// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Antarktis-Tundra absorbiert dank erholter Ozonschicht weniger CO₂
Die Erholung der Ozonschicht verringert die UV-Strahlung über der Antarktis. Ein Feldversuch auf Ardley Island zeigt nun einen unerwarteten Nebeneffekt. Bei künstlich um 20 beziehungsweise 50 Prozent verringerter UV-Strahlung nahm die Tundra deutlich weniger Kohlendioxid auf. Je nach Standort wirkten dabei schwächere Photosynthese oder stärkere Ökosystematmung.
Peking (China). Die stratosphärische Ozonschicht hält einen großen Teil der schädlichen ultravioletten Strahlung von der Erdoberfläche ab. Seit ozonabbauende Stoffe durch das Montrealer Protokoll stark zurückgedrängt wurden, erholt sich die Ozonschicht allmählich. Über der Antarktis werden Werte wie vor 1980 nach heutiger Einschätzung erst um 2066 erwartet.
Für die antarktische Tundra bedeutet weniger UV-Strahlung jedoch nicht zwangsläufig nur Entlastung. Moose und Flechten sind dort an eine Umwelt mit ungewöhnlich starker UV-Belastung angepasst. Wie sich eine sinkende Strahlungsdosis auf ihre Kohlenstoffbilanz auswirkt, war bislang nur unzureichend geklärt.
Forscher des Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (IAP) um Prof. Xiyan Xu haben deshalb auf Ardley Island in der Westantarktis Feldversuche über drei antarktische Sommer durchgeführt. Mit Filtern senkten sie die UV-Strahlung an Tundraflächen um rund 20 beziehungsweise 50 Prozent und bestimmten den Austausch von Kohlendioxid, die Photosynthese und die Atmung des Ökosystems.
Schon die kleinere UV-Absenkung schwächte die untersuchte Kohlenstoffsenke um etwa die Hälfte. Bei einer Verringerung um 50 Prozent nahm ihre Senkenleistung um rund 80 Prozent ab. Die Brutto-Primärproduktion, also die gesamte Kohlenstoffaufnahme durch Photosynthese, sank unter der stärkeren UV-Reduktion im Mittel um 57 Prozent.
„Man könnte erwarten, dass weniger ultraviolette Strahlung einfach vorteilhaft ist, aber die antarktische Tundra reagiert nicht auf so einfache Weise. In diesem empfindlichen Ökosystem können Veränderungen der ultravioletten Strahlung gleichzeitig die Photosynthese der Pflanzen, den mikrobiellen Abbau und die gesamte Kohlenstoffbilanz beeinflussen“, erklärt Prof. Xiyan Xu.
Entscheidend war, dass die beiden untersuchten Tundraflächen auf unterschiedlichen Wegen Kohlenstoff verloren. In der westlichen Niederung, die nur wenig von Meerestieren beeinflusst ist, ging vor allem die Photosynthese zurück. Die Autoren vermuten, dass die an hohe UV-Dosen angepassten Moose und Flechten ihre Schutz- und Lichtnutzungsprozesse bei geringerer Bestrahlung verändern.
In der östlichen Niederung nahe einer Pinguinkolonie blieb die Photosynthese dagegen vergleichsweise stabil. Dort stieg vor allem die Atmung des Ökosystems. Der Kot der Tiere liefert dem Boden organischen Kohlenstoff und Stickstoff, wodurch Mikroorganismen mehr Nährstoffe vorfinden. Geringerer UV-Stress könnte deren Aktivität steigern und dadurch den mikrobiellen Abbau beschleunigen.
„Von Pinguinen stammende Nährstoffe machen diese Tundraböden biologisch aktiv. Bei geringerer ultravioletter Strahlung kann diese nährstoffreiche Umgebung den Kohlenstoffverlust durch die Atmung des Ökosystems verstärken“, sagt Dr. Tao Bao vom Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (IAP).
Die Ergebnisse bedeuten nicht, dass die Erholung der Ozonschicht den antarktischen Kohlenstoffhaushalt insgesamt verschlechtert. Untersucht wurden wenige Tundraflächen auf einer einzelnen Insel, und die Forscher haben die UV-Strahlung experimentell reduziert. Wie stark sich der Mechanismus im Zuge der tatsächlichen Ozonerholung auf anderen Standorten ausprägt, lässt sich daraus noch nicht ableiten.