Wissenschaftler verwenden Satelliten, um die „Ergrünung“ der Erde inmitten des Klimawandels zu verfolgen

Joshua Grayjosh_gray@ncsu.edu

Laura Oleniacz, NC State News Servicesljolenia@ncsu.edu

Forscher der North Carolina State University verwendeten Satellitenbilder und Feldsensoren, um globale Veränderungen des Pflanzenblattwachstums aufgrund der globalen Erwärmung abzuschätzen. Forscher haben herausgefunden, dass Änderungen der „Grünheit“ oder der Menge an Blättern, die Pflanzen produzieren können, eine große Rolle bei der Menge an Kohlendioxid spielen, die Pflanzen einfangen und speichern.

"Während wir daran arbeiten, das zukünftige Klima vorherzusagen, lautet eine große Frage: Was wird mit der Vegetation passieren, einem der größten Kohlenstoffspeicher der Erde?" sagte Co-Autor der Studie Josh Gray, außerordentlicher Professor für Wald- und Umweltressourcen an der NC State. "Wir wissen, dass die Temperaturen steigen und die Vegetationsperiode an den meisten Orten länger sein wird, aber es gibt viele Unbekannte darüber, wie sich dies auf den Kohlenstoffkreislauf zwischen Pflanzen und der Atmosphäre auswirken wird. Neue Ergebnisse lassen uns zuversichtlicher sein, was diese Veränderungen bewirken werden." sein."

Zusätzlich zur Änderung des Zeitpunkts und der Länge der Jahreszeiten hat der Klimawandel laut Gray auch dazu geführt, dass in einigen Gebieten neue Pflanzen wachsen. Der Klimawandel könnte jedoch auch zu dem beitragen, was sie als „Bräunung“ bezeichnen. Darüber hinaus sagte Gray, dass höhere Temperaturen die Photosynthese von Pflanzen stören können. Eine wichtige unbeantwortete Frage für Klimawandelforscher ist, wie sich Änderungen in der Saisonlänge und „Ergrünung“ gegenüber „Bräunung“ auf die Menge an Kohlendioxid auswirken, die Pflanzen aus der Atmosphäre auf globaler Ebene aufnehmen. Dies ist besonders wichtig, da Kohlendioxid ein Treibhausgas ist, das zum globalen Klimawandel beiträgt.

"Ein früherer Frühling kann für die Pflanzenproduktivität gut sein, da die Kohlenstoffabsorption länger ist", sagte der Erstautor der Studie, Xiaojie Gao, ein Doktorand am Center for Analysis, North Carolina State Geospatial. „Ein längerer Herbst könnte die Situation jedoch verschlimmern. Im Herbst neigen Pflanzen dazu, Kohlenstoff abzugeben."

In der in Global Biogeochemical Cycles veröffentlichten Studie versuchten die Forscher, die Rolle der Länge der Vegetationsperiode sowie der Anzahl der von Pflanzen produzierten Blätter bei der Kohlenstoffaufnahme zu verstehen. Dazu verwendeten sie zwischen 2000 und 2014 Satellitenmessungen von Infrarotlicht, um die Biomasse von Pflanzenblättern zu messen. Pflanzen können Infrarotlicht nicht für die Photosynthese nutzen, also reflektieren sie es.

"Gesunde grüne Blätter sind wie Infrarotspiegel", sagte Grey. „Sie sehen also für Satelliten in diesen Wellenlängen wirklich ‚hell‘ aus. Mit ein paar Tricks können wir einen Index berechnen, der die Kombination aus der Helligkeit eines Ortes im infraroten und roten Wellenlängenbereich ist und der der Anzahl der Blätter an einem Ort entspricht ."

Außerdem verwendeten die Forscher Sensoren an Türmen im Feld, um den Austausch von Kohlendioxid zwischen Pflanzen und der Luft zu messen, um zu berechnen, wie viel Kohlenstoff Pflanzen jedes Jahr während der Photosynthese aus der Atmosphäre entfernen.

Sie fanden heraus, dass die Menge an Blattbiomasse oder die Menge an Blättern, die Pflanzen in einem Jahr produzieren, einen größeren Einfluss auf die Nettokohlenstoffaufnahme hat als Änderungen in der Länge der Vegetationsperiode.

„Es gibt Orte, an denen wir mehr Blätter haben als zuvor, besonders in höheren Breiten“, sagte Gray. "Es gibt auch Orte, an denen der Frühling früh und der Herbst spät kommen kann. Diese Veränderungen wirken sich alle auf die Menge der stattfindenden Photosynthese aus, aber die Menge der von Pflanzen produzierten Blätter ist enger mit der Aufnahme von Kohlenstoff verbunden als Änderungen in der Länge der Blätter Vegetationsperiode. Mit anderen Worten, wir fanden heraus, dass Ökologisierungstrends Pfund für Pfund wichtiger waren als eine Verlängerung der Vegetationsperiode für die Kohlenstoffaufnahme.“

Gray sagte, dass ihre Ergebnisse auch darauf hindeuten, dass Satellitenbilder ein nützliches Werkzeug sein könnten, um dabei zu helfen, Veränderungen im Pflanzenwachstum und Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf im Zuge des Klimawandels zu verfolgen. Darüber hinaus sollten ihre Erkenntnisse zukünftige Vorhersagen über die zukünftige Rolle von Pflanzen bei der Kohlenstoffbindung unterstützen.

"Wird die Vegetation auf der ganzen Welt produktiver werden? Dieser Teil des CO2-Budgets hat ziemlich große Fehlerbalken", sagte Gray. "Wir glauben, dass wir diese Informationen in Zukunft nutzen können, um sicherer zu sein, was diese Änderungen sind könnte so aussehen."

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