Tropenwälder liegen innerhalb kritischer Temperaturgrenzen

Es gibt gute Gründe zu der Annahme, dass keine zwei tropischen Wälder notwendigerweise die gleichen Baumkronentemperaturen aufweisen. Ebenso haben keine zwei Bäume in einem tropischen Wald notwendigerweise die gleichen Temperaturen im Blätterdach. Tatsächlich ist es nicht unbedingt wahr, dass jedes Blatt eines bestimmten Baumes die gleiche Temperatur hat.

Seit 150 Jahren wissen Wissenschaftler, dass ihre Photosynthesemaschinerie zusammenbricht, wenn Blätter eine bestimmte Temperatur erreichen, was bedeutet, dass sie Licht, Kohlendioxid und Wasser nicht mehr zu den Zuckern kombinieren können, die sie ernähren. Die Frage ist nun: Wie weit sind die Baumkronen der Tropenwälder davon entfernt, diese Grenzen zu erreichen?

Im Anschluss an die wärmsten Monate seit Beginn der Aufzeichnungen auf der Erde kommt eine neue Studie zu dem Ergebnis, dass die Baumkronen der Tropenwälder der Welt möglicherweise näher an kritischen Hochtemperaturschwellen liegen als bisher angenommen, diese gefährlichen Schwellenwerte jedoch durch mäßig ehrgeizige Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels vermieden werden können.

Die Studie „Tropische Wälder nähern sich kritischen Temperaturschwellen“ wurde am 24. August 2023 in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Forschung wurde von der National Aeronautics and Space Administration (NASA), dem Department of Education und finanziert Ausbildung – Australian Research Council (ARC) und Research Councils UK Natural Environment Research Council (NERC).

Chapman-Wissenschaftler und Kollegen haben geschätzt, dass die tropischen Wälder der Welt einem durch den Klimawandel verursachten Anstieg der Lufttemperatur um fast vier Grad Celsius standhalten können, bevor ein potenzieller Wendepunkt in der Photosynthesefunktion erreicht wird. Ein kleiner Prozentsatz tropischer Blätter erreicht oder überschreitet bereits Temperaturen, bei denen sie nicht mehr funktionieren können. Sie untersuchten Daten aus tropischen Wäldern auf der ganzen Welt, darunter aus der Karibik, Mittelamerika, Südamerika, Afrika, Australien und Südostasien.

Einer der beeindruckendsten Aspekte der Studie sind die Methoden zur Bestimmung der Blatttemperaturen im Blätterdach, die von Blatterwärmungsexperimenten im Blätterdach bis hin zu NASA-Wärmebildern reichten.

„Es ist bemerkenswert, dass wir die Temperatur der Tropenwälder der Welt von einem Instrument auf der Internationalen Raumstation aus beobachten können, die 400 km über der Erdoberfläche kreist und fast 29.000 km pro Stunde fliegt“, sagte Gregory Goldsmith, Ph.D., außerordentlicher Professor für Biowissenschaften am Chapman's Schmid College of Science and Technology. „Es ist ebenso bemerkenswert, sich die mühsamen Bemühungen vorzustellen, die Temperaturen einzelner Blätter im Blätterdach von Hand zu messen. Wir benötigen sowohl boden- als auch satellitengestützte Beobachtungen, um die Temperaturen tropischer Waldkronen zu verstehen.“

Im Amazonasgebiet herrschen bereits etwas höhere Temperaturen als im Kongobecken und es besteht ein größeres Risiko. „Während tropische Wälder in der Vergangenheit eine Erwärmung erlebt haben, sind die aktuellen Temperaturanstiege beispiellos“, sagte Goldsmith.

Wenn diese Höchsttemperaturen anhalten und der Klimawandel anhält, könnte das Absterben ganzer Baumkronen beginnen. Diese Ergebnisse haben schwerwiegende Auswirkungen, da tropische Wälder den größten Teil der Artenvielfalt der Welt beherbergen und wichtige Regulatoren unseres Klimas sind.

Goldsmith und Joshua Fisher, Ph.D., außerordentlicher Professor für Umweltwissenschaften und -politik und ebenfalls am Schmid College of Science and Technology der Chapman University, gehörten zum internationalen Team von 18 Wissenschaftlern, das von Dr. Christopher Doughty an der Northern geleitet wurde Universität von Arizona.

„In der Vergangenheit haben wir entweder einzelne Bäume untersucht, um Daten in kleinen Maßstäben zu sammeln, oder Satelliteninstrumente verwendet, um Daten in großen Maßstäben zu sammeln. Was fehlte, war eine Möglichkeit, Daten in kleinen Maßstäben über die gesamten Tropen zu sammeln“, sagte Fisher, der vor fünf Jahren als NASA-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) beim Start des Satelliten ECOSTRESS half, bevor er an die Fakultät der Chapman University wechselte. „Hier wenden wir uns der Satellitenfernerkundung zu. Mithilfe thermischer Infrarotsensoren konnten wir die Temperatur der Bäume direkt aus dem Weltraum mit unglaublich hoher Auflösung messen.“

Doch „die Ergebnisse deuten nicht darauf hin, dass das Erreichen eines Wendepunkts für tropische Wälder eine vollendete Tatsache ist“, sagte Goldsmith. „Wir haben immer noch die Möglichkeit, diese Orte zu schützen, die für die Kohlenstoffbindung, Wasser und Artenvielfalt so wichtig sind.“

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