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Weil Tropenwälder gewaltige Mengen an Kohlendioxid (CO2) speichern können, ist ihr Verhalten in einer Welt mit mehr CO2 in der Atmosphäre von besonderer Bedeutung. Im Fall des Amazonas-Regenwaldes wachsen allerdings "rund 60 Prozent der Pflanzen auf alten und stark verwitterten Böden, die bereits ziemlich verarmt an Mineralstoffen wie Phosphor sind", erklärte Lucia Fuchslueger vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft (CeMESS) der Universität Wien, die gemeinsam mit Nathielly Martins von der Technischen Universität München die Studie geleitet hat. Dieser niedrige Phosphorgehalt könnte es dem Wald erschweren, noch stärker zu wachsen und das zusätzliche CO2 in der Atmosphäre zu nutzen.
Um dennoch Zugang zu mehr Nährstoffen zu erhalten, haben die Tropenbäume effiziente interne Nährstoffkreisläufe entwickelt: Sie entziehen beispielsweise Nährstoffe aus ihren Blättern, bevor diese abfallen. Auch die schnelle Zersetzung organischer Substanzen am Boden liefert zusätzliche Nährstoffe. Bisher ist allerdings nicht klar, ob diese Kreisläufe noch effizienter werden können.
In einem speziellen Experiment hat das Team, das von Forschenden des Nationalen Instituts für Amazonasforschung in Manaus (Brasilien) geleitet wurde, künftige atmosphärische CO2-Bedingungen direkt an Bäumen im Unterwuchs des Amazonas-Regenwaldes simuliert. Sie installierten dazu Kammern aus transparentem Plexiglas mit einem Durchmesser von 2,5 Metern und einer Höhe von drei Metern. Diese Zylinder sind oben offen, damit die darin wachsenden Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten. In den Kammern werden die Pflanzen unterschiedlichen CO2-Konzentrationen ausgesetzt.
Bei höheren CO2-Konzentrationen steigerten die Bäume nach ein bis zwei Jahren tatsächlich ihr Wachstum und damit ihre Kohlenstoffaufnahme - "zumindest kurzfristig", erklärte Martins in einer Aussendung. Die Wissenschafterinnen und Wissenschafter zeigten, dass das stimulierte Pflanzenwachstum durch eine Verlagerung des Wurzelsystems begünstigt wird, wodurch Nährstoffe, insbesondere Phosphor, effizienter aufgenommen werden können.
"Unter erhöhtem CO2 intensivieren die Wurzeln die 'Kolonisierung' der Streuschicht", sagte Fuchslueger gegenüber der APA. Sie setzen Enzyme frei, die organisches Material zersetzen, und gelangen so an Phosphor, bevor dieser im Boden verschwindet. Die Streuschicht sei generell nicht sehr dicht bzw. mächtig, könne aber einige Zentimeter betragen, wenn die Bäume etwa am Ende der eher trockenen Zeit ihre Blätter abwerfen. Auch unter "normalen" Bedingungen würden sich viele Wurzeln in der Streuschicht finden, "aber wir konnten beobachten, dass die Pflanzen diese Strategie bei hohem CO2-Gehalt nochmals verstärkten".
Damit werde jedoch der Wettbewerb mit Bodenmikroben verschärft und die organischen Phosphorreserven können sich erschöpfen, betonte Fuchslueger. Mit der Zeit könnten Nährstoffengpässe die Fähigkeit des Waldes einschränken, weiterhin zusätzlichen Kohlenstoff zu binden. Während also tropische Wälder den Klimawandel zunächst stärker abfedern können, verdeutlicht die Studie auf langfristige Sicht die Anfälligkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen.
Das Experiment diente als Pilotstudie für das groß angelegte, mehrjährige Projekt "AmazonFACE", das noch heuer starten soll. Feldversuche mit einer Anreicherung von CO2 wurden laut Fuchslueger bereits an vielen Orten durchgeführt, aber noch nie in einem hochgradig artenreichen tropischen Waldsystem. "AmazonFACE" wird etwa 80 Kilometer nördlich von Manaus inmitten eines typischen Terra-Firme-Tieflandwaldes realisiert und den Angaben der Forschenden zufolge das erste Projekt dieser Größenordnung in den Tropen sein. Dabei werden nicht Plexiglaszylinder eingesetzt, um verschiedene CO2-Konzentrationen zu simulieren, sondern große, bis zu 25 Meter hohe Gerüste kreisförmig um eine Waldfläche angeordnet, über die das CO2 eingeblasen wird.
(SERVICE - Link zur Studie: https://doi.org/10.1038/s41467-026-72098-0)
WIEN - ÖSTERREICH: FOTO: APA/APA/Nathielly P. Martins/Nathielly P. Martins
