Was früher Springs für Wälder bedeuten

Neue Forschungen, die Satellitendaten mit Messungen vor Ort kombinieren, deuten darauf hin, dass der Frühling im Nordosten der USA früher beginnt, wenn die globalen Temperaturen steigen.

Und diese Verlagerung hat große Auswirkungen darauf, wie Kohlenstoff, ein Hauptakteur im globalen Klimawandel, durch das Ökosystem fließt.

Mark Friedl, Professor für Erde und Umwelt an der Boston University, und Doktorand Minkyu Moon verwendeten Satellitenbilder, um festzustellen, dass in den letzten Jahrzehnten Bäume im Harvard Forest, einem mehr als 3,700 Hektar großen Versuchswald in Petersham, Massachusetts, entstanden sind sprießen Blätter früher im Frühjahr.

Die Forscher analysierten auch Daten zur Kohlenstoffaufnahme vor Ort und fanden heraus, dass das Datum, an dem der Wald mehr Kohlenstoff aufnimmt - ein Indikator dafür, dass Bäume Photosynthese betreiben - sich ebenfalls früher und in noch höherem Maße verschoben hat.

"Nur ungefähr die Hälfte von dem, was wir in die Atmosphäre pumpen, bleibt in der Atmosphäre. Die andere Hälfte wird vom Planeten absorbiert. "


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Es steht außer Frage, dass die Menschen im vergangenen Jahrhundert immer mehr kohlenstoffhaltige Emissionen aus fossilen Brennstoffen hervorgebracht haben. Was jedoch mit diesen Emissionen von fossilen Brennstoffen passiert, wenn sie unsere Autos, Häuser oder Fabriken verlassen, ist etwas komplizierter.

"Nur etwa die Hälfte von dem, was wir in die Atmosphäre pumpen, bleibt in der Atmosphäre", erklärt Friedl. "Die andere Hälfte wird vom Planeten absorbiert", eine Last, die zwischen den Ökosystemen des Ozeans und der Erde, den Wäldern, aufgeteilt ist.

Aber wie viel Kohlenstoff Wälder einnehmen und wie viel sie in Zukunft aufnehmen werden, ist eine offene Frage, die sich auf die Produktivität des Waldes bezieht, insbesondere wie viel Bäume Photosynthese betreiben und für wie lange.

"Das ist die beste Motivation dafür. Wir versuchen zu verstehen, wie sich Ökosysteme verändern, und wenn sich das Klima weiter erwärmt, was wird das für die Wachstumssaison von Ökosystemen tun und wie sich Veränderungen in der Wachstumsperiode auswirken werden zu einer Erhöhung oder Verringerung der Kohlenstoffspeicherung führen und dann, wie sich dies auf das langfristige Gleichgewicht von Kohlendioxid in der Atmosphäre auswirkt, ", so Friedl.

Um den Zeitpunkt des Frühlings in Harvard Forest zu untersuchen, verglichen die Forscher NASA Satellitenbilder von zwei Quellen: der MODIS Satellit, die seit den frühen 2000s täglich den Globus umkreist und Bilder mit grober Auflösung aufnimmt; und das Landsat-Satellit, die seit 30-Jahren umkreist, aber jeden Ort der Erde weniger häufig besucht (einmal alle acht Tage), um hochauflösende Bilder zu sammeln.

"Die bildgebenden Sensoren auf den Satelliten sollen die Eigenschaften der Vegetation erfassen", erklärt Friedl und fügt hinzu, dass die Bilder bei Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Spektrums gesammelt werden, die besonders empfindlich auf das Vorhandensein von Pflanzen reagieren, die aktiv Photosynthese betreiben im Frühjahr auftauchen, "können wir das Timing ganz klar von den Satelliten aus sehen."

"... es misst buchstäblich, wie das Ökosystem atmet."

Die Forscher kombinierten die Satellitendaten mit einem anderen einzigartigen Datensatz: drei Jahrzehnte lang vor Ort Messungen der Kohlenstoffaufnahme aus einem Wirbelstromturm in Harvard Forest, mit denen sie den Zeitpunkt der erhöhten Kohlenstoffaufnahme, die jedes Frühjahr bei Bäumen auftritt, bestimmen fang wieder mit der Photosynthese an.

Wälder auf Bergen speichern mehr Kohlenstoff

"Wir nutzen die Tatsache aus, dass wir in unserem Hinterhof in Harvard Forest die längste kontinuierlich betriebene Kohlenstoffaustauschmessstelle der Welt haben, die über Instrumente verfügt, die die Aufnahme und Freisetzung einer Vielzahl von Spurengasen einschließlich Kohlendioxid aus Ökosystemen messen ", Sagt Friedl. "Es misst buchstäblich, wie das Ökosystem atmet."

Ihre Landsat-Satellitendaten deuten darauf hin, dass sich das Blattwachstum in Harvard Forest im Laufe der Zeit tatsächlich früher verschoben hat (obwohl sie keine Verschiebung der MODIS-Beobachtungen gesehen haben, die mit dem kürzeren Zeitrahmen und der gröberen Auflösung zu tun haben könnten). Ihre Messungen vor Ort erzählen eine ähnliche Geschichte: In den vergangenen Jahrzehnten hat der jährliche Anstieg der Kohlenstoffaufnahme früher im Frühjahr stattgefunden.

Der Trend zum früheren Frühjahr war jedoch in den Messungen vor Ort ausgeprägter als in den Satellitendaten, ein Unterschied, den das Team in Folgestudien untersuchen wird. Das Team möchte auch untersuchen, wie sich eine längere Wachstumsperiode auf die gesamte Kohlenstoffaufnahme von Harvard Forest auswirkt, und ihren experimentellen Ansatz auf weitere Standorte ausweiten.

Letztendlich planen die Forscher, die Daten zu nutzen, um zu verbessern, wie Klimamodelle den Zeitpunkt des Frühlings darstellen, von denen Friedl hofft, dass sie zu besseren Vorhersagen des zukünftigen Klimawandels führen werden.

"Wir versuchen diese Informationen zu nutzen, um diese ziemlich komplizierte Reihe von Fragen zu lösen, die zeigen, wie sich der Planet verändert und was die Zukunft hinsichtlich der Auswirkungen von Ökosystemen und Ökosystemen auf das Klimasystem bedeutet."

Moon präsentierte die vorläufigen Ergebnisse beim Treffen der American Geophysical Union in New Orleans. Das Terrestrial Ecology Program der NASA finanzierte die Arbeit.

Quelle: Catherine Caruso für Boston University

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