Studie zu Laubfall und Klimawandel Der geheime Zyklus der Bäume

Herbstlaub fällt in Zukunft vermutlich etwas früher – eine überraschende Erkenntnis, zu der Forscher nun durch Langzeitbeobachtungen gelangen. Für den Klimaschutz ist das keine gute Nachricht.
Herbstlicher Wald mit Buchen in Bayern

Herbstlicher Wald mit Buchen in Bayern

Foto: S. Meyers / blickwinkel / imago images

In unseren Breitengraden ist es ein uralter Kreislauf der Natur: Laubbäume stellen sich im Herbst auf den nahen Winter ein, drosseln gewissermaßen das System und gehen in eine Art Winter-Standby. Ausgelöst durch Tageslänge und die Temperatur beginnt ein Prozess, der den Blättern Nährstoffe entzieht. Sie färben sich, am Ende fallen sie einfach ab. Diesen jährlich wiederkehrenden Kreislauf nennen Biologen Abszission.

Durch den Klimawandel und längere Warmzeiten verlängern sich die Blattphasen an den Laubbäumen, das beobachten Forscher schon länger. Denn die Vegetationsperioden haben durch die Klimaerwärmung zugenommen. Der Frühling kommt früher, die Winter sind milder. Doch Forscher aus der Schweiz haben nun festgestellt, dass die Blätter nicht automatisch mit in die Verlängerung gehen – sondern im Gegenteil sogar früher absterben.

Dahinter steckt ein selbstregulierender Mechanismus von Laubbäumen, der ihre Wachstumsphase begrenzt, schreiben Forscher um Erstautorin Deborah Zani von der ETH Zürich. Bäume, die im Frühling und Sommer mehr Fotosynthese betreiben, werfen ihre Blätter im Herbst zeitiger ab, heißt es in der im Fachmagazin »Science«  veröffentlichten Studie.

Die Forscher hatten in einer groß angelegten Studie Umweltbeobachtungen von 3800 Standorten in Mitteleuropa im Zeitraum von 1948 bis 2015 ausgewertet. Untersucht wurden Rosskastanien, ​Birken, Rotbuchen, Lärchen, Stieleiche und Vogelbeerbäume. Dazu machten die Forscher Experimente mit jungen Bäumen im Freien und in Klimakammern. Dabei wurden Temperatur, Tageslicht und CO2-​Gehalt variiert und die jeweiligen Effekte auf Fotosynthese und Blattalterung untersucht.

Bei allen untersuchten Arten trat in den Jahren mit erhöhter Fotosynthese im Frühjahr und Sommer auch die Blattalterung im Herbst früher ein. »Wenn die Fotosynthese weiter steigt, werden die Blätter im Lauf des Jahrhunderts um drei bis sechs Tage früher als heute altern – und nicht später«, erklärt Zani. Demnach würde sich die Wachstumssaison bis Ende des Jahrhunderts nur um acht bis zwölf Tage verlängern anstatt der von Modellen vorhergesagten Zeit von bis zu drei Wochen.

»Präzise Prognosen über die Wachstumssaison von Bäumen waren bislang kaum möglich«

Bei allen Faktoren, die auf die Prozesse der Seneszenz, wie die Blattalterung fachsprachlich genannt wird, einen Einfluss haben, dominierten Fotosynthese, Herbsttemperatur und die Tageslänge. Die restlichen Faktoren wie CO2-​Gehalt, Sommertemperaturen, Lichtstärke und Niederschlag wirken sich aber nur indirekt auf die Herbstseneszenz aus. »Präzise Prognosen über die Wachstumssaison von Bäumen waren bislang kaum möglich, weil man die Ursachen der Blattseneszenz nicht genügend verstand«, wird Studienleiter Constantin Zohner vom Crowther Lab der ETH Zürich in einer Mitteilung zitiert.

Er vermutet, dass hinter dem beobachteten Mechanismus das Phänomen der limitierten Kohlenstoffsenke steht. Dabei begrenzen unter anderem knappe Bodennährstoffe wie etwa Stickstoff die CO2-​Menge, die eine Pflanze während der Saison aufnehmen kann. Ist die maximale CO2-​Menge erreicht, setzt die Blattalterung entsprechend früher ein.

Und was bedeutet diese Nachricht für den Klimawandel? Durch die schnellere Blattalterung könnten die Bäume deutlich weniger Kohlenstoff speichern als bisher angenommen. »Die CO2-​Aufnahme wird mit steigenden Temperaturen wahrscheinlich weniger stark ansteigen, als ältere Modelle voraussagten«, sagt Zohner.

Bäume spielen eine Schlüsselrolle bei der Steuerung des Klimas, da sie große Mengen Kohlendioxid aus der Luft ziehen können.

joe

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