Ein Team von Geowissenschaftlern am Grassland Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften hat in Zusammenarbeit mit Kollegen mehrerer Institutionen in den USA Hinweise darauf gefunden, dass sich der durch die Zunahme von Kohlendioxid verursachte Anstieg der Photosyntheseraten weltweit dramatisch verlangsamt hat. In ihrer Forschung, berichtet in der Zeitschrift Wissenschaftmaß die Gruppe Veränderungen der globalen Photosyntheseraten in den letzten Jahrzehnten.
Bei der Photosynthese wandeln Pflanzen CO2 und Wasser in Kohlenhydrate um und setzen Sauerstoff frei, weshalb sie als Kohlenstoffsenken gelten. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Pflanzen mit dem Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre im vergangenen Jahrhundert die Zunahme des Gases ausnutzten, indem sie die Photosynthese beschleunigten und der Atmosphäre mehr Kohlenstoff entzogen.
Der Nettoeffekt war eine Bremse für die globale Erwärmung. Bei dieser neuen Anstrengung fand das Forschungsteam Hinweise darauf, dass der steigende CO2-Gehalt in der Atmosphäre die Steigerungsrate der globalen Photosynthese verlangsamt hat, weil die Atmosphäre auch trockener geworden ist.
Um mehr über die globale Photosyntheserate zu erfahren, untersuchten die Forscher Daten, die von Bodenmonitoren auf der ganzen Welt in den Jahren 1982 bis 2016 gesammelt wurden. Solche Monitore sammeln Umweltstatistiken, beispielsweise die Mengen an CO2 und Wasser in der Luft.
Das Team sammelte auch Satellitenbilder von Regionen, die mit Laub bedeckt sind. Anschließend trainierten sie mehrere maschinelle Lernanwendungen mit den Bildern, um schwer erkennbare Veränderungen, wie etwa die Farben der Blätter, zu finden, die die Photosyntheseraten verraten.
Als nächstes erstellte das Team Modelle mit den resultierenden Daten, um Veränderungen der globalen Syntheseraten vom Jahr 2000 bis heute grafisch darzustellen. Anschließend nutzten sie die Modelle, um zukünftige Veränderungen vorherzusagen.
Die Forscher fanden heraus, dass mit dem Anstieg des CO2-Gehalts im letzten Jahrhundert auch die globale Photosyntheserate entsprechend anstieg. Doch ab dem Jahr 2000 änderten sich die Dinge. Der Anstieg der Photosyntheseraten begann sich zu verlangsamen und könnte in naher Zukunft, da der Planet wärmer und trockener wird, ganz aufhören zu steigen.
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Fei Li et al., Sättigung der globalen Wassernutzungseffizienz aufgrund eines erhöhten Dampfdruckdefizits, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adf5041
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