Tropische Wälder sind eine der weltweit wichtigsten Kohlenstoffsenken – oft auch "die Lungen unserer Erde" genannt. Ihre Zukunft in einer Welt mit hohem CO₂-Gehalt bleibt jedoch ungewiss. Neue Forschungsergebnisse aus Zental Amazonas unter Beteiligung der Universität Wien, der Technischen Universität München und dem Nationalen Institut für Amazonasforschung in Manaus deuten darauf hin, dass selbst kleine Unterholzbäume vorübergehend der Herausforderung gewachsen sein könnten, mehr CO₂ zu speichern, indem sie ihre Wurzeln anpassen. Ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung könnte aber durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht.
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
Die neue Studie, unter der Co-Leitung von Lucia Fuchslueger (CeMESS, Universität Wien) und Nathielly Martins (Technische Universität München, Deutschland; INPA Manaus, Brasilien), führte zusammen mit einem Team brasilianischer und internationaler Mitarbeiter*innen ein bahnbrechendes Experiment durch. Dabei nutzten die Forscher*innen 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 m und eine Höhe von 3 m und sind oben offen, damit Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten (siehe Bild). "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.
