Eine Idee zum Klimawandel deutete darauf hin, dass höhere Temperaturen das Pflanzenwachstum und die Lebensmittelproduktion fördern würden. Das mag für eine Weile ein Trend gewesen sein, in dem das Pflanzenwachstum mit einer längeren Vegetationsperiode florierte, aber die jüngste Analyse von Satellitendaten zeigt, dass steigende globale Temperaturen einen Wendepunkt erreicht haben, an dem höhere Temperaturen Dürre verursachen, anstatt vorteilhaft zu sein Jetzt sinkt das Pflanzenwachstum auf planetarischer Ebene. Dies könnte sich auf die Ernährungssicherheit, Biokraftstoffe und den globalen Kohlenstoffkreislauf auswirken. "Dies ist eine ziemlich ernste Warnung, dass wärmere Temperaturen das Pflanzenwachstum nicht endlos verbessern werden", sagte Steven Running von der Universität von Montana.
In den 1980er und 1990er Jahren stieg die weltweite Produktivität terrestrischer Pflanzen um bis zu sechs Prozent. Wissenschaftler sagen, dass dies geschah, weil während dieser Zeit Temperatur, Sonneneinstrahlung und Wasserverfügbarkeit - beeinflusst durch den Klimawandel - für das Wachstum günstig waren.
In den letzten zehn Jahren ist der Rückgang des globalen Pflanzenwachstums leicht - nur ein Prozent. Aber es kann einen Trend bedeuten.
"Diese Ergebnisse sind außerordentlich bedeutsam, da sie zeigen, dass der globale Nettoeffekt der Klimaerwärmung auf die Produktivität der terrestrischen Vegetation nicht positiv sein muss - wie für die 1980er und 1990er Jahre dokumentiert wurde", sagte Diane Wickland vom NASA-Hauptquartier und Managerin der NASA Terrestrial Ökologie-Forschungsprogramm.
Ein wissenschaftliches Papier aus dem Jahr 2003 unter der Leitung des damaligen Wissenschaftlers Ramakrishna Nemani von der Universität von Montana (jetzt am NASA Ames Research Center in Moffett Field, Kalifornien) zeigte, dass die Produktivität von Landpflanzen steigt.
Der Running- und Co-Autor Maosheng Zhao machte sich ursprünglich daran, die Analyse von Nemani zu aktualisieren, und erwartete ähnliche Ergebnisse, da die globalen Durchschnittstemperaturen weiter gestiegen sind. Stattdessen stellten sie fest, dass die Auswirkungen der regionalen Dürre den positiven Einfluss einer längeren Vegetationsperiode überwältigten und die weltweite Pflanzenproduktivität zwischen 2000 und 2009 senkten.
Die Entdeckung stammt aus einer Analyse der Pflanzenproduktivitätsdaten des MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) auf dem Terra-Satelliten der NASA in Kombination mit Klimavariablen der Vegetationsperiode wie Temperatur, Sonneneinstrahlung und Wasser. Die Pflanzen- und Klimadaten werden in einen Algorithmus einbezogen, der Einschränkungen des Pflanzenwachstums an verschiedenen geografischen Standorten beschreibt.
Beispielsweise ist das Wachstum in hohen Breiten im Allgemeinen durch die Temperatur und in Wüsten durch Wasser begrenzt. Regionale Einschränkungen können sich jedoch in ihrem Ausmaß auf das Wachstum während der gesamten Vegetationsperiode unterscheiden.
Die Analyse von Zhao und Running ergab, dass die Ökosysteme der nördlichen Hemisphäre mit hohen Breitengraden seit 2000 weiterhin von wärmeren Temperaturen und einer längeren Vegetationsperiode profitieren. Dieser Effekt wurde jedoch durch die mit der Erwärmung verbundene Dürre ausgeglichen, die das Wachstum auf der südlichen Hemisphäre begrenzte und zu einem weltweiten Nettoverlust an Landproduktivität führte.
"Der Nettorückgang der terrestrischen Produktivität in den letzten zehn Jahren zeigt, dass ein komplexes Zusammenspiel von Temperatur, Niederschlag, Bewölkung und Kohlendioxid, wahrscheinlich in Kombination mit anderen Faktoren wie Nährstoffen und Landmanagement, zukünftige Muster und Trends in der Produktivität bestimmen wird", sagte Wickland .
Die Forscher planen, die Trends in der Zukunft aufzuzeichnen. Aus einem Grund wirken Pflanzen als Kohlendioxid- „Senke“, und eine Verschiebung der Pflanzenproduktivität ist mit einer Verschiebung des Treibhausgasniveaus in der Atmosphäre verbunden. Auch Belastungen des Pflanzenwachstums könnten die Lebensmittelproduktion herausfordern.
"Das Potenzial, dass die zukünftige Erwärmung zu zusätzlichen Rückgängen führen würde, ist kein gutes Zeichen für die Fähigkeit der Biosphäre, die vielfältigen gesellschaftlichen Anforderungen an die landwirtschaftliche Produktion, den Faserbedarf und zunehmend an die Biokraftstoffproduktion zu erfüllen", sagte Zhao.
"Selbst wenn sich der rückläufige Trend des letzten Jahrzehnts nicht fortsetzt, kann die Bewirtschaftung von Wäldern und Anbauflächen mit vielfältigen Vorteilen, einschließlich der Lebensmittelproduktion, der Ernte von Biokraftstoffen und der Speicherung von Kohlenstoff, angesichts der möglichen Auswirkungen solcher Veränderungen im dekadischen Maßstab äußerst schwierig werden." Sagte Wickland.
Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse am 20. August in Science.
Quelle: NASA
