Biogloben. Ein in der Flasche enthaltenes Ökosystem kann jahrelang im Gleichgewicht bleiben. Bildnachweis: MUSE - Wissenschaftsmuseum

Landpflanzen absorbieren jetzt 17% mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre als vor 30 Jahren Forschungsprojekte zeigt an. Ebenso außerordentlich zeigt unsere Studie auch, dass die Vegetation kaum zusätzliches Wasser benötigt, was darauf hindeutet, dass der globale Wandel dazu führt, dass die Pflanzen der Welt wassereffizienter wachsen.

Wasser ist die wertvollste Ressource, die Pflanzen zum Wachsen benötigen, und unsere Forschung legt nahe, dass die Vegetation es in einer Welt, in der CO? viel besser nutzt, immer besser nutzt. Ebenen weiter steigen.

Das Verhältnis von Kohlenstoffaufnahme zu Wasserverlust in Ökosystemen wird als „Wassernutzungseffizienz“ bezeichnet und ist eine der wichtigsten Variablen bei der Untersuchung dieser Ökosysteme.

Unsere Bestätigung eines globalen Trends zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz ist eine seltene gute Nachricht, wenn es um die Folgen globaler Umweltveränderungen geht. Es wird die wichtige Rolle der Pflanzen als globale Kohlenstoffsenke stärken, die Nahrungsmittelproduktion verbessern und die Wasserverfügbarkeit für das Wohlergehen der Gesellschaft und der Natur verbessern.

Eine effizientere Wassernutzung durch die Pflanzen der Welt wird unsere gegenwärtigen oder zukünftigen Wasserknappheitsprobleme jedoch nicht lösen.

Steigerung der Kohlenstoffaufnahme

Pflanzen, die in den heutigen Gebieten mit höherem CO-Ausstoß wachsen? Bedingungen können mehr Kohlenstoff aufnehmen – das sogenannte CO? Befruchtungseffekt. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass die terrestrische Biosphäre in den letzten 17 Jahren 30 % mehr Kohlenstoff aufgenommen hat.

Die gesteigerte Kohlenstoffaufnahme stimmt mit der überein globaler Ökologisierungstrend beobachtet von Satelliten, und die wachsende globale Kohlenstoffsenke des Landes, die entfernt etwa ein Drittel aller CO? Emissionen, die durch menschliche Aktivitäten entstehen.

Eine zunehmende Kohlenstoffaufnahme ist in der Regel mit Kosten verbunden. CO lassen? In dieser Zeit müssen Pflanzen in ihren Blättern Poren, sogenannte Stomata, öffnen, wodurch wiederum Wasser herausschlüpfen kann. Pflanzen müssen daher ein Gleichgewicht zwischen der Aufnahme von Kohlenstoff zum Aufbau neuer Blätter, Stängel und Wurzeln und der Minimierung des Wasserverlusts bei diesem Prozess finden. Dies hat zu ausgeklügelten Anpassungen geführt, die es vielen Pflanzenarten ermöglicht haben, eine Reihe trockener Umgebungen zu erobern.

Eine solche Anpassung besteht darin, die Spaltöffnungen leicht zu schließen, um CO? damit weniger Wasser austritt. Unter zunehmendem atmosphärischem CO? ergibt sich insgesamt, dass CO? Die Aufnahme steigt, der Wasserverbrauch hingegen nicht. Genau das haben wir in unserer neuen Studie auf globaler Ebene herausgefunden. Tatsächlich haben wir festgestellt, dass der CO2-Anstieg steigt. Der Wassermangel führt dazu, dass die Pflanzen fast überall auf der Welt mehr Wasser benötigen, ob an trockenen oder nassen Orten.

Wachstums-Hotspots

Wir verwendeten eine Kombination aus Messungen des Wasserflusses und der Atmosphäre im Plotmaßstab und Satellitenbeobachtungen der Blatteigenschaften, um ein neues Modell für die Wassernutzungseffizienz zu entwickeln und zu testen. Das Modell ermöglicht es uns, die Effizienz der Blattwassernutzung weltweit auf den gesamten Globus zu steigern.

Wir haben herausgefunden, dass auf der ganzen Welt boreale und tropische Wälder besonders gut darin sind, die Wassernutzungseffizienz des Ökosystems und die CO2-Aufnahme zu steigern. Das liegt zu einem großen Teil am CO? Düngeeffekt und die Vergrößerung der Gesamtblattoberfläche.

Wichtig ist, dass beide Arten von Wäldern entscheidend für die Begrenzung des Anstiegs des atmosphärischen CO2 sind? Ebenen. Intakter tropischer Wald entfernt mehr atmosphärisches CO? als jede andere Art von Wald, und die borealen Wälder des hohen Nordens des Planeten halten große Mengen an Kohlenstoff vor allem in ihren organischen Böden.

Für die semi-ariden Ökosysteme der Welt sind erhöhte Wassereinsparungen eine große Sache. Wir haben festgestellt, dass australische Ökosysteme zum Beispiel ihre Kohlenstoffaufnahme erhöhen, insbesondere in den USA nördliche Savannen. Dieser Trend wäre ohne eine Steigerung der Wassernutzungseffizienz des Ökosystems möglicherweise nicht möglich gewesen.

Frühere Studien haben auch gezeigt, wie effizient das Wasser ist Begrünung semiarider Regionen und hat möglicherweise zu einem Beitrag beigetragen Erhöhung der Kohlenstoffbindung in semi-ariden Ökosystemen in Australien, Afrika und Südamerika.

Trends bei der Wassernutzungseffizienz gegenüber 1982-2011. CREDIT, Autor zur Verfügung gestellt

Das sind nicht nur gute Nachrichten

Diese Trends werden für die Pflanzen und die Tiere (und Menschen), die sie verzehren, weitgehend positive Ergebnisse haben. Holzproduktion, Bioenergie und Pflanzenwachstum sind (und werden) unter dem Klimawandel weniger wasserintensiv als ohne eine effizientere Nutzung des Vegetationswassers.

Trotz dieser Trends wird die Wasserknappheit die Kohlenstoffsenken, die Nahrungsmittelproduktion und die sozioökonomische Entwicklung weiterhin einschränken.

Einige Studien deuten darauf hin, dass die Wassereinsparungen auch dazu führen könnten erhöhter Abfluss und damit überschüssige Wasserverfügbarkeit. Für trockenes Australien jedoch mehr als die Hälfte (64%) Die Rückführung der Niederschläge in die Atmosphäre erfolgt nicht durch Vegetation, sondern durch direkte Bodenverdunstung. Dies verringert den potenziellen Nutzen einer effizienteren Nutzung des Vegetationswassers und die Möglichkeit, dass mehr Wasser in Flüsse und Stauseen fließt. In der Tat a aktuellen Studie Dies zeigt, dass halbtrockene Regionen in Australien zwar begrünen, aber auch mehr Wasser verbrauchen, wodurch die Flussflüsse um 24-28% sinken.

Unsere Untersuchungen bestätigen, dass Pflanzen auf der ganzen Welt wahrscheinlich von diesen erhöhten Wassereinsparungen profitieren werden. Die Frage, ob dies zu mehr Wasserverfügbarkeit für den Naturschutz oder für den menschlichen Gebrauch führen wird, ist jedoch weit weniger klar und wird wahrscheinlich von Region zu Region sehr unterschiedlich sein.

Über die Autoren

Pep Canadell, CSIRO Wissenschaftler und Executive Director des Global Carbon Project, CSIRO; Francis Chiew, Senior Principal Research Scientist, CSIRO; Lei Cheng, Postdoktorandin, CSIRO; Lu Zhang, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter, CSIROund Yingping Wang, Forschungsleiter, CSIRO

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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