Die segensreiche Wirkung von CO2 auf Pflanzen - Teil 1

Die segensreiche Wirkung von CO2 auf Pflanzen - Teil 1

Der steigende Gehalt an Kohlendioxid in der Luft lässt die Welt ergrünen und führt zu grösseren Erträgen in der Landwirtschaft.

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von Alex Reichmuth am 26.4.2021, 04:00 Uhr
Bild: Shutterstock
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In der öffentlichen Meinung ist es eine ausgemachte Sache: Die steigende Konzentration an CO2 in der Atmosphäre infolge der Verbrennung fossiler Brennstoffe stellt eine der grössten Bedrohungen der menschlichen Zivilisation dar. Denn Kohlendioxid gilt als Hauptverursacher der Erderwärmung. Das geruch- und farblose Gas wird darum als Schadstoff geschmäht und da und dort gar auf die gleiche Stufe wie Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid oder Feinstaub gestellt. Doch Kohlendioxid ist nicht nicht nur völlig unschädlich für den Menschen, sondern gar ein wichtiger Baustein für das Wachstum von Pflanzen. Es ist ein Gas des Lebens.
Denn aus CO2 gewinnen Pflanzen mittels Photosynthese Kohlenstoff, aus dem ihre Blätter, Blüten, Stengel und Stämme gemacht sind. Je höher der Gehalt an Kohlendioxid in der Luft ist, desto besser gedeihen Pflanzen. Das Gas hat einen Düngeeffekt. Darum ist der steigende CO2-Gehalt der Luft ein Segen für die Pflanzenwelt.
Das führt dazu, dass die Erde in den letzten Jahrzehnten bereits viel grüner geworden ist. Vor fünf Jahren haben 32 Wissenschaftler der Universitäten Boston und Peking mittels Satellitenaufnahmen nachgewiesen, dass die Vegetation unseres Planeten zwischen 1982 und 2009 deutlich zugenommen hat - und zwar über alle Kontinente hinweg und unabhängig der Klimazonen. Die in der Fachzeitschrift Nature Climate Change publizierte Arbeit kam zum Schluss, dass die Zunahme der Vegetation in diesen 27 Jahren einem zusätzlichen grünen Kontinent von der doppelten Fläche der USA entspricht.

CO2 Hauptursache für das Ergrünen

Und laut den Studienautoren ist dieses Ergrünen der Erde zu 70 Prozent auf die höhere CO2-Konzentration in der Luft zurückzuführen. Andere Ursachen, wie der höhere Stickstoffeintrag in der Atmosphäre, die höheren Temperaturen oder Veränderungen in der Landnutzung, haben nur untergeordnete Bedeutung. Wiesen und Wälder sind also auf Kosten der Wüsten auf dem Vormarsch - dank dem, dass die Menschen so viel Kohlendioxid in die Luft gelassen haben.
«Pflanzen lieben höhere CO2-Konzentrationen. CO2 ist die Voraussetzung von Leben», schreiben Fritz Vahrenholt und Sebastian Lüning in ihrem Buch «Unerwünschte Wahrheiten - Was Sie über den Klimawandel wissen sollten». Der Düngeeffekt von CO2 wirkt sich ganz direkt auch in der Landwirtschaft aus. Tausende von Feld- und Laborversuche zeigen, dass das zusätzliche Kohlendioxid in der Luft zu grösseren Ernten führt.
Das Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change, eine wissenschaftliche Institution in den USA zur Erforschung der Wirkung von CO2, hat solche Versuchsergebnisse zusammengetragen. Heute beträgt die Konzentration von Kohlendioxid in der Luft rund 410 Parts per Million (ppm): Auf eine Million Luftmoleküle kommen 410 CO2-Moleküle. Ein Anstieg um 300 ppm - soviel wird es bis Ende dieses Jahrhunderts verglichen mit der vorindustriellen Zeit etwa sein - vergrössert die Produktivität von Pflanzen laut dem Center um durchschnittlich etwa ein Drittel. Der Ertrag bei Getreide wie Weizen oder Reis steigt dabei um 43 Prozent, bei Früchten und Melonen um 24 Prozent, bei Gemüse um 44 Prozent und bei Hülsenfrüchten wie Erbsen und Bohnen um 37 Prozent.

Ein Nutzen von 3,2 Billionen Dollar

Man kann abschätzen, dass wegen der bereits erfolgten Erhöhung der CO2-Konzentration von 280 ppm in vorindustrialisierten Zeiten auf heute 410 ppm die Ernten in der Landwirtschaft bereits um etwa 15 Prozent grösser ausfallen. Das vielgeschmähte «Klimagift» CO2 erweise sich als grosses Glück, um den Hunger in der Welt zu vermeiden, schreiben die Buchautoren Vahrenholt und Lüning. «Wer sagt es den Schülerinnen und Schülern von ‘Fridays for Future’, dass wir ohne den CO2-Anstieg ganz gewiss zu wenig Nahrungsmittel hätten, um die Welt satt zu machen?»
Der Nutzen des zusätzlichen CO2 in der Landwirtschaft lässt sich auch ökonomisch abschätzen. So summiert das Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change diesen Nutzen für die Jahre 1961 bis 2011 auf nicht weniger als 3,2 Billionen Dollar. Für die Zeit bis 2050 beziffert das Center die Vorteile der weiter steigenden CO2-Konzentration auf sogar 9,8 Billionen Dollar (Stand 2020).
Dieser Nutzen für die Landwirtschaft könnte noch vergrössert werden, wenn bewusst Sorten angebaut werden, die besonders stark auf mehr Kohlendioxid in der Luft reagieren. So veröffentlichten Forscher aus Sri Lanka 2007 die Resultate eines Experiments mit 16 verschiedenen Typen von Reis in der Zeitschrift Journal of Agronomy and Crop Science. Sie hatten beobachtet, dass diese Reisvarianten sehr unterschiedlich auf eine Erhöhung des CO2-Gehalts um 300 ppm reagierten: Die schwächste Reaktion war eine Erntesteigerung um sechs Prozent, die stärkste jedoch um satte 263 Prozent. Leider sei die Forschung zu solchen Aspekten noch nicht sehr weit fortgeschritten, bilanziert das Center, «weil viel zu oft CO2 als Schadstoff statt als wertvoller Luftdünger betrachtet wird».
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