Seltene Klimaabfolge führt zu außergewöhnlichem Pflanzenwachstum in Spanien

Der Einfluss langanhaltender Klimaänderungen auf die Landökosysteme unsere Erde ist allgemein bekannt; wie und wie stark sich kurzfristigere Klimaextreme konkret auf Ökosysteme auswirken können, ist hingegen kaum beschrieben. Zu zahlreich sind die beteiligten Variablen, zu kurzfristig meist die Beobachtungen und Messungen im Feld. In einer aktuellen Studie konnten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie (MPI-BGC), Jena, gemeinsam mit internationalen Partnern die Folgen von Extremwetterlagen am Beispiel Spaniens beschreiben.

Die Wissenschaftler untersuchten Auswirkungen des außergewöhnlich warmen Winters 2015/16 und des darauf folgenden niederschlagsreichen Frühlings auf die Ökosysteme der Iberischen Halbinsel. Sie konnten dafür Messreihen der Feldstation Majadas de Tietar in der spanischen Extremadura nutzen, die bereits seit 13 Jahren kontinuierlich erhoben werden. Die dort lokal gemessenen Daten zu Temperatur, Niederschlägen und Kohlenstoffflüssen verglichen sie mit Satellitendaten zur regionalen Photosynthese-Aktivität (FAPAR) aber auch mit großräumigen Modellanalysen.

Die Auswertung der Studie zeigt einen bisher nur wenig berücksichtigten Effekt: Unter diesen speziellen Wetterbedingungen erfolgte eine Zunahme der photosynthetischen Kohlenstoffaufnahme, genannt Brutto-Primärproduktion, die zu höheren Biomasssen und Ernteerträgen führen kann. Das Aufeinanderfolgen eines sehr warmen Winters und niederschlagsreichen Frühlings ermöglichte also über einen längeren Zeitraum außergewöhnlich positive Bedingungen für das Pflanzenwachstum.

Interessanterweise waren weder der warme Winter 2015/16 noch der darauf folgende feuchte Frühling für sich alleine genommen als „extrem“ bewertet. Das Aufeinanderfolgen derselben führte jedoch, neben weiteren günstigen Randbedingungen, zu der extremen Reaktion der Ökosysteme. Zu den günstigen Bedingungen gehören auch die steigenden CO₂-Konzentrationen in der Atmosphäre, die das Wachstum der Vegetation fördern. Grundsätzlich ist in Zukunft mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für warme Winter zu rechnen. Für eine generelle Zunahme der Frühjahrsregenfälle - eine Voraussetzung für die hohe Vegetationsproduktivität - gibt es jedoch keine Hinweise.

Mit der Temperaturzunahme im Winter und den erhöhten Niederschlägen im Frühjahr stieg parallel auch die Respiration der Pflanzen, also die CO₂-Abgabe durch Veratmung. Daher war die Gesamtbilanz der CO₂-Aufnahme und Abgabe nicht wesentlich verändert. Die für das Pflanzenwachstum positiven Bedingungen konnten daher nicht gleichzeitig die Kohlenstoff-bindende Funktion („Senke“) des Ökosystems verstärken.

Die Studie, mit Partnern aus Norwegen, England und dem PIK Potsdam, gehört zu den ersten Arbeiten in denen untersucht wurde, wie sich Klimaextreme und deren (durch menschliche Aktivitäten verursachte) Veränderungen auf Ökosysteme auswirken. Erschienen ist sie in einem jährlichen Sonderbericht der Amerikanischen Gesellschaft für Meteorologie, in dem es um die Frage geht, wie der vom Menschen verursachte Klimawandel einzelne Extremereignisse im Vorjahr beeinflusst haben könnte. Die Studie wurde zusätzlich unterstützt durch die europäische Raumfahrtagentur ESA, dem Max-Planck Forschungspreis der Humboldtstiftung an Prof. Markus Reichstein und dem EU-geförderten Projekt „BACI: towards a Biosphere Atmosphere Change Index“ am MPI-BGC.

Ansprechpartner am MPI-BGC:
Tarek El-Madany
Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Abteilung Biogeochemische Integration
Hans-Knöll-Str. 10, 07745 Jena
Tel: 03641 576231
E-Mail: telmad@bgc-jena.mpg.de