Pflanzen speichern mehr Kohlenstoff als bisher angenommen

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Atombomben-Radiokohlenstoffreste beweisen starke globale Kohlenstoffaufnahme und -umschlag in der Landvegetation

Die Nettoprimärproduktivität (NPP), die Speicherung von Kohlenstoff in Pflanzengeweben aufgrund der Photosynthese, ist eine wichtige Kohlenstoffsenke, auf die wir angewiesen sind, um den Klimawandel zu bremsen. Globale NPP-Schätzungen sind variabel, was zu Unsicherheiten bei der Modellierung des aktuellen und zukünftigen Kohlenstoffkreislaufs führt. Graven et al. aktualisierten jetzt in Science die NPP-Schätzungen anhand von Radiokohlenstoffdaten aus Atombombentests in den 1960er Jahren. Diese Analyse der Aufnahme von Radiokohlenstoff in die Vegetation deutet darauf hin, dass die derzeitigen Modelle die NPP unterschätzen, wahrscheinlich weil sie den in kurzlebigen, nicht holzigen Geweben gespeicherten Kohlenstoff zu gering einschätzen. Diese Arbeit deutet darauf hin, dass Pflanzen mehr Kohlenstoff speichern, allerdings über einen kürzeren Zeitraum als bisher angenommen.

Wald – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Vegetation und Böden sind für etwa 30 % der anthropogenen Kohlendioxidemissionen verantwortlich – als Folge kleiner Ungleichgewichte im großen Bruttokohlenstoffaustausch aufgrund von Produktivität und Umsatz, die nur unzureichend erfasst werden. Die Autoren haben ein neues Budget für Radiokohlenstoff, das durch Atombombentests in den 1960er Jahren erzeugt wurde, mit Modellsimulationen kombiniert, um den Kohlenstoffkreislauf in der terrestrischen Vegetation zu bewerten. Sie fanden heraus, dass die meisten modernen Vegetationsmodelle, die im Rahmen des Coupled Model Intercomparison Project verwendet wurden, die Anreicherung von Radiokohlenstoff in der Biomasse der Vegetation unterschätzten. Die Ergebnisse in Verbindung mit den Einschränkungen bei den Kohlenstoffvorräten der Vegetation und den Produktivitätstrends deuten darauf hin, dass die Nettoprimärproduktivität derzeit wahrscheinlich mindestens 80 Petagramme Kohlenstoff pro Jahr beträgt, verglichen mit den 43 bis 76 Petagrammen pro Jahr, die von den aktuellen Modellen vorhergesagt werden. Die Speicherung von anthropogenem Kohlenstoff in der terrestrischen Vegetation ist wahrscheinlich kurzlebiger und anfälliger als bisher angenommen.

Veröffentlichung des Instituts für Umweltphysik der Uni Heidelberg

In einer in Science veröffentlichten Arbeit wird anhand von Radiokohlenstoffdaten (14C) gezeigt, dass bestehende Klimamodelle die von der globalen Vegetation aufgenommene Kohlendioxidmenge unterschätzen, während die Umschlagzeit des Kohlenstoffs in der Biosphäre überschätzt wird.

Diese Forschung wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Dr. Heather Graven am Imperial College London durchgeführt. Das IUP Heidelberg ist unter den Autoren durch Ingeborg Levin vertreten, unsere Pionierin in der Radiokohlenstoffforschung, die leider im Februar verstorben ist. Die Arbeit demonstriert die Nützlichkeit von Radiokohlenstoffmessungen bei der Entflechtung und Quantifizierung komplexer Prozesse im Kohlenstoffkreislauf auf globaler Ebene, ganz im Sinne früherer wichtiger Beiträge von Ingeborg Levin.

In der aktuellen Studie wurde ein besonderer Zeitraum in der Geschichte der atmosphärischen Radiokohlenstoffkonzentrationen in Kombination mit Modellsimulationen genutzt, um zu verstehen, wie Pflanzen CO2 auf globaler Ebene aufnehmen. Die Radiokohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre stieg aufgrund von Atombombentests in den 1950er und frühen 1960er Jahren stark an. Das zusätzliche 14C, das dadurch weltweit für Pflanzen verfügbar wurde, bot den Wissenschaftlern ein Instrument zur Messung der Stärke der Kohlenstoffaufnahme durch die Biosphäre. Sie untersuchten speziell die Anreicherung von 14C in Pflanzen zwischen 1963 und 1967 – einem Zeitraum unmittelbar nach dem Bombengipfel, aber ohne weitere bedeutende Nukleardetonationen. Auf diese Weise konnten die Autoren beurteilen, wie schnell Kohlenstoff zwischen der Atmosphäre und der Biosphäre ausgetauscht wird.

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