Nährstoffverfügbarkeit bedingt Widerstandsfähigkeit von Tropenwäldern

Tropenwälder sind hochproduktive Ökosysteme, die fast die Hälfte der weltweiten Kohlenstoffsenke der Wälder ausmachen. Wenn die Tropenwälder nicht mehr in der Lage sind, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen, könnten die Auswirkungen des Klimawandels noch gravierender werden. In jüngster Zeit hat sich herausgestellt, dass diese Wälder nährstoffarm sind, was ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber saisonalen Dürren und die Geschwindigkeit, mit der sie der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen können, beeinträchtigen kann. Diese Abläufe hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen im Budongo-Wald in Uganda untersucht: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fügten Waldflächen Stickstoff, Phosphor und Kalium hinzu. Das Experiment war das bislang umfangreichste dieser Art in Afrika. Das Team konnte zeigen, dass eine höhere Verfügbarkeit bestimmter Nährstoffe die Produktivität dieser Wälder selbst unter intensiven Dürrebedingungen besser aufrechterhalten kann – Bedingungen, die in den meisten Teilen der Welt bereits vorherrschen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.

Die Forschenden untersuchten, wie Nährstoffe die Produktion von Laubstreu auf dem Waldboden steuern. Pflanzenblätter entziehen der Atmosphäre aktiv vom Menschen erzeugtes Kohlendioxid, wenn sie Fotosynthese betreiben, um ihre eigene Nahrung herzustellen. Dieser Prozess führt zu einer Ansammlung von Kohlenstoff im Holz der Pflanze oder in den Blättern selbst. Bei Dürre reagieren die meisten Bäume jedoch mit dem Abwerfen ihrer Blätter, wodurch der Kohlenstoffentzug aus der Atmosphäre verringert wird. Hält die Trockenheit über einen längeren Zeitraum an, könnte schließlich der gesamte Baum sterben. Die Forschenden fanden jedoch heraus, dass insbesondere bei Bäumen mit Kaliummangel eine Erhöhung der Verfügbarkeit dieses Nährstoffs während der Trockenperiode den Zeitpunkt, zu dem die meisten Blätter abfallen, um vier Wochen verzögert. Um die niedrigen Kaliumwerte zu überwinden, hatten die Bäume außerdem das Kalium aus ihren absterbenden Blättern in den Rest der Pflanze umverteilt, bevor sie diese abwarfen. Erstautor Dr. Raphael Manu von der Universität Göttingen erklärt: „Eine niedrige Kalium- und Phosphorverfügbarkeit macht dieses lebenswichtige tropische Waldökosystem anfälliger für Trockenheit und kann dadurch eine weniger effektive Kohlenstoffsenke hervorrufen.“

Unter trockenen Bedingungen hilft Kalium den Pflanzen, die winzigen Poren in ihrer Epidermis wirksam zu regulieren, während Phosphor eine wichtige Rolle bei der Erhaltung des Wassers in ihnen spielt. Das erklärt, warum diese beiden Nährstoffe so wichtig sind, wenn die klimatischen Bedingungen in Zukunft trockener werden. Prof. Dr. Edzo Veldkamp von der Universität Göttingen ergänzt: „Dies ist das erste Mal, dass wir die Verfügbarkeit von Nährstoffen im Boden experimentell mit der saisonalen Reaktion von Tropenwäldern auf Trockenheit in Verbindung gebracht haben.“
Die Forschung war Teil des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts „Nutrient limitation in a Ugandan tropical forest (RELIANCE)".

Originalveröffentlichung: Raphael Manu et al. Response of tropical forest productivity to seasonal drought mediated by potassium and phosphorus availability. Nature Geoscience 2024. Doi: 10.1038/s41561-024-01448-8.

Kontakt:

Dr. Raphael Manu

Georg-August-Universität Göttingen

Ökopedologie der Tropen und Subtropen

Büsgenweg 2, 37077 Göttingen

Telefon: 0551 39 23513

E-Mail: raphael.manu@uni-goettingen.de

Internet: www.uni-goettingen.de/en/205984.html

Prof. Dr. Edzo Veldkamp

Georg-August-Universität Göttingen

Ökopedologie der Tropen und Subtropen

Büsgenweg 2, 37077 Göttingen

Telefon: 0551 39 7339

E-Mail: evaldka@gwdg.de

Internet: www.uni-goettingen.de/en/647825.html