Wirkung von Kohlendioxid und Ozon auf Pflanzen (einfach)

Wirkung von Kohlendioxid

Übersicht über die Folgen einer höheren CO₂-Konzentration der Atmosphäre auf Pflanzen

Die Erhöhung der Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre zieht nicht nur negative Folgen in Form einer unnatürlichen Erhöhung der globalen Temperaturen nach sich. Auch positive Effekte auf das Pflanzenwachstum sind zu beobachten, da Kohlenstoffdioxid einen Ausgangsstoff für die Photosynthese darstellt. Je mehr von diesem Stoff also in der Atmosphäre vorhanden ist, desto schneller und kraftvoller wachsen die Pflanzen auf der Erde. Einige Pflanzen nutzen die derzeitige CO₂-Konzentration bereits so effektiv, dass eine Erhöhung durch den menschlichen Treibhausgasausstoß nur eine geringe Leistungssteigerung nach sich zieht. Für die meisten Pflanzen jedoch bringt eine Verdopplung der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre eine Erhöhung der Erträge um etwa 20 %. Dieser Zusammenhang wird in vielen Gewächshäusern genutzt in denen die Luft speziell mit CO₂ angereichert wird.

Um Kohlenstoffdioxid aufzunehmen, müssen die Spaltöffnungen der Pflanzenblätter geöffnet sein. Dabei verdunstet Wasser aus dem Blattinneren. Durch die Verdunstung kühlt sich die Pflanze ab. Durch die höhere CO₂-Konzentration auf der Erde verläuft die Aufnahme in die Pflanze effektiver. Die Spaltöffnungen müssen also nicht mehr so lange geöffnet bleiben, um die gleiche Menge CO₂ aufzunehmen. Zum Einen verdunstet dadurch weniger wertvolles Wasser aus der Pflanze, zum Anderen gibt es weniger Kühlung durch Verdunstung. Dies kann in besonders heißen Klimazonen allerdings problematisch sein.

Unerwünscht ist auch die verändernde Wirkung der erhöhten CO₂-Konzentration auf die chemische Zusammensetzung der Pflanze. Der Stickstoffgehalt verringert sich, was die Backqualität von Weizen und die Futterqualität von Klee herabsetzt. Auch der Eiweißgehalt einiger Getreidesorten und damit deren Nährwert verringern sich mit höherer Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre. Trotz dieses Wissens ist es schwer, die genauen Auswirkungen der Zunahme der Konzentration dieses Treibhausgases in der Atmosphäre auf Pflanzen vorherzusagen. Neuere Freilandversuche zeigten nämlich andere Ergebnisse als die früher angewendeten Gewächshausversuche. Danach fallen die positiven Auswirkungen des Kohlenstoffdioxidanstiegs, wie ein erhöhtes Pflanzenwachstum, weit weniger stark aus als zunächst angenommen.

Wirkung von Ozon

Auch die Ozonkonzentration in der untersten Atmosphärenschicht hat durch den Menschen in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Ozon wird auch über die Spaltöffnungen in die Pflanzen aufgenommen, hat dort jedoch, wie im menschlichen Körper, eine schädigende Wirkung. Es reduziert die Photosyntheseleistung und beschleunigt die Blattalterung. Die Pflanze wird außerdem anfälliger für Stressfaktoren wie z.B. den Angriff von Krankheitserregern. Außerdem soll die erhöhte Ozonkonzentration, genauso wie Kohlenstoffdioxid, die chemische Zusammensetzung der Pflanze beeinflussen. Weil Ozon lokal von vom Menschen ausgestoßenen Vorläuferprodukten gebildet wird, kommt es regional in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vor. Am Schädlichsten ist es aber nicht dort, wo es in den höchsten Konzentrationen vorkommt, sondern dort, wo die Spaltöffnungen der Pflanzen am weitesten und längsten geöffnet sind, also in feuchten Gebieten, wie Mittel- und Nordeuropa aber auch in wärmeren Gebieten mit starker künstlicher Bewässerung. Gegenwärtige Ozonwerte in der untersten Atmosphärenschicht liegen bei 40 bis 75 ppb und sollen Ertragseinbußen in der Landwirtschaft von bis zu 15% jährlich nach sich ziehen. Ein weiterer Konzentrationsanstieg von Ozon durch menschliche Emissionen wird auch diese Ertragseinbußen erhöhen. Insgesamt ist die Wirkung von Ozon auf Pflanzen jedoch noch zu ungenügend untersucht um sichere Prognosen treffen zu können.

Literatur

• Michaela Schaller und Hans-Joachim Weigel (2007): Analyse des Sachstands zu Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die deutsche Landwirtschaft und Maßnahmen zur Anpassung, Landbauforschung, Sonderheft 316