Die Erde zeigt Anzeichen einer beschleunigten „Atmung“, was sich in extremen Schwankungen der Kohlendioxidwerte in der Atmosphäre niederschlägt. Eine umfassende Metastudie, an der auch der Geograf Prof. Dr. Wolfgang Buermann von der Universität Augsburg mitwirkte, hat herausgefunden, dass die saisonalen CO₂-Schwankungen in den arktischen und borealen Regionen seit den 1960er Jahren um etwa 50 Prozent zugenommen haben. Diese Entwicklung könnte erhebliche Auswirkungen auf die globalen Klimaziele haben und den Klimawandel weiter vorantreiben.
Der Kohlenstoffkreislauf wird durch das Wachstum von Pflanzen und deren Zersetzung in den verschiedenen Jahreszeiten geprägt. Während der Sommermonate absorbieren Pflanzen große Mengen Kohlendioxid aus der Luft. Im Winter und in den Übergangszeiten wird CO₂ jedoch wieder freigesetzt, insbesondere durch den Zerfall organischer Materie im Boden. Der Klimawandel hat diesen Prozess erheblich beeinflusst, was in der Metastudie deutlich wird, die mehrere Forschungsarbeiten zusammenführt. In den borealen Wäldern Eurasiens, die sich unter anderem in Skandinavien, im Ural und in Sibirien befinden, sind die Auswirkungen besonders stark spürbar.
Die steigenden Temperaturen haben die Wachstumsperiode für Pflanzen verlängert und deren Produktivität gesteigert. Diese gesteigerte Produktivität führt zwar zu einer erhöhten Aufnahme von CO₂ in den Sommermonaten, geht jedoch auch mit einem Anstieg der Atmungsaktivität in den Wintermonaten einher. Das Ergebnis ist eine zunehmende jährliche CO₂-Spanne in den arktischen und borealen Ökosystemen, insbesondere zwischen dem 50. und 65. Breitengrad. Prof. Dr. Buermann betont, dass die CO₂-Schwankungen in diesen nördlichen Regionen seit den 1960er Jahren um etwa 50 Prozent angestiegen sind.
Das Forschungsteam hat überzeugende Beweise dafür geliefert, dass das aktivere Pflanzenwachstum der Hauptfaktor hinter der beschleunigten Dynamik des Kohlenstoffkreislaufs in den nördlichen Breiten ist. Wissenschaftler haben diesen Trend bereits seit einiger Zeit beobachtet, jedoch ermöglicht die Analyse von Daten aus verschiedenen Studien ein besseres Verständnis der spezifischen Prozesse, die diesen Wandel antreiben.
Eine zentrale Sorge des Forschungsteams besteht darin, dass die Atmungsaktivität der Pflanzen die Produktivität übersteigen könnte. Dies könnte, zusammen mit einer Zunahme von Waldbränden und dem Auftauen des Permafrosts, zu einem Anstieg der Treibhausgasemissionen in den nördlichen Ökosystemen führen und somit die globale Erwärmung weiter verstärken. Vor diesem Hintergrund ist es von entscheidender Bedeutung, dass die aktuellen Erdsystemmodelle, die für klimatische Prognosen verwendet werden, diese Aspekte der nördlichen Ökosysteme besser berücksichtigen.
Buermann weist darauf hin, dass arktische Ökosysteme sich schneller verändern als jede andere Region der Erde und dass die Rückkopplungseffekte, die daraus resultieren, enorm sein können. Dies könnte realistische Ziele zur Reduzierung von CO₂-Emissionen ernsthaft gefährden. Die Ergebnisse dieser Studien sind das Ergebnis von 15 Jahren Planung und Durchführung des von der NASA geleiteten Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE). Unter der Leitung von Zhihua Liu von der University of Montana hat das internationale Forschungsteam eine Vielzahl von Studienergebnissen zu einem umfassenden Überblick zusammengeführt.
Diese Erkenntnisse verdeutlichen die Dringlichkeit, mit der die globale Gemeinschaft auf den Klimawandel reagieren muss. Um die Herausforderungen, die sich aus der Intensivierung des Kohlenstoffkreislaufs ergeben, erfolgreich zu bewältigen, sind innovative Ansätze und Strategien erforderlich. Nur durch ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen innerhalb der Ökosysteme und der Auswirkungen des Klimawandels können wir effektive Maßnahmen ergreifen und die Klimaziele erreichen.
