Zelluloseanalysen in Torfkernen, die von kooperierenden Wissenschaftlern auf fünf Kontinenten gesammelt wurden, weisen darauf hin Eine durch Kohlendioxid getriebene Steigerung der Photosynthese von Moosen ist stark vom Grundwasserspiegel abhängig, was die Artenzusammensetzung von Torfmoosgemeinschaften verändern kann. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, vorherzusagen, wie Moore auf einen sich ändernden Klimawandel reagieren werden. Das Verständnis von Mooren ist von entscheidender Bedeutung, da sie zwar nur drei Prozent der globalen Landoberfläche bedecken, aber ein Drittel des globalen Bodenkohlenstoffs speichern.

Henrik Serk und Kollegen aus fünf Kontinenten untersuchten die Reaktion des Verhältnisses von Photorespiration zu Photosynthese in Torfmoos Moose zu steigendem Kohlendioxid im 20. Jahrhundert. Mit Wasser entzieht die Photosynthese Kohlendioxid aus der Luft und fixiert es in Pflanzen. Neben der Photosynthese gibt es jedoch noch einen anderen Prozess, Photorespiration. Dieser Prozess tritt auf, wenn Rubisco, ein Enzym, das Kohlendioxid aufnimmt, Sauerstoff aufnimmt und in Kohlendioxid umwandelt. „Die Photorespiration ist entscheidend für die Kohlenstoffbilanz von Pflanzen, da sie die Effizienz der Photosynthese um bis zu 35 Prozent verringert und durch steigendes CO2 unterdrückt, aber durch steigende Temperatur beschleunigt wird“, sagt der Autor Jürgen Schleucher, Professor an der Universität Umeå, Schweden. in einer Pressemitteilung.

Für die Studie sammelten die Forscher Torfkerne von zehn Standorten weltweit. Sie verwendeten Kernspinresonanzspektroskopie, um die Verteilungen des stabilen Wasserstoffisotops Deuterium in Zellulose von modernen und jahrhundertealten Torfmoosen zu vergleichen. Dies ermöglichte es ihnen, Veränderungen der photosynthetischen Effizienz während des 20. Jahrhunderts zu rekonstruieren, indem sie den Einfluss der Photorespiration abschätzten.

Die Analyse ergab, dass die Zunahme des Kohlendioxids im letzten Jahrhundert die Photorespiration verringert hat, was wahrscheinlich die Kohlenstoffspeicherung in Mooren bis heute erhöht und den Klimawandel gedämpft hat. Die Erhöhung des atmosphärischen Kohlendioxids reduzierte die Photorespiration in Torfgebieten jedoch nur bei mittleren Wasserständen, nicht jedoch bei zu nassen oder zu trockenen Bedingungen. nicht wie Gefäßpflanzen, Moose können kein Wasser transportieren, daher steuert der Grundwasserspiegel ihren Feuchtigkeitsgehalt und beeinflusst ihre photosynthetische Leistung. Daher können Modelle, die auf den physiologischen Reaktionen von Gefäßpflanzen basieren, nicht angewendet werden.

Die Bedeutung des Grundwasserspiegels kann erhebliche Auswirkungen auf die Artenzusammensetzung von Mooren haben, da nur Moose, die in mittlerer Entfernung vom Grundwasserspiegel wachsen, von der höheren atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration profitieren. Änderungen des Niederschlags könnten einen massiven Einfluss auf die Fähigkeit von Torfmoosen haben, Kohlenstoff zu speichern, wenn der Grundwasserspiegel steigt oder fällt.

„Um ein klareres Bild von der Bedeutung der Photorespiration für Torfmoose und die Anreicherung von Torfkohlenstoff zu erhalten, besteht der nächste Schritt darin, unsere Daten in maßgeschneiderte Photosynthesemodelle zu übertragen, um die globalen Kohlenstoffflüsse in Torfgebieten abzuschätzen. Zukünftige CO2-Werte, Temperaturanstiege, Änderungen der Niederschläge und Grundwasserspiegel müssen alle berücksichtigt werden, um das Schicksal von Mooren in einem sich ändernden Klima vorherzusagen“, sagt Jürgen Schleucher.

FORSCHUNGSARTIKEL

Serk, H., Nilsson, MB, Bohlin, E., Ehlers, I., Wieloch, T., Olid, C., Grover, S., Kalbitz, K., Limpens, J., Moore, T., Münchberger , W., Talbot, J., Wang, X., Knorr, K.-H., Pancotto, V. und Schleucher, J. (2021) „Global CO2 fertilization of Torfmoos Torfmoose durch Unterdrückung der Photorespiration im XNUMX. Wissenschaftliche Berichte. https://doi.org/10.1038/s41598-021-02953-1

Aktualisiert am 18. Januar 2022 mit einem weniger zweideutigen Bild von Torfmoos Moos.