Regenwälder können CO₂-Anstieg kurzzeitig puffern
Tropische Wälder sind eine der weltweit wichtigsten Kohlenstoffsenken. Eine Studie der Technischen Universität München (TUM), der Universität Wien und des Nationalen Instituts für Amazonasforschung in Brasilien deutet darauf hin, dass selbst kleine Unterholzbäume bei steigendem CO2-Gehalt in der Atmosphäre vorübergehend mehr CO2 speichern können. Ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung könnte aber durch Nährstoffmangel eingeschränkt sein und diese Fähigkeit beeinflussen.
Der Amazonaswald ist ein zentrales Element im globalen Wasser- und Klimasystem, er speichert und nimmt riesige CO2-Mengen auf. „Etwa 60 Prozent des Amazonaswaldes wachsen auf alten und stark verwitterten Böden, in denen bereits mineralische Nährstoffe wie Phosphor erschöpft sind“, sagt Lucia Fuchslueger, Forscherin am CeMESS der Universität Wien und Co-Hauptautorin der neuen Studie.
„Niedrige Phosphorwerte könnten es dem Wald erschweren, noch mehr zu wachsen und das zusätzliche CO2 in der Atmosphäre zu nutzen“, fügt sie hinzu. Amazonasbäume haben jedoch hocheffiziente interne Nährstoffzyklen entwickelt. So ziehen sie beispielsweise Nährstoffe aus ihren Blättern ab, bevor sie sie abwerfen. Außerdem liefert der schnelle organische Stoffabbau am Boden zusätzliche Nährstoffe. Es ist aber nicht klar, ob dieses System effizienter werden kann, da es bisher keine experimentellen Belege aus in-situ-Experimenten gibt.
Über die Studie: Zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen simuliert
Nathielly Martins, Mitarbeiterin an der Professur für Land-Surface-Interactions an der TUM, und Lucia Fuchslueger führten zusammen mit einem Team brasilianischer und internationaler Forschender ein Experiment durch, das diese Forschungslücke schließt. Dabei nutzten die Forschenden Open-Top-Chambers, um zukünftige atmosphärische CO2-Bedingungen direkt im Unterwuchs mitten im Wald zu simulieren.
Diese Kammern bestehen aus transparentem Plexiglas, haben einen Durchmesser von 2,5 Metern und eine Höhe von 3 Metern und sind oben offen, damit Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten. „Nach ein bis zwei Jahren erhöhten die Bäume tatsächlich ihre Kohlenstoffaufnahme und das Wachstum, wenn sie höheren CO2-Werten ausgesetzt waren“, sagt Martins. Die Forschenden fanden auch die Mechanismen hinter diesem erhöhten Wachstum: Pflanzen verteilen ihr Wurzelsystem, um mehr Nährstoffe, insbesondere Phosphor, zu gewinnen.
„Die Streuschicht ist eine wichtige Nährstoffressource für Pflanzen in diesen Wäldern“, unterstreicht Martins. Die Wurzeln verstärken das Wachstum durch abgefallene Blätter, setzen Enzyme frei, die organische Substanz zersetzen, und erhalten Zugang zu Phosphor, bevor dieser in den Boden gelangt und möglicherweise absorbiert wird.
„Diese Strategie verschärft jedoch den Wettbewerb mit Bodenmikroben und kann organische Phosphorreserven erschöpfen“, fügt Lucia Fuchslueger hinzu. Im Laufe der Zeit könnten Nährstoffbeschränkungen die Fähigkeit des Waldes einschränken, weiterhin zusätzlichen Kohlenstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse zeigen einen entscheidenden Kompromiss: Während tropische Wälder den Klimawandel zunächst in der Lage sind, stärker zu puffern, könnte ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht.
Publikation:
Martins, N. P.; Fuchslueger, L.; Lugli, Laynara F. et al: Amazonian understory forests change phosphorus acquisition strategies under elevates CO2. Nature Communications: DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-72098-0
Quelle: TUM
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