Jedes Jahr blasen die Deutschen rund 1,5 Millionen Tonnen Stickoxide und Ammonium in den Himmel über der Republik: Sie strömen aus Auspuffrohren und Schornsteinen von Kraftwerken wie Häuslebesitzern oder dampfen aus der Gülle von Schweinen und den Fäkalien von Geflügelmastbetrieben. Der Regen wäscht die Verbindungen wieder aus und spült sie in Wälder, Seen, Flüsse und schließlich ins Meer, wo sie die Vegetation düngen, Bäume in die Höhe schießen und Algen blühen lassen. Ein riesiges Fertilisationsprojekt, das nicht nur im nationalen Rahmen, sondern im globalen Maßstab abläuft: Während des letzten Jahrhunderts stiegen die Stickstoffemissionen weltweit um das Drei- bis Fünffache auf rund 65 Millionen Tonnen pro Jahr an und nähren die Pflanzenwelt.

Derart mit einem Wachstumsbeschleuniger versorgt, könnten Wälder und algenreichere Ozeane dann nicht aber auch einen größeren Beitrag gegen die Erderwärmung leisten, weil sie für ihr Gedeihen mehr Kohlendioxid benötigen? Zumal viele Wälder mit Stickstoff eigentlich unterversorgt sind – oder zumindest bis zum Industriezeitalter waren – und so weniger stark wucherten als eigentlich möglich? Fragen, denen Dave Reay von der University of Edinburgh und seine Kollegen nun nachgingen.

Vorherige Studien hatten schließlich ergeben, dass eine künstliche Zufuhr an Stickstoffdüngern die Pflanzen dazu verleitet, mehr Kohlenstoff zu verarbeiten und in ihrem Gewebe einzulagern, sodass er wenigstens zeitweise der Atmosphäre entzogen war: Je nach Versuchsaufbau, Waldtyp und Klimazone entschwanden pro Gramm zusätzlich verabreichtem Stickstoff zwischen 40 und 200 Gramm Kohlenstoff. Auf Dauer gesehen hatte die Zufuhr jedoch ihren Preis, denn große Mengen des Nährstoffes wurde auch durch den Regen wieder ausgewaschen und belasteten anschließend die Gewässer. Auch leidet die Artenvielfalt, denn Pflanzen, die auf magere Böden angewiesen sind, werden oft von konkurrenzstarken Generalisten verdrängt, weil diese das überreiche Düngerangebot perfekt ausnützen. Bodenbakterien setzen zudem einen Teil des Eintrags in Lachgas um, das als sehr potentes Treibhausgas das Erdklima belastet.

Wankelmütige Böden

Überhaupt die Böden: Sie nehmen so etwas wie Jokerrolle im Klimapoker ein. Auf der einen Seite können sie enorme Mengen an Kohlenstoff speichern, was sie zu einer nicht zu unterschätzenden Senke für CO₂ macht. Andererseits taut die Erwärmung sibirische oder kanadische Permafrostböden auf, in denen momentan noch sehr viel organisches Material unverrottet ruht. Bald schon könnten Bakterien und andere Organismen diesen Pflanzenfriedhof aktivieren und Kohlendioxid sowie Methan in die Atmosphäre atmen. Der Stickstoff greift auch in diese Prozesse ein, wie Reays Team in die Diskussion einwirft.

Üppiger wuchernde Vegetation etwa streut mehr Bestandsabfall auf den Boden, der mitunter nicht sofort umgesetzt wird und sich somit dort anreichert – ein klarer Fall von CO₂-Lager. Umgekehrt fördert Stickstoff die Mineralisierung von totem Grünzeug, was aus dem Speicher eine Quelle macht. Aber nur solange, wie die Zufuhr nicht überreichlich wird, denn das lähmt die Mikroben und damit den Verwesungsprozess wieder. Rechnet man alle diese Einflüsse schließlich gegeneinander auf, so reichern derart beeinflusste Böden mehr Kohlenstoff an, als sie letztlich wieder abgeben – das Plus fällt verglichen mit der Wirkung bei der Vegetation allerdings bescheidener aus: Maximal 23 Gramm pro Gramm Stickstoff nehmen die Böden zusätzlich auf.

Schwache Stärkung der Stärke

Rund ein Viertel der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen nehmen bislang die Ozeane auf und versenken sie in der Tiefe, wo sie zumindest zeitweise dem System entzogen sind – ein Beitrag, der die Erderwärmung zwar nicht verhindert, aber doch nachhaltig bremst. Die Kapazitäten der Meere, die bislang noch die wichtigste Senke für das Treibhausgas sind, scheinen sich aber nach neueren Erkenntnissen langsam zu erschöpfen: Sie entziehen der Atmosphäre weniger CO₂ und gasen an manchen Stellen bereits mehr davon aus als in früheren Jahren, weil sich Stürme verstärkt haben oder sich das Wasser erwärmt hat. Beides schwächt die Speicherfähigkeit.

Stickstoffeintrag steigert allerdings auch hier die Produktivität und regt das Planktonwachstum an, doch steigert sich auf diese Weise die Senkenwirkung der Ozeane nur um 3 bis 4 Prozent – ein eher geringer weiterer Beitrag der Meere zum Klimaschutz. Da jedoch vorwiegend Flüsse den Dünger ins Meer schleppen und Algenblüten in Küstennähe auslösen, drohen dort immer wieder Todeszonen. Denn die Algen zehren nach ihrem Absterben große Teile des Sauerstoffs im Wasser auf und berauben damit andere Organismen ihrer Lebensbasis.

Insgesamt schätzen die Forscher, dass in den nächsten Jahrzehnten der zusätzliche Stickstoffeintrag in die Ökosysteme durch die Menschen maximal weitere zehn Prozent des jährlichen Kohlendioxidausstoßes auffangen kann. Und dies auch nur, wenn die Natur tatsächlich so reagiert wie in den von Wissenschaftlern kleinräumig durchgeführten Experimenten. Es könnten also auch nur auf eine um 1 bis 2 Prozent erweiterte Speicherfähigkeit hinauslaufen. Angesichts der zahlreichen Nebenwirkungen wie verringerte Artenvielfalt, zerstörte Fischgründe oder mehr wärmendes Lachgas in der Atmosphäre raten Reay und sein Team von dieser Strategie im Kampf gegen den Klimawandel ab: Energiesparen und besserer Schutz bestehender Wälder versprechen wohl nicht nur ihnen mehr Erfolg.