Luftverschmutzung stört Stickstoffzyklus der Tropenwälder
Anthropogene Aktivitäten bringen die Regenwälder durcheinander, indem sie ihren Stickstoffkreislauf stören, so neue internationale Forschungen. Diese Erkenntnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht und sind der erste Beweis für die langfristige Wirkung der Stickstoffverschmutzung auf tropische Bäume. Wissenschaftler aus Österreich, Kanada, Deutschland und Panama führten ihre Arbeit an zwei abgelegten Global Earth Observatory Standorten des Smithsonian Institutes in Panama und Thailand durch. "Die Luftverschmutzung düngt tropische Regenwälder mit einem der wichtigsten Nährstoffe für das Wachstum", erklärt der Co-Autor S. Joseph Wright vom Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. "Wir haben den Stickstoffgehalt in getrockneten Blättern aus dem Jahre 1968 mit dem in Proben aus dem Jahr 2007 verglichen. Sowohl die Stickstoffkonzentration, als auch das Verhältnis von schweren zu leichten Stickstoff-Isotopen ist in den letzten 40 Jahren gestiegen, wie auch schon in einem anderen Experiment geschehen, als wir den Waldboden düngten." Hohe Temperaturen und Druck tragen zur Stickstoffbildung bei; in seiner elementaren Form ist er farb-, geschmacks- und geruchslos und reagiert nicht einfach mit anderen Substanzen. Über 75% des Stickstoffs befindet sich in der Luft und er ist einen essentieller Bestandteil von Eiweiß. Stickstoff verändert sich und wird "aktiv", wenn bestimmte Bakterien Pflanzenwurzeln besiedeln, Stickstoff aus der Luft ziehen und es in eine Form bringen, die sie für das Wachstum benötigen. Benötigen die Bakterien den Stickstoff nicht mehr, nimmt die Pflanze das Gas auf, das auch von Tieren genutzt werden kann. Wir verwenden den Haber-Prozess zur Fixierung des Stickstoffs . Dieser Prozess wandelt Stickstoffgas in Ammoniak um, das häufig in Düngemitteln enthalten ist. Nach Ansicht von Experten hat die Stickstofffixierung durch Menschen die Menge des emittierten reaktiven Stickstoffs um rund 100% erhöht. Laut den Forschern kommt Stickstoff in zwei Formen oder Isotopen vor, Atome, die dieselbe Anzahl von Protonen haben, jedoch unterschiedlich viele Neutrone. Beim Stickstoff sind die Isotope 14N und 15N, jedoch nur 1 von 300 Stickstoffatomen ist die schwerere Form. Leichter Stickstoff geht durch Nitratauswaschung verloren und kann in Form von Gasen wie N2 oder bestimmten Formen von nitrosen Oxiden oder "Noxiden" erheblich zum Treibhauseffekt beitragen. In der Fertilisationsstudie in Panama waren die N20-Emissionen dreimal höher. "Baumringe bieten eine praktische Zeitleiste zur Messung von Veränderungen des Stickstoffgehalts im Holz", erklärt Peter Hietz vom Institut für Botanik an der Universität für natürliche Ressourcen und Lebenswissenschaften in Wien, Österreich. "Wir fanden heraus, dass es in den letzten 100 Jahren einen Anstieg der schweren Form von Stickstoff im Vergleich zur leichteren Form gab, woraus wir schließen, dass mehr Stickstoff in dieses System eindringt und auch mehr entweicht. Dieselben Ergebnisse bekamen wir in einer früheren Studie von Jahresringen im brasilianischen Regenwald. Es sieht so aus, dass von Menschen fixierter Stickstoff mittlerweile einige der am weitesten abgelegenen Gegenden der Welt beeinflusst." Co-Autor Ben Turner vom Smithsonian Tropical Research Institute in Panama über die Ergebnisse der Studie: "Die Ergebnisse haben einige wichtige Auswirkungen. Die offensichtlichste Auswirkung betrifft die Bäume der Hülsenfrüchtler (Fabaceae), eine der Hauptgruppen in den Regenwäldern, die ihren eigenen Stickstoff in Verbindung mit Bakterien im Erdreich fixieren. Durch den vermehrten Stickstoff von außen könnten sie ihren Wettbewerbsvorteil verlieren und weniger häufig werden, wodurch sich die Zusammensetzung der Baumbestände verändert. Es gibt auch Auswirkungen auf die Modelle der globalen Veränderung, die die Verfügbarkeit von Stickstoff neuerdings als Faktor, der die Reaktion von Pflanzen auf die steigenden Kohlenstoffdioxidkonzentrationen in der Atmosphäre beeinflusst, einbeziehen." Nach Ansicht der Forscher haben die Jahre der atmosphärischen Stickstoffablagerungen zu einigen Veränderungen in den Pflanzen und der Erde der gemäßigten Wälder in Europa und den Vereinigten Staaten geführt. Die Frage ist nun, ob die Tropenwälder dasselbe Schicksal erleiden werden.Weitere Informationen finden Sie unter: Smithsonian Tropical Research Institute: http://www.stri.si.edu/ Science: http://www.sciencemag.org/
Länder
Österreich, Kanada, Deutschland, Panama
