Grenzwertig

News: Grenzwertig

Seit der Industrialisierung steigt der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre an und heizt unser Klima auf. Andererseits haben viel Ökosysteme der Erde die Fähigkeit, große Mengen des Treibhausgases aufzunehmen und damit aus dem Verkehr zu ziehen. Doch deren Belastbarkeit könnte bald überschritten sein.

Andreas Jahn

Im Jahr 1997 beschlossen im japanischen Kyoto die Industrieländer, die Emission von klimarelevanten Gasen wie Kohlendioxid zu reduzieren. Längst hatte sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass der Mensch durch Abgase aus Industrie, Verkehr und Landwirtschaft das Klima der Erde beeinflusst. Doch die USA wehren sich bisher hartnäckig, dem internationalen Abkommen beizutreten.

Ein permanenter Streitpunkt der Verhandlungen war, inwieweit die einzelnen Länder die CO₂-Aufnahmekapazitäten ihrer heimischen Ökosysteme – die so genannten CO₂-Senken – anrechnen können. Denn schließlich nehmen Pflanzen das Gas bei der Photosynthese auf und integrieren es in ihre Biomasse. Doch irgendwann ist auch die Kapazität des stabilsten Ökosystems erschöpft. Bis zu welchen Konzentrationen können langjährige Ökosysteme mit steigenden CO₂-Werten fertig werden?

Diese Frage ging Richard Gill von der Duke University zusammen mit seinen Kollegen jetzt nach. Die Wissenschaftler interessierten sich für die CO₂-Aufnahmekapazität der texanischen Prärie – ein Ökosystem, das als wichtige CO₂-Senke gilt.

Im Mai 1997 bauten sie dort zwei Kammern auf, die jeweils einen Meter hoch, einen Meter breit und 60 Meter lang waren. Auf der einen Seite jeder Kammer ließen sie CO₂ einströmen, das von den Gräsern verbraucht wurde, sodass sich sich über die gesamte Strecke ein kontinuierlicher CO₂-Gradient aufbaute. Die Gaskonzentrationen reichten von 200 bis 365 ppm (parts per million) sowie von 350 bis 550 ppm und repräsentierten damit den geschätzten CO₂-Anstieg von der letzten Eiszeit bis zum nächsten Jahrhundert.

Die Gräser reagierten auf höhere CO₂-Konzentrationen zunächst durchaus positiv: Das Gas wirkte als Dünger, und die Pflanzen steigerten entsprechend ihre Biomasseproduktion. Doch ab einer Gaskonzentration von 400 ppm – die damit nur wenig höher als die Konzentration in der heutigen Atmosphäre lag – war das Ökosystem erschöpft und keine Steigerung der Produktivität mehr feststellbar. Als Ursache für diese Grenze machten die Wissenschafter den starken Rückgang der Nitratkonzentration des Bodens aus. Offensichtlich verbrauchten die Gräser durch die CO₂-Düngung immer mehr Nitrat und begrenzten damit schließlich ihr eigenes Wachstum.

"Das zeigt, dass wir jetzt fast eine Schwelle erreicht haben, bei der zusätzliches CO₂ keinen Nutzen mehr hat", erklärt Arbeitsgruppenleiter Robert Jackson und betont: "Das mangelnde Interesse der USA am Kyoto-Protokoll ist äußerst bedauerlich."