Peking. Ein früheres Ergrünen der Pflanzen im Frühling hat vielerorts trockenere Böden im anschließenden Sommer zur Folge. Das halten Forscher nach der Auswertung von Satellitendaten und Modellrechnungen für erwiesen. Der Effekt werde im Zuge des Klimawandels regional zu häufigeren und stärkeren Hitzewellen führen und die Verfügbarkeit von Wasser vermindern, erläutern sie im Fachmagazin „Science Advances“. Es sei damit zu rechnen, dass infolge verstärkter Sommertrockenheit vermehrt Bäume absterben, bestätigt Fred Hattermann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), der nicht an der Arbeit beteiligt war. Im vergangenen Sommer habe es etwa nicht nur bei der Fichte große Schäden gegeben, sondern auch bei anderen Bäumen wie der Eiche, die bei starker Austrocknung ganze Äste verliere.

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Pflanzen und Bäume treiben den Forschern nach früher aus als vor Jahrzehnten

Beobachtungen zeigten, dass Bäume und andere Pflanzen inzwischen deutlich früher austrieben als noch vor Jahrzehnten, so die Forscher in „Science Advances“. Das verlängere die Zeitspanne, in der sie Kohlenstoff aus der Luft aufnehmen und wachsen. Damit steige auch die Wasseraufnahme. Bäume verlören aber das meiste aus dem Boden aufgenommene Wasser wieder – über winzige Poren in ihren Blättern. Dieser Prozess laufe umso länger ab, je früher im Jahr neue Blätter austreiben.

Studie zeigt Wasserdefizite im Boden

Bisher sei nicht sicher, ob durch den austretenden Wasserdampf zusätzlich entstehender Niederschlag und andere Effekte den Verlust im Boden möglicherweise kompensieren könnten. Dafür werteten die Forscher um Shilong Piao von der Universität Peking von verschiedenen Satelliten gesammelte Daten der Jahre 1982 bis 2011 von der nördlichen Erdhalbkugel aus. Zusätzlich wurden Klima-Modellrechnungen einbezogen.

Demnach gibt es keinen kompletten Ausgleich, sondern es entsteht ein Wasserdefizit im Boden, das bis in den Sommer bestehen bleibt. Das wiederum hat Auswirkungen auf eine andere Rückkopplung: Bei Hitze verdunstet viel Wasser aus dem Boden, was wiederum einen kühlenden Effekt hat. Mit weniger Wasser im Boden fällt dieser Kühleffekt geringer aus – mit mehr und heftigeren Hitzewellen als Folge. Dies wiederum könnte unter anderem zu vermindertem Wachstum von Pflanzen im Sommer führen.

Folge: Eine stärkere Austrocknung der Böden – auch in Deutschland

Tatsächlich sei dieses Phänomen zum Beispiel in weiten Teilen Deutschlands schon länger zu beobachten, sagt Hattermann. Höhere Temperaturen führten zu mehr Verdunstung, solange genug Boden-, Grund- und Oberflächenwasser zur Verfügung stehe. Falls dies nicht durch eine Zunahme der Niederschläge kompensiert werde, sei insbesondere zum Ende der Vegetationsperiode eine stärkere Austrocknung der Böden die Folge. „Und tatsächlich gibt es in Deutschland in den letzten Jahrzehnten in weiten Teilen Ostdeutschlands, aber auch West- und Süddeutschlands die Tendenz, dass die Böden am Ende des Sommers weniger pflanzenverfügbares Wasser speichern.“

Ein Diagramm zeigt die Folgen der früher ergrünenden Pflanzen und Bäume.

© Quelle: Xu Lian/dpa

Vegetationsfreie Zeit verkürzt sich aufgrund der globalen Erwärmung

Normalerweise füllten sich die Boden- und Grundwasserspeicher über die vegetationsfreie Zeit wieder auf – bei uns also im Winter. „Diese Periode verkürzt sich aber aufgrund der globalen Erwärmung“, erklärt Hattermann. Es gebe gebietsweise auch abmildernde, der Sommertrockenheit entgegenwirkende Effekte, etwa in Teilen West- und Nordeuropas. In diesen Regionen nehmen die Niederschläge demnach zu, weil das Wetter dort wesentlich durch Westwinde bestimmt wird. „Durch die höheren Temperaturen verdunstet mehr Wasser über dem Atlantik, welches dann in Westeuropa abregnet.“

Auch in Europa führt die verstärkte Trockenheit zu Problemen

In Ost- und Südeuropa dagegen nehmen Hattermann zufolge in vielen Regionen die jährlichen Niederschläge ab. Probleme infolge verstärkter Trockenheit seien vor allem in Europa, Ost- und Westasien sowie dem Osten Nordamerikas zu erwarten, berichten die Forscher in „Science Advances“, und dort vor allem in Gebieten, in denen es schon jetzt im Sommer häufig an Wasser mangle. Sibirien hingegen werde der Berechnung zufolge im Mittel feuchter, unter anderem, weil dorthin im Frühjahr über die Atmosphäre zusätzliches Wasser mit Winden aus Europa gelange.

Weitere Analysen müssten die Ergebnisse aber noch bestätigen, betonen die Forscher. Sie geben zudem zu bedenken, dass die gefundenen Zusammenhänge für natürlich wachsende Pflanzen gelten – bei Feldfrüchten, die gezielt zu einem bestimmten Zeitpunkt angepflanzt und bewässert werden, seien die Mechanismen andere.

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Haben ein früheres Ergrünen und eine lange Vegetationsperiode positive Effekte?

Der positivste Effekt des früheren Ergrünens sei wahrscheinlich, dass durch die Verlängerung der Vegetationsperiode in kühleren Regionen die Ausdehnung des Wintergetreideanbaus oder aber zum Beispiel in Deutschland der Anbau von zwei Kulturen in einer Vegetationsperiode möglich werde, so PIK-Klimaforscher Hattermann. Dadurch steige dann aber wiederum der Wasserbedarf der Pflanzen.

Sein Fazit: „Wir gehen davon aus, dass sich diese Tendenz zu trockeneren Böden im Sommer in unseren Breiten jedenfalls dort, wo nicht deutlich mehr Niederschläge fallen werden, noch verschärfen wird.“

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