News: Reizende Aussichten
Puzzleteil für Puzzleteil versuchen Forscher, in Modellen das Klimagefüge der nächsten Jahrzehnte zusammenzusetzen. Immer wieder stoßen sie dabei auf neue Faktoren, die berücksichtigt werden müssen und dadurch das ganze Bild verändern. So wirft nun Ozon einige Schätzungen zur Kohlenstoffspeicherung in Böden durcheinander.
"Klimawandel" und "steigende Kohlendioxidgehalte" gehören untrennbar zusammen. Doch die Zukunft auf unserem blauen Planeten beschert uns nicht nur mehr CO2 in der Luft, sondern unter anderem wohl auch mehr Ozon – jenes Gas, das uns hoch oben in der Stratosphäre vor schädlichen UV-Strahlen schützt, in Bodennähe aber nicht nur zu Husten reizt, sondern vor allem die Pflanzenwelt gravierend schädigt.
Wie Ozon auf Pflanzen wirkt, ist aus Laborversuchen schon lange bekannt. Seit einigen Jahren sind Forscher aber auch in der Lage, die Folgen in größerem Maßstab zu studieren: Indem sie Versuchswälder gezielt mit anderen Luftmischungen einnebeln, bei denen sie die Konzentration von Kohlendioxid, Ozon sowie beiden zusammen den Schätzungen entsprechend erhöhen und dann über Jahre hinweg die Entwicklung der Wälder verfolgen.
Auch Wendy Loya von der Michigan Technological University und ihre Kollegen nutzten eine solche Anlage, doch ging es ihnen nicht um die Pflanzen, sondern um die Speicherung von organischem Kohlenstoff im Boden, und welchen Einfluss erhöhte Ozonwerte darauf ausüben. Um den neuen Kohlenstoffvorrat zu Füßen ihrer Versuchswälder von früher angelegten Reserven unterscheiden zu können, verwendeten die Wissenschaftler Kohlendioxid aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, das sich in seiner Isotopensignatur deutlich von jenem Kohlenstoff aus der Luft unterscheidet, den die Blätter und die Böden zuvor eingelagert hatten.
Vier Jahre lang pusteten die Wissenschaftlern den Pappel-, Birken- und Eichenwäldern des FACTS-II-Geländes in Rhinelander das Anderthalbfache der heutigen CO2- beziehungsweise Ozonkonzentrationen um die Kronen, dann zogen sie Bilanz. Wie erwartet, hatte sich der Kohlenstoffeintrag unter höheren CO2-Konzentrationen gesteigert. Kam jedoch auch noch mehr Ozon hinzu, gingen die Werte um die Hälfte zurück.
Nun ist weniger die Gesamtmenge des Kohlenstoffs für das Speichervermögen des Bodens von Interesse, als vielmehr jener Anteil, der dem Kreislauf langfristig entzogen bleibt, weil er von Mikroorganismen nicht weiter verarbeitet und dadurch wieder verfügbar gemacht wird. Aromatische Huminsäuren und Abbauprodukte von Phenolen oder Ligninen gehören zu diesen schwer zu knackenden und daher aus Klimasicht spannenden Kandidaten.
Aber auch hier zeigte Ozon eine bedrückende Wirkung: Ebenfalls um die Hälfte weniger solcher Verbindungen konnten die Forscher unter erhöhtem CO2-Ozon-Regime nachweisen im Vergleich zu den Flächen mit nur erhöhten Kohlendioxidkonzentrationen.
Verantwortlich für geringe Kohlenstoffwerte im Boden können ein verringerter Eintrag von oben, ein stärkerer Verlust durch mikrobielle Abbauprozesse oder beides sein. Frühere Studien am selben Standort hatten den ersten Prozess bereits belegt. In Laborexperimenten konnten Loya und ihre Kollegen nun außerdem zeigen, dass unter der Co-Vernebelung erhöhter Konzentrationen beider Gase auch von den Bodenbakterien mehr Kohlenstoff umgesetzt wird und so den Verlust vergrößert. Was letztendlich dahinter steckt – eine andere Artenzusammensetzung, verstärkte Aktivität oder leichtere Verfügbarkeit des Kohlenstoffs in dem abzubauenden Material – konnten sie allerdings nicht klären.
Tatsache ist also, dass erhöhte Ozonwerte nicht nur der Pflanzenwelt zu schaffen machen werden, sondern auch die Böden als mögliche Speicher für die steigenden Kohlenstoffgehalte in der Atmosphäre beeinträchtigen. Im letzten Jahrhundert sind die Ozonkonzentrationen auf der Nordhalbkugel um 35 Prozent gestiegen, mit bereits schweren Folgen für Landwirtschaft und Wälder – und auch die Böden. Reizende Aussichten für die Zukunft.
Wie Ozon auf Pflanzen wirkt, ist aus Laborversuchen schon lange bekannt. Seit einigen Jahren sind Forscher aber auch in der Lage, die Folgen in größerem Maßstab zu studieren: Indem sie Versuchswälder gezielt mit anderen Luftmischungen einnebeln, bei denen sie die Konzentration von Kohlendioxid, Ozon sowie beiden zusammen den Schätzungen entsprechend erhöhen und dann über Jahre hinweg die Entwicklung der Wälder verfolgen.
Auch Wendy Loya von der Michigan Technological University und ihre Kollegen nutzten eine solche Anlage, doch ging es ihnen nicht um die Pflanzen, sondern um die Speicherung von organischem Kohlenstoff im Boden, und welchen Einfluss erhöhte Ozonwerte darauf ausüben. Um den neuen Kohlenstoffvorrat zu Füßen ihrer Versuchswälder von früher angelegten Reserven unterscheiden zu können, verwendeten die Wissenschaftler Kohlendioxid aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, das sich in seiner Isotopensignatur deutlich von jenem Kohlenstoff aus der Luft unterscheidet, den die Blätter und die Böden zuvor eingelagert hatten.
Vier Jahre lang pusteten die Wissenschaftlern den Pappel-, Birken- und Eichenwäldern des FACTS-II-Geländes in Rhinelander das Anderthalbfache der heutigen CO2- beziehungsweise Ozonkonzentrationen um die Kronen, dann zogen sie Bilanz. Wie erwartet, hatte sich der Kohlenstoffeintrag unter höheren CO2-Konzentrationen gesteigert. Kam jedoch auch noch mehr Ozon hinzu, gingen die Werte um die Hälfte zurück.
Nun ist weniger die Gesamtmenge des Kohlenstoffs für das Speichervermögen des Bodens von Interesse, als vielmehr jener Anteil, der dem Kreislauf langfristig entzogen bleibt, weil er von Mikroorganismen nicht weiter verarbeitet und dadurch wieder verfügbar gemacht wird. Aromatische Huminsäuren und Abbauprodukte von Phenolen oder Ligninen gehören zu diesen schwer zu knackenden und daher aus Klimasicht spannenden Kandidaten.
Aber auch hier zeigte Ozon eine bedrückende Wirkung: Ebenfalls um die Hälfte weniger solcher Verbindungen konnten die Forscher unter erhöhtem CO2-Ozon-Regime nachweisen im Vergleich zu den Flächen mit nur erhöhten Kohlendioxidkonzentrationen.
Verantwortlich für geringe Kohlenstoffwerte im Boden können ein verringerter Eintrag von oben, ein stärkerer Verlust durch mikrobielle Abbauprozesse oder beides sein. Frühere Studien am selben Standort hatten den ersten Prozess bereits belegt. In Laborexperimenten konnten Loya und ihre Kollegen nun außerdem zeigen, dass unter der Co-Vernebelung erhöhter Konzentrationen beider Gase auch von den Bodenbakterien mehr Kohlenstoff umgesetzt wird und so den Verlust vergrößert. Was letztendlich dahinter steckt – eine andere Artenzusammensetzung, verstärkte Aktivität oder leichtere Verfügbarkeit des Kohlenstoffs in dem abzubauenden Material – konnten sie allerdings nicht klären.
Tatsache ist also, dass erhöhte Ozonwerte nicht nur der Pflanzenwelt zu schaffen machen werden, sondern auch die Böden als mögliche Speicher für die steigenden Kohlenstoffgehalte in der Atmosphäre beeinträchtigen. Im letzten Jahrhundert sind die Ozonkonzentrationen auf der Nordhalbkugel um 35 Prozent gestiegen, mit bereits schweren Folgen für Landwirtschaft und Wälder – und auch die Böden. Reizende Aussichten für die Zukunft.
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