Ein gerne vorgetragenes, im Gesamtbild aber schwaches Argument im Zusammenhang mit den rapide ansteigenden CO2-Leveln in der Atmosphäre ist, dass CO2 ja die Nahrung der Pflanzen sei und deswegen das doch toll wäre. Dabei werden natürlich die anderen möglichen Folgen des Klimawandels verdrängt, aber nicht nur dass, sondern man reduziert auch unzulässig das Pflanzenwachstum auf einen Parameter: CO2-Verfügbarkeit. Dabei wird z.B. der Einfluss steigender Temperaturen vernachlässigt. Aber neue Erkenntnisse zeigen: nicht einmal das Argument: Mehr CO2 = mehr Pflanzenwachstum stimmt. Im Gegenteil: ein neues Paper in Science, das auch als erstes im aktuelle Science-Podcast besprochen wird, zeigt dass das CO2 uns ziemlich sicher Probleme bei der Nahrungsproduktion bescheren wird.

Die Forscher um Erstautor Arnold Bloom von der UC Davis erklären in diesem Paper die Beobachtungen, dass Pflanzen nur in einem frühem Entwicklungsstadium durch mehr CO2 besser wachsen, dieser Effekt aber nicht nachhaltig ist. Bloom und seine Mitforscher haben festgestellt, dass die Fähigkeit der Pflanzen, Stickstoff aus Nitraten im Boden zu verarbeiten bei erwachsenen Pflanzen abnimmt. Dieser Stickstoff ist aber unbedingt wichtig, und wird z.B. in Proteine eingebaut.

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Es gibt Unterschiede in der Reaktion der Pflanzen. Pflanzen die z.B. statt Nitrat ihren Stickstoff aus Ammonium beziehen haben diese Probleme nicht. Das Problem ist nur: die meisten unserer Pflanzen zur Nahrungserzeugung setzen auf Nitrat – da dies der vorherrschende Weg in den gemäßigten Breiten ist. Daher ist leider damit zu rechnen, dass die unausweichlich steigenden CO2-Level in der Atmosphäre sich negativ auf die Nahrungsmenge auswirken werden, bzw. wir ein zusätzliches Problem haben mit dem wir umgehen werden müssen.
Ein Umstieg auf Ammonium für die Pflanzen wäre auch nicht so einfach. Außer dass die Pflanzen damit umgehen können müssen, ist Ammonium in großen Mengen giftig, und kann sich in Böden gemäßigter Breiten in Nitrat umwandeln, dass sich dann im Boden ansammelt und das Grundwasser belasten kann.

Bloom schätzt, dass der Effekt in den nächsten 20-50 Jahren z.B. beim untersuchten Weizen zu bis zu 20% weniger Proteinen in der Pflanze führen kann – und dass 20% des weltweit vom Menschen konsumierten Proteins aus Weizen stammt. Ein Grund zur Sorge also, vor allem auch weil weiter ansteigende Mengen an CO2 in der Atmosphäre unvermeidbar sind. Nur über den Grad des Anstiegs können wir noch entscheiden. Aber da Probleme bei der Nahrungsversorgung uns hier in den reichen Ländern natürlich nicht so unmittelbar am Überleben selbst treffen werden, werden sich auch davor noch lange die Augen verschließen lassen.

Aber es gibt eine weitere spannende Erkenntnis aus den Forschungsarbeiten: Neben dem Prozess, mit dem die Pflanze aus CO2 und Sonnenlicht Kohlenhydrate erzeugt, kann die Pflanze diese Materialien auch in Prozessen mit Sauerstoff verwenden. Verschwenden, wie man bislang dachte, und tatsächlich hat es dazu viel Forschung in der Biotechnologie gegeben, um diesen Prozess der Photorespiration auszuschalten. Diese Bemühungen waren ohne Erfolg, weil die Pflanzen nicht dumm seien wie Bloom sagt. Dieser Prozess sei doch wichtig für die Pflanze, und wenn weniger Sauerstoff vorliegt (wegen höherem CO2-Level), wird Photosynthese bevorzugt – und in Konsequenz die Photorespiration benachteiligt, die Proteine bildet.
Entscheidend wird also die Kontrolle der Verfügbarkeit von Nitrat im Boden. Wie gesagt, einfach mehr düngen ist ebenfalls nicht gut für die Umwelt, Bloom schlägt deswegen vor, Ammomiumzufuhr z.B. über die Bewässerung zu steuern.

Kommentare (16)

  1. #1 Andre
    05/15/2010

    Soweit ich weiß, stimmt das Argument “mehr CO2 = mehr Pflanzenwachstum” durchaus. C4-Pflanzen wie Weizen reagieren auf
    einen höheren CO2-Gehalt grundsätzlich positiv. D.h., man kann von höheren Erträgen, niedrigerem Wasserverbrauch und einer kürzeren Vegetationsperiode ausgehen.

    Die Frage ist, ob die Feedbacks (Temperatuererhöhung, extreme Wetterereignisse etc.) dieses Mehr an Erträgen wieder vernichten.

    In Europa werden die Erträge bei einer Temperaturerhöhung von 2 Grad wahrscheinlich sinken. Wenn zusätzlich noch der Proteinmangel hinzukommt, dann kann man wohl von B-Klasse-Weizen sprechen.

    Das Zeug sollte dann ausschließlich an “Skeptiker” verkauft werden.

  2. #2 Ketzu
    05/15/2010

    @Andre: Widmet sich der Artikel nicht gerade diesem “soweit ich weiß”? Oder hast du berechtigten Grund zur Annahme, dass dein bisheriges Wissen von dieser Arbeit unberührt bleibt oder diese eben zu einer falschen Beobachtung/ einem falschen Schluss kommt? 🙂

  3. #3 antiangst
    05/15/2010

    Fragt sich, bei welcher Globaltemperatur die Biomasse der Erde wohl ihr Maximum hat. Dass es gerade die jetzige ist, ist doch recht unwahrscheinlich

  4. #4 Georg Hoffmann
    05/16/2010

    @Andre
    Weizen ist eine C3 Pflanze.

    @Joerg
    “Dieser Prozess sei doch wichtig für die Pflanze, und wenn weniger Sauerstoff vorliegt (wegen höherem CO2-Level), wird Photosynthese bevorzugt – und in Konsequenz die Photorespiration benachteiligt, die Proteine bildet.”

    Die Photorespiration (dh das Rubisco) reagiert auf den CO2 Partial-druck, aber nicht auf eine Verminderung des O2. Falls der Noergel das sagen wollte, gebe ich ihm recht.

  5. #5 Jörg
    05/16/2010

    @Georg: Ich les nicht was der Nörgel schreibt, das ist die Photonen nicht wert die meine Netzhaut auswerten müsste.
    Aber der Satz stammt so von Bloom aus dem Interview:

    As such, this means that as we have more CO2, more carbon dioxide
    and less oxygen, we favor photosynthesis over photorespiration, we inhibit
    photorespiration, and that’s what seemed to be a good thing, but with less
    photorespiration they can assimilate less nitrate into protein.

    Ist natürlich missverständlich wenn der CO2-Partialdruck das alleine steuert.

  6. #6 JV
    05/16/2010

    @ Andre
    Ich glaub, du meinst Mais, nicht Weizen.

  7. #7 JV
    05/16/2010

    @ antiangst:
    Warum ist das unwahrscheinlich? Und es geht ja nicht um die Biomasse allgemein, sondern um die Biomasse, die uns als Nahrung / Rohstoff zur Verfügung steht. Der Planet wird durch den Klimawandel nicht untergehen, auch die menschliche Zivilisation nicht. Aber die Anpassung an die Folgen eines Klimawandels wird die Menschheit vor einige Herausforderungen stellen – warum sollte man diesen Herausforderungen irgendwann begegnen, wenn man sie möglicherweise im Vorfeld verhindern könnte?

  8. #8 CCS
    05/17/2010

    In unseren gemäßigten Breiten setzen die Pflanzen auf Nitrat. Das Problem ließe sich nicht dadurch lösen, dass Ammonium verwendet wird, weil das auf Nitrat, das dabei entsteht, umweltbelastend sein kann. Ich verstehe ja, dass Ammonium aus anderen Gründen günstiger wäre (Stichwort Bioverfügbarkeit), aber könntest du mir diesen Gedankengang näher erläutern?

  9. #9 Jörg
    05/17/2010

    @CCS: Wenn das Ammonium nicht von der Pflanze verwertet wird, entsteht daraus im Boden Nitrat. Das Nitrat wird aber nicht weiter aufgenommen oder zersetzt und kann sich daher anreichern, und den Boden belasten bzw. ins Grundwasser ausgespült werden.

  10. #10 derfranz
    05/17/2010

    ……”weil die Pflanzen nicht dumm seien wie Bloom sagt. Dieser Prozess sei doch wichtig für die Pflanze, und wenn weniger Sauerstoff vorliegt (wegen höherem CO2-Level), wird Photosynthese bevorzugt………”

    Aja, weniger Sauerstoff. Na dann hoffen wir doch das diese “neuen Erkenntnisse” so lange überleben wie die Himalayaerkenntnis, od. bis wir endlich eine deutliche Änderung in der 2. Nachkommastelle des atmosphärischen Sauerstoffgehaltes wegen CO2 Emissionen feststellen könnten.
    http://www.climate.unibe.ch/~joos/vorlesung/ccycle/Kap2_modernerCzyklus_ss06_7nov06.pdf
    Heute wird ja alles getan, um aus CO2 endgültig ein lebensfeindliches Gas zu machen. Man muss diesen Prozess akzeptieren, er ist ja wohl durchdacht.
    Was kommt danach, Wasser und Sauerstoff bedrohen die Menschheit? Ja eh, man kann alles drehen, wie man es gerade braucht.
    Warten wir mal ab und beobachten, wann die Temperaturkurve wieder mitspielen beginnt um die katastrophale AGW Hypothese zu stützen, dann ersparen wir uns vielleicht wenigstens solche Papers wie hier vorgestellt und reißerische Titel ohne Substanz und Pflanzen, welche weniger “dumm” sind, als manche Wichtel…

  11. #11 Andre
    05/18/2010

    @alle
    Vielen Dank für eure Hinweise. Mea culpa.
    Grundsätzlich gilt meine Aussage aber auch für C3-Pflanzen: Mehr CO2 -> mehr Ertrag. (Oder anders gesagt: Grundsätzlich ist die Wirkung von CO2 positiv.) Davon abgesehen bleibt aber auch hier die Frage nach den Feedbacks.

    @Ketzu
    Dein vermeintlicher Spott sagt nur etwas über dich aus.
    Im Übrigen geht es hier um eine (!) Studie und noch dazu
    um die Einschätzung eines (!) unbeteiligten Autors.
    Dass auch C3-Pflanzen auf einen höheren CO2-Gehalt reagieren,
    ist unbestritten. Beim nächsten “Angriff” versucht du es bitte
    mit Argumenten.

  12. #12 CCS
    05/20/2010

    Jörg:
    Danke für die Antwort, aber das hatte ich schon verstanden und meinte ich nicht. Es ging mir darum, dass die meisten Pflanzen laut dem Absatz vor besagter Stelle Nitrat aufnehmen und verwerten.
    Ich verstehe den Gedanken “Nitrat ist nicht gut, Ammonium ist sogar schlechter, weil dabei Nitrat entsteht” nicht.

  13. #13 Frank
    05/29/2010

    Klima gab es schon immer, sowie es Klimawandel schon immer gab und es weiterhin geben wird, und das leugnet niemand. Also gibt es auch keine Klimaleugner.
    Das wäre schon die erste grundlegende Falschaussage.

    CO2 erhöht nicht die Temperatur in der Atmosphäre, so wie es uns die offizielle Klimawissenschaft vermitteln will, bzw. Al Gore, Pachauri, Schellnhuber &CO. Das ist Humbug und erst recht nicht wissenschaftlich bewiesen.

    In Gewächshäuser (Treibhäuser) wird bis zu 1% CO2 eingeleitet, um das Pflanzenwachstum zu erhöhen.

    Als die Erde ein Treibhaus war, und riesige Urwälder sich über die Kontinente zogen, nach deren Theorie (Lomonossow vor 200 Jahren) sich unser Erdöl gebildet haben soll,
    gab es da viel CO2 ? oder nach der neuesten Theorie gar kein CO2 auf der Erde ?

    Oder gab es diese Urwälder gar nicht ? Da müsste man Michael Mann ranziehen, der könnte das lösen.

  14. #14 Scuüßler
    07/15/2010

    CO2 ist irrelevant, hat keinen Einfluß auf die Temperatur.

    IPCC- Daten fast alle gefälscht, überall nachzulesen.

    Hunderte Wetterstationen wurden einfach weggelassen oder frisiert.

    Es geht nur ums Geld und eine Neue Idiologie.

    Wir wurden alle über den Tisch gezogen!

    Lassen Sie das mit dem CO2, die anthropogene CO2- Menge beträgt 0,0007 % !

    Die Sonne ist der Motor des gesamten Systems und kein Spurengas.

    MfG
    Uwe Schüßler

  15. #15 Thomas J
    07/15/2010

    Phu… kommt das davon, wenn man zuviele Schüsslersalze futtert?

  16. #16 Jörg
    07/16/2010

    Schüsslersalze haben keine Wirkungsstoffe, da helfen nur richtig harte Realitätsblocker…