Forscher mit Hilfe von globaler Erdbeobachtung und numerischen Modellen fest, dass insbesondere extreme Dürreperioden die Kohlenstoffaufnahme durch Wälder, Wiesen und landwirtschaftliche Nutzflächen absenken. Ein Einfluss regionaler und globaler Kohlenstoffbilanzen auf das Klima ist daher nicht ausgeschlossen. Die großflächigen Ereignisse, wie etwa die im Sommer 2003 aufgetretene Hitzewelle über Mittel- und Südeuropa, geben Hinweise darauf, dass solche Extremereignisse den Kohlenstoffzyklus viel stärker beeinflussen als bis dahin angenommen.

Ein Teil der Fragestellung liegt in der Aufnahme und der Abgabe des Kohlenstoffs in landwirtschaftlichen Ökosystemen: beispielsweise nehmen Pflanzen Kohlendioxid auf, Böden geben in Abhängigkeit von der Temperatur Kohlendioxid ab. Zu diesen natürlichen Prozessen kommt die Bewirtschaftung durch den Menschen. Daraus ergibt sich ein Wechselspiel von Verstärkung und Dämpfung.

„Entscheidend für den Einfluss eines Extremereignisses auf den Kohlenstoffkreislauf landwirtschaftlicher Flächen ist der Zeitpunkt des Auftretens. Im Verlauf der Entwicklung der Anbaufrüchte können extrem hohe Temperaturen im Frühling das Wachstum fördern oder im Gegenteil die Pflanzen schädigen oder aber auch keinen Effekt haben, je nach Zeitpunkt und Ackerfrucht“ erläutert Martin Wattenbach vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ, der an diesem Teil der Analyse maßgeblich mitgewirkt hat. „So ist beispielsweise Reis gegenüber Temperaturen von über 37 °C empfindlich, allerdings primär nur in der kurzen Phase des Pollenfluges im Frühling.“

Landwirte können den negativen Effekten von Extremen zum Teil entgegenwirken, beispielsweise durch Bewässerung. Allerdings hängt das stark von den technischen Möglichkeiten und den Wasserressourcen ab. Da aber verfügbare technische und natürliche Ressourcen und globale Verteilung von Ackerfrüchten mit entsprechender Bewirtschaftung zum Zeitpunkt extremer Ereignisse weitestgehend unbekannt sind, besteht hier akuter Forschungsbedarf. Nicht nur die Klimarelevanz dieses Teils des Kohlenstoffkreislaufs spielt hier eine wichtige Rolle, auch für die Versorgung mit Agrarprodukten bestehen hier potentiell langfristige Konsequenzen durch eine Veränderung von landwirtschaftlichen Erträgen.

Quelle: Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ