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Nov 07, 2023

Kohlenstoffsenkenmodelle benötigen Stickstoff, heißt es in einer Studie

1. Mai 2023 Dieser Artikel

1. Mai 2023

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von Rachel Fritts, American Geophysical Union

Stickstoff ist notwendig, um vorherzusagen, wie Landpflanzen atmosphärischen Kohlenstoff aufnehmen werden. Das liegt daran, dass sich die künftige Entwicklung von Stickstoff in den kommenden Jahrzehnten von der anderer Faktoren des Pflanzenwachstums unterscheiden wird, heißt es in einer neuen Studie.

Die terrestrische Kohlenstoffsenke bindet ein Drittel der anthropogenen Kohlendioxidemissionen. Um zu prognostizieren, wie sich die Kohlenstoffbindung in den kommenden Jahren verändern könnte, müssen Wissenschaftler vorhersagen, wie Pflanzenbiomasse wachsen oder schrumpfen wird – eine anspruchsvolle Aufgabe.

Ein Faktor, der das Pflanzenwachstum beeinflusst, ist Kohlendioxid (CO2) selbst. CO2 bringt Pflanzen auf Hochtouren, was als CO2-Düngung bezeichnet wird und in den letzten Jahrzehnten zu einer globalen „Ergrünung“ geführt hat. Aber atmosphärischer Kohlenstoff ist bei weitem nicht der einzige Faktor, der das Pflanzenwachstum beeinflusst.

Auch Stickstoff aus Düngemitteln, der Landwirtschaft und fossilen Brennstoffen hat Auswirkungen. Dennoch berücksichtigen Modelle der terrestrischen Kohlenstoffsenke, sogenannte terrestrische Biosphärenmodelle, Stickstoff nur etwa in der Hälfte der Zeit. In einer neuen Studie, die in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, testen Kou-Giesbrecht und Arora, wie sich die Einbeziehung oder Weglassung von Stickstoff auf Modellprojektionen auswirkt.

Die Forscher verglichen zwei terrestrische Biosphärenmodelle namens CLASSIC-CN und CLASSIC-C. Ersteres enthält Stickstoff, letzteres nicht. Sie testeten, ob jedes Modell historische Kohlenstoffsenken genau vorhersagen konnte, und extrapolierten die Modelle dann auf zukünftige Szenarien. Konkret wandten sie die Modelle auf drei der fünf gemeinsamen sozioökonomischen Pfade an, die eine Reihe klimatischer und gesellschaftlicher Möglichkeiten darstellen, die sich im weiteren Verlauf des 21. Jahrhunderts auswirken könnten.

Rückblickend konnten beide Modelle historische terrestrische Kohlenstoffsenken genau vorhersagen. Allerdings weichen die beiden Modelle bei der Vorhersage der zukünftigen Kohlenstoffbindung voneinander ab.

Das reine Kohlenstoffmodell überschätzte die terrestrische Kohlenstoffsenke. Der Grund dafür ist, dass es die düngende Wirkung von Stickstoff mit Kohlendioxid überlagert. Da der Kohlendioxidgehalt in Zukunft den atmosphärischen Stickstoffeintrag und die Stickstoffdüngung übersteigt, wird das Modell auch überprognostizieren, wie viel Pflanzenwachstum und damit die Kohlenstoffbindung stattfinden könnte.

Besonders deutlich ist der Unterschied bei dem Pfad, der den höchsten Anstieg des atmosphärischen CO2 mit sich bringt: Das stickstoffhaltige Modell prognostiziert bis zum Ende des Jahrhunderts eine um bis zu 64 % geringere Kohlenstoffbindung als das reine Kohlenstoffmodell. Die Autoren sagen, dass genaue und politikrelevante Modelle der terrestrischen Biosphäre Stickstoff berücksichtigen müssen.

Mehr Informationen: S. Kou-Giesbrecht et al., Kompensatorische Effekte zwischen CO 2 , Stickstoffdeposition und Stickstoffdüngung in terrestrischen Biosphärenmodellen ohne Stickstoffkompromittierungsprojektionen der zukünftigen terrestrischen Kohlenstoffsenke, Geophysical Research Letters (2023). DOI: 10.1029/2022GL102618

Zeitschrifteninformationen:Geophysikalische Forschungsbriefe

Zur Verfügung gestellt von der American Geophysical Union

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, erneut veröffentlicht. Lesen Sie hier die Originalgeschichte.