Gesunde Böden speichern CO2
Die Natur hat dem Boden und damit auch den Wurzeln eine wichtige Aufgabe in der natürlichen Balance des Kohlenstoffkreislaufs vermacht. Der Boden ist nicht nur CO2 Senke, sondern gibt dieses auch in wichtiger Funktion an die Atmosphäre zurück. Es gilt also eine natürlich Balance von Speicherung und Abgabe zu bewahren, um so schlussendlich auch die Wechselwirkungen von Vegetation, Bodenorganismen und Bodeneigenschaften im Gleichgewicht zu halten.
Sind unsere Böden gesund und fruchtbar, verfügen sie über einen hohen Anteil an organischer Substanz und bestehen zudem etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff. Gesunde Böden können mehr Nährstoffe speichern und Wasser besser halten. Bei starken natürlichen Schwankungen gibt der Boden aber mehr CO2 frei, als Menschen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freisetzen. Noch immer wird diskutiert, inwieweit die Klimaerwärmung die natürliche Abbauprozesse in Böden vorantreiben und dadurch verstärkt CO2 austritt.
Einig sind sich die Forscher hingegen bezüglich der tragenden Rolle von Wurzelsystemen, denn diese spielen bei der Bindung von Kohlenstoff eine wichtige Rolle: Sie dienen als unterirdischer Speicher. Je tiefer und robuster die Wurzeln sind, desto mehr Kohlenstoff können Pflanzen über einen längeren Zeitraum speichern.
Je tiefer die Wurzeln reichen, desto kohlenstoffstärker erweist sich der Boden
Susan Trumbore, Direktorin am Jenaer Max-Planck-Institut für Biogeochemie, stellte bereit 2009 fest, dass gerade jener Boden der tiefer gelegenden Wurzelschichten beherbergt, ein aktives Reservoir an Kohlenstoff aufnimmt und verstärkt am Kohlenstoffkreislauf teilnimmt. Dazu ergeben die Untersuchungen, dass das mittlere Kohlenstoffalter sich mit zunehmender Bodentiefe erhöht. Demnach findet insbesondere in den tiefer gelegenen Bodenschichten eine langfristige Bindung statt. Je tiefer die Wurzeln reichen, desto länger ist dort CO2 gebunden. Rückschlüsse zieht Frau Trumbore hier auf die Veränderung an Mineralien, welche für das Binden des Kohlenstoff verantwortlich sind.
Haben Streuobstbäume ein "ökologisches Gedächtnis"?
Bereits der Schulunterricht lehrt uns, dass hauptsächlich die Blätter einer Pflanze die Steuerung der Fotosynthese-Prozesse ausmachen. Aber auch die Wurzeln haben hier einen bedeutsamen Anteil. Nach Dürreperioden drosseln Pflanzen zum Schutz ihre Photosynthese-Aktivitäten und damit auch die Aufnahme von CO2. Bäume können daher in Dürreperioden ihre Senken-Funktion verlieren. Matthias Arend und Arthur Gessler der Forschungsanstalt WSL fanden in Modellökosystemen mit Buchen heraus, dass die Wurzeln als erstes auf Trockenphasen reagieren und ihre Stoffwechselaktivität entsprechend reduzieren. Der verlangsamte Prozess der Fotosynthese ist eine sich anschließende Reaktion der Pflanze. Gerade für Streuobstbäume ist das problematisch, da sie einen besonders hohen Wasserhaushalt benötigen, um ihr Obst versorgen zu können. Fehlt es dem Baum an Wasser, kann es unter anderem zu verfrühtem Obstfall kommen. Außerdem fanden sie heraus, dass diese Bäume eine Art "ökologisches Gedächtnis" aufweisen und in Trockenperioden vermehrt Wasser aufnehmen, wiederum gesteuert über die Wurzeln. Die Wurzen sind also ein Schlüssel: Nur über ihre Aktivierung können Bäume nach gesenkter CO2 Aufnahme aufgrund von Dürrephasen wieder zu effektiven CO2 Senken werden.
mpg.de: Forschungsbericht 2011 - Max-Planck-Institut für Biogeochemie