Die Stickstoffanreicherung verzögert die Entstehung einer durch Trockenheit bedingten Schwelle für Pflanzenbiomasse

Das Überschreiten bestimmter Trockenheitsschwellen in globalen Trockengebieten kann zu einem plötzlichen Verfall von Ökosystemeigenschaften wie der Pflanzenproduktivität führen und möglicherweise Landdegradation und Wüstenbildung verursachen. Es ist jedoch weitgehend unbekannt, ob diese Schwellenwerte durch andere wichtige Faktoren des globalen Wandels verändert werden können, von denen bekannt ist, dass sie die Wassernutzungseffizienz und Produktivität der Vegetation beeinflussen, wie beispielsweise eine erhöhte CO2- und Stickstoff (N)-Anreicherung.

Diese Studie wurde von Dr. Jian-Sheng Ye von der Universität Lanzhou, China, geleitet. Darin sammelten die Forscher über 5.000 Feldmessungen der Pflanzenbiomasse. Ihre Ergebnisse zeigten, dass das Überschreiten einer Trockenheitsschwelle von ~0,50, die den Übergang von trockenem, subfeuchtem zu halbtrockenem Klima markiert, zu einem abrupten Rückgang der oberirdischen Biomasse (AGB) und einem fortschreitenden Anstieg des Wurzel-Spross-Verhältnisses führte. Dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Kohlenstoffspeicherung und seine Verteilung innerhalb dieser Ökosysteme.

Es wurde insbesondere festgestellt, dass die Stickstoffanreicherung die oberirdische Biomasse deutlich erhöht und den Beginn der Trockenheitsschwelle von 0,49 auf 0,55 verzögert. Erhöhte CO2-Werte veränderten jedoch nicht die beobachtete Trockenheitsschwelle.

Mit Blick auf das Jahr 2100 prognostizierten die Forscher bei einem Szenario mit hohen Treibhausgasemissionen eine geringfügige Nettozunahme der globalen Landfläche um 0,3 %, die die Trockenheitsschwelle überschreitet, wenn man die Auswirkungen der Stickstoffanreicherung berücksichtigt. Ohne Berücksichtigung der N-Anreicherung wurde dagegen ein Nettoanstieg von 2,9 % prognostiziert. Dies deutet darauf hin, dass die N-Anreicherung die negativen Auswirkungen zunehmender Trockenheit auf die Pflanzenbiomasse in Trockengebieten abmildern kann.

Diese Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf unsere Fähigkeit, Prognosen über die Reaktionen der Vegetation auf Veränderungen bei Trockenheit, Stickstoff und CO2 zu verbessern. Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch National Science Review.