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Weltklima : Die Flora lässt der Klimawandel seltsam kalt

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Kohlenstoffhaushalt: Messung im Hainich-Nationalpark Bild:

Zum ersten Mal ist der Kohlenstoffhaushalt genauer erfasst und berechnet worden. Das Ergebnis: Die besonders düsteren Szenarien der Erderwärmung erweisen sich als unrealistisch.

          Die Klimaforschung tut sich manchmal schwer, ihre Fortschritte zu erklären - selbst wenn diese von entscheidender Bedeutung sind. Markus Reichstein holt tief Luft. Seine Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena hat mit zwei aktuellen Veröffentlichungen in der Zeitschrift „Science“ die Parameter entscheidend verbessert, mit denen Computermodelle gespeist werden, die Klima und Kohlenstoffhaushalt der Erde miteinander in Verbindung setzen. Doch sind die Ergebnisse dieser Studien so ausgefeilt, dass ihre Bedeutung für das große Ganze offenbar nur noch mit viel Anlauf vermittelt werden kann.

          Viele Reporter verlassen vorzeitig und offensichtlich verwirrt die Pressekonferenz des „Euroscience Open Forum“ in Turin, auf der Reichstein und sein Team ihre Ergebnisse präsentieren. Dabei sind die Resultate durchaus wichtig für die Beurteilung des Klimawandels. Mit den beiden Studien gelingt es den Forschern, die terrestrische Kohlenstoff-Atmung exakter zu erfassen. Ausgangspunkt sind die Daten des Messnetzwerkes „Fluxnet“, mit dem Forscher an mehr als 250 Stationen weltweit hoch über Graslandschaften oder Wäldern die Wasser- und Kohlendioxidkonzentration in der Luft sowie Windturbulenzen aufzeichnen. Daraus werden Energie- und Kohlenstoffflüsse zwischen Ökosystem und Atmosphäre gemessen und anschließend mit Satelliten- und Klimadaten verglichen. Christian Beer gelang dabei erstmals, eine auf Messdaten basierende Schätzung der Brutto-Primärproduktion, was die Photosyntheseleistung der weltweiten Vegetation abbildet. Rund 123 Milliarden Tonnen Kohlenstoff atmeten die Ökosysteme demnach zwischen 1998 und 2005 jedes Jahr ein - ein ähnlich großer Beitrag wie die Ozeane. Das deckt sich mit der bisher nur geschätzten Zahl, was der Autor als Zufall bezeichnet, da sich durch die neuen Messungen einige frühere Annahmen der Modellierer als falsch erwiesen hätten.

          Die Unsicherheit erheblich reduziert

          Das Gros des Kohlenstoffs entweicht der Pflanzenwelt demnach bald wieder durch Zersetzung, Feuer oder nächtliche Atmung. Netto betrachtet bleiben rund zwei Milliarden Tonnen pro Jahr in der Vegetation gebunden. Sie stellt also eine Senke im natürlichen Kohlenstoffkreislauf dar, deren Effekt allerdings durch mehr als acht Milliarden Tonnen Kohlenstoff aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe wie Öl, Gas und Kohle mehr als kompensiert wird, so Reichstein. Anders als frühere Modelle, die anhand der exakten Analyse der bio- und geochemischen Prozesse auf die weltweite Kohlenstoffaufnahme schlossen, basiert seine Berechnung erstmals auf einem empirischen Datensatz.

          Mit Hilfe eines Modells wurden dabei auf Basis von Satellitendaten die Punktmessungen der Fluxnet-Stationen auf eine weltweite Gesamtsumme hochgerechnet. Neu ist auch eine Karte der räumlichen Verteilung der Bruttoprimärproduktion, die zu 34 Prozent in tropischen Wäldern stattfindet und zu 26 Prozent in den fast doppelt so großen Savannengebieten. Außerdem fanden die Forscher durch Kombination mit Klimadaten heraus, dass für rund 40 Prozent der Landfläche unter „Wasserstress“ stehen - Wassermangel begrenzt das Pflanzenwachstum und damit die Kohlenstoffaufnahme. Bei dieser Zahl hatten sich bisherige Studien stark verschätzt, die Unsicherheit konnte nun erheblich reduziert werden. Die Forscher stellen fest, dass die Verfügbarkeit von Wasser häufiger als Lichtmangel oder Temperatur entscheidend dafür sind, wie viel Kohlendioxid Blätter durch Photosynthese binden. So hängen in Savannengebieten bist zu 70 Prozent der aufgenommenen Kohlendioxidmenge von der Wassermenge ab.

          Düstere Szenarien erweisen sich als unrealistisch

          Während Christian Beer die „Einatmung“ von Kohlenstoff untersuchte, beschäftigte sich Miguel Mahecha mit dessen Ausatmung. Er untersuchte den Effekt kurzfristiger Temperaturveränderungen auf die Ökosystem-Atmung, also die Netto-Abgabe von Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre. Bisher hatte man angenommen, die kalten borealen Ökosysteme hoher Breiten reagierten stärker auf Temperaturveränderungen, weil sich ihre Atmungsaktivität bei einer Erwärmung überproportional steigerte. Jetzt zeigt sich aber, dass die Empfindlichkeit für Temperaturveränderungen weltweit nahezu gleich ist, von den Tropen bis zur Tundra. Die Atmungsrate der Pflanzen erhöht sich also bei gleicher Erwärmung überall um den gleichen Faktor. Auch liegt diese Sensitivität mit einem Wert von 1,4 deutlich unter dem bisher angenommenen Durchschnittswert von 2,0 was als Zeichen für eine weniger ausgeprägte Rückkopplung zwischen Klima und Kohlenstoffhaushalt gewertet wird.

          Bei einem angenommenen Temperaturanstieg um zehn Grad zum Frühlingsbeginn läuft die Umwandlung von Zucker in Kohlendioxid nicht einmal doppelt so schnell wie zuvor ab. Manche Studien hatten bisher fälschlicherweise Beschleunigungen um das Drei- bis Vierfache angenommen. „Wir bekommen dadurch präzisere Vorhersagen, wie Ökosysteme weltweit auf Klimaveränderungen reagieren werden“, sagt Markus Reichenstein, der Initiator beider Studien, der selbst am nächsten IPCC-Bericht mitschreiben wird. Wie sich der kurzfristige Zusammenhang zwischen Kohlenstoffhaushalt und Klima auf die langfristige Aufnahmekapazität auswirkt und damit auf die Fähigkeit, menschgemachte Emissionen abzupuffern, ist durch die Studie noch nicht geklärt worden. Dennoch meint Reichstein: „Besonders düstere Szenarien für die Rückkopplung von Erderwärmung und Ökosystematmung erweisen sich damit als unrealistisch.“ Das, sagte Reichstein anschließend im Gespräch, beziehe sich ausdrücklich nicht auf die Szenarien im Weltklimabericht.

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