Wenn Pflanzen der Hitze nicht mehr standhalten, sind wir in Schwierigkeiten

Sep 02, 2023

Licht scheint durch ein Walddach.De Agostini Editorial/Getty/Grist

Diese Geschichte wurde ursprünglich von Grist veröffentlicht und wird hier im Rahmen der Climate Desk-Zusammenarbeit wiedergegeben.

Überall auf der Welt spielen Blätter eine entscheidende zentrale Rolle bei der Abwehr der schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels. Ihre Fähigkeit, CO2 einzufangen und es mit Wasser und Sonnenlicht zu Nahrung und Sauerstoff zu verbinden, ist ein entscheidender Teil dessen, was das Leben auf der Erde am Laufen hält. Laut einer neuen, in Nature veröffentlichten Studie könnte es jedoch in einigen tropischen Wäldern – darunter im Amazonas-Regenwald – zu heiß werden, als dass die Blätter Photosynthese betreiben könnten.

Der Amazonas-Regenwald war einst einer der stärksten Kohlenstoffsenken der Welt, was vor allem auf seine einzigartig dichte Baumbedeckung zurückzuführen ist. Doch durch die Abholzung werden die Ränder langsam abgefressen, und Dürre und Brände schränken die Fähigkeit der Regenwälder ein, extremen Temperaturen standzuhalten. Im Jahr 2021 war der Amazonas sogar zum ersten Mal ein Netto-Kohlenstoffemittent. Dennoch erstreckt sich der Amazonas über eine Landfläche, die etwa doppelt so groß ist wie Indien, und gehört mit über 3 Millionen Arten von Flora und Fauna zu den Ökosystemen mit der größten Artenvielfalt auf der Erde.

All das könnte verloren gehen, wenn die Temperaturen weiter steigen und einst üppige tropische Wälder möglicherweise in eine savannenähnliche Ebene verwandeln. Der Studie zufolge beginnt die Photosynthese in tropischen Bäumen bei etwa 50 Grad Celsius zu versagen. Zusätzlich zur Überwachung des Blätterdachs mithilfe von Forschungstürmen und hochauflösenden Bildern von der Internationalen Raumstation erhitzte das Forschungsteam Blätter, um die Auswirkungen zu testen bei höheren Temperaturen, um die kritische Schwelle zu ermitteln, bei der die für die Photosynthese notwendigen Enzyme zusammenbrechen. Die Daten wurden alle paar Tage aus Wäldern auf der ganzen Welt gesammelt.

„Bisher wussten wir wirklich nicht, wie hoch diese Zahl war“, sagte Gregory Goldsmith, Professor für Biologie an der Chapman University, der an der Studie arbeitete.

Obwohl dies nicht sofort geschieht, erhöhen längere Hitzeperioden die Belastung der Blätter und führen schließlich zum Absterben der Blätter. Wenn genügend Blätter sterben, stirbt auch der Baum. Und wenn genügend Bäume sterben, stirbt auch der Wald.

Bisher bleibt dieser Wendepunkt jedoch weitgehend theoretisch. Die Autoren fanden heraus, dass die Baumkronentemperaturen zwischen 2018 und 2020 im Durchschnitt einen Höchstwert von etwa 33,2 Grad Fahrenheit erreichten. In einem typischen Jahr überschreiten nur etwa 0,01 Prozent der Blätter im oberen Blätterdach die Temperatur, bei der die Photosynthese zu versagen beginnt. Der mit diesen Veränderungen verbundene globale Temperaturanstieg beträgt etwa 4 Grad Celsius, was derzeit den Prognosen für das Worst-Case-Szenario entspricht.

„Als Gruppe haben wir nicht das Gefühl, dass dies unser Schicksal ist“, sagte Goldsmith. Allerdings betonten er und andere Forscher, wie wichtig es sei, Emissionen zu reduzieren und die tropischen Waldökosysteme des Planeten zu schützen.

Kipppunkte sind jedoch komplex und es müssen möglicherweise mehr Faktoren berücksichtigt werden als nur Hitze. Es ist immer noch unklar, wie Dürre und Waldbrände ihren Tribut an tropische Wälder fordern könnten, obwohl einige anfälliger zu sein scheinen als andere. Der Amazonas zeigt die deutlichsten Anzeichen dafür Hitzestress in Wäldern in Südamerika, Zentralafrika, dem Golf von Mexiko und Südostasien. Fragmentierung oder das Aufbrechen großer Waldflächen in kleinere Gebiete durch Abholzung und Entwicklung scheint ebenfalls ein großer Stressfaktor zu sein, vor allem, weil die Waldränder laut Goldsmith heißer und trockener sind als das Landesinnere.

Forscher sagen, dass die politische Stabilität in den Regenwaldländern eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung des Waldschutzes spielt, was einen großen Beitrag zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Wälder gegenüber katastrophalen Folgen leisten könnte. Im Juli dieses Jahres ging die Abholzung im Amazonasgebiet um 66 Prozent zurück und erreichte den tiefsten Stand seit sechs Jahren. Brasiliens neuer Präsident Luiz Inácio Lula da Silva hat Initiativen zur Eindämmung der Abholzung und illegalen Viehzucht ins Leben gerufen. Seine Regierung hat sich zum Ziel gesetzt, die Entwaldung bis 2030 vollständig zu stoppen.

Joshua Fisher, ein weiterer Forscher, der an der Nature-Studie mitgearbeitet hat, sagte, die internationale Zusammenarbeit, die in die Studie eingeflossen sei, habe ihn auf ähnliche Ergebnisse auf politischer Ebene hoffen lassen.

„In mancher Hinsicht scheint es nicht so entmutigend zu sein, weil wir alle zusammen im Raumschiff Erde sind“, sagte er.