Die Feinwurzel (Durchmesser ≤2 mm) ist das wichtigste Pflanzenorgan für die Nährstoff- und Wasseraufnahme und außerdem wichtig für den Kohlenstoff- (C) und Nährstoffkreislauf. Die globale Erwärmung hat komplexe Auswirkungen auf die Vegetationsdynamik und den Nährstoffkreislauf in terrestrischen Ökosystemen. Allerdings bleibt unklar, wie die Erwärmung die Feinwurzelmerkmale in Waldökosystemen verändert.
Um die Auswirkungen der Erwärmung auf Feinwurzelmerkmale von Gehölzen zu bestimmen, führte Dr. Zhao Xiaoxiang vom Botanischen Garten Wuhan der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine Metaanalyse durch, die auf 431 gepaarten Beobachtungen von 13 Feinwurzelmerkmalen aus 78 Studien basierte die Welt.
Das Team bewertete auch, wie das Ausmaß der Erwärmung, die Erwärmungsdauer und die klimatischen Bedingungen die Auswirkungen der Erwärmung auf diese Feinwurzelmerkmale regulieren würden. Der daraus resultierende Artikel mit dem Titel „Die Wirkung experimenteller Erwärmung auf die funktionellen Merkmale feiner Wurzeln von Holzpflanzen: Datensynthese“ wurde in veröffentlicht Wissenschaft der gesamten Umwelt.
Den Forschern zufolge hatte die Erwärmung nur minimale Auswirkungen auf die Biomasse der Feinwurzeln, die Wurzelproduktion und die morphologischen Merkmale. Die Erwärmung erhöhte die Feinwurzel-Stickstoffkonzentration (N), die Wurzelatmung und die Wurzelsterblichkeit, verringerte jedoch die Konzentration nichtstruktureller Kohlenhydrate (NSC) in der Wurzel, die Feinwurzel-Phosphorkonzentration und das Wurzel-C:N.
Mit zunehmender Erwärmung nahmen die Auswirkungen der Erwärmung auf die Feinwurzelbiomasse und den Wurzeldurchmesser ab. Darüber hinaus veränderten sich die Auswirkungen der Erwärmung auf die spezifische Wurzellänge mit zunehmender Erwärmungsdauer von negativ/unverändert nach positiv und das Wurzel-C:N von negativ nach unverändert.
Mit zunehmender mittlerer Jahrestemperatur und mittlerem Jahresniederschlag nahm die Effektgröße von Wurzelbiomasse, Wurzeldurchmesser, Wurzellänge und Wurzel-C:N ab und die Effektgröße der Feinwurzel-N-Konzentration nahm zu.
Diese Ergebnisse unterstreichen, dass die Erwärmung Feinwurzelmerkmale regulieren könnte, um sich an Umweltveränderungen anzupassen. Darüber hinaus wurden die Auswirkungen der Erwärmung auf Feinwurzelmerkmale auch durch die Dauer der Erwärmung, das Ausmaß der Erwärmung und auch die klimatischen Bedingungen beeinflusst.
Diese Studie könnte unsere Fähigkeit verbessern, feinwurzelige Reaktionen auf den Klimawandel in von Sträuchern und Bäumen dominierten Ökosystemen vorherzusagen, und zu einem besseren Verständnis der unterirdischen Waldprozesse unter dem Klimawandel führen.
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Xiaoxiang Zhao et al., Die Wirkung experimenteller Erwärmung auf feine Wurzelfunktionsmerkmale von Gehölzen: Datensynthese, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165003