Pflanzenwurzeln fungieren als Ingenieure für die Erdoberfläche, indem sie Grundgestein aufbrechen, Wasser und Nährstoffe transportieren und Landschaften stabilisieren. Sie sind so wichtig, dass Wissenschaftler die Hypothese aufgestellt haben, dass ihre Evolution, die vor etwa 415 Millionen Jahren begann, Landschaften und den Verlauf der Erdgeschichte veränderte.
Heute werden die Wurzeln der Welt im Durchschnitt flacher, findet eine neue Studie, die in veröffentlicht wurde Die Zukunft der Erde. Flachere Wurzeln bedeuten weniger durchwurzelten Boden, was zu einer geringeren Kohlenstoffspeicherung, einem weniger effizienten Nährstoffkreislauf und weniger fruchtbaren Böden führen kann.
Emma Hauser und Kollegen liefern die erste Schätzung der globalen Veränderungen des Volumens von durchwurzeltem Boden, die sich aus der vom Menschen verursachten Landnutzung ergeben. Sie untersuchten Veränderungen in vielen Arten von Umgebungen, konzentrierten sich jedoch insbesondere auf das Gleichgewicht zwischen zweien: Ackerland, wo die Wurzeln von Reihenkulturen flacher sind als die von einheimischen Gräsern, und Wälder, wo die Wurzeln von Holzpflanzen typischerweise tief in den Boden reichen. Ackerland dehnt sich als direktes Ergebnis menschlicher Bemühungen stark aus. Unterdessen breiten sich die Wälder an einigen Orten aus, insbesondere in den borealen Umgebungen der hohen Breiten, da der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre und die damit verbundene Erwärmung zunehmen.
Die Forscher verwendeten Wurzeltiefendaten aus zwei neu aktualisierten ökologischen Datenbanken zusammen mit dem Wissen über vergangene und gegenwärtige Landbedeckungstypen, um die durchschnittliche Wurzeltiefe für verschiedene Ökosysteme weltweit in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu berechnen.
Sie fanden heraus, dass die Durchwurzelungstiefe – als die Tiefe betrachtet, über der 99 % der Wurzelbiomasse eines Ökosystems existieren – im Durchschnitt etwa 8 Zentimeter (oder 5 % der Bodentiefe) geringer ist, als sie es ohne menschliche Veränderung wäre. Dieser Verlust entspricht etwa 11,6 Millionen Kubikmetern durchwurzelter Erde. Die Studie prognostiziert auf der Grundlage von Projektionen des Weltklimarats für anhaltende Landnutzungsänderungen in einem Hochemissionsszenario, dass das Verlustvolumen bis 2100 bei einer globalen Abflachung bis zu 43,5 Millionen Kubikmeter Wurzelboden betragen könnte von etwa 30 Zentimetern. Buschland in Nordafrika, dem Nahen Osten, Asien und Australien wird wahrscheinlich am stärksten seicht werden, wenn es in krautiges Grasland oder landwirtschaftliche und pastorale Gebiete übergeht.
„Besonders auffällig ist für mich der Volumenverlust“, sagt Studienleiterin Emma Hauser. „Das stellt eine Menge unterirdischen Raum dar, der nicht mehr die gleichen Kohlenstoff- und Wasserspeicherprozesse durchführt wie zuvor.“
Die Autoren schreiben, dass es „unzählige denkbare Folgen“ geringerer globaler Wurzeltiefen gibt, darunter eine langsamere oder geringere Bodenbildung und eine verringerte Nährstoffverfügbarkeit. Das Verständnis des Ausmaßes potenzieller Auswirkungen, so sagen sie, erfordert weitere Untersuchungen.
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Emma Hauser et al, Verschiebungen der Wurzeltiefen auf globaler Ebene aufgrund von Landbedeckungsänderungen im Anthropozän stellen ungeprüfte Konsequenzen für das Funktionieren kritischer Zonen dar, Die Zukunft der Erde (2022). DOI: 10.1029/2022EF002897
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, neu veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte hier.