11/11/2011 - Verschmutzung unterbricht den Stickstoffkreislauf der tropischen Wälder

Menéame

Die internationale Forschung hat ergeben, daß menschliche Aktivitäten in tropischen Wäldern durch die Veränderung des normalen Stickstoffkreislaufs verheerend wirken. Die in Science veröffentlichten Entdeckungen liefern die ersten Langzeit-Wirkungstests durch Stickstoffkontamination in tropischen Bäumen. Wissenschaftler aus Österreich, Kanada, Deutschland und Panama arbeiteten an zwei abgelegenen Standorten des Globalen Erdbeobachtungs-Observatoriums des Smithsonian Institute in Panama und Thailand.

Die Luftverschmutzung befruchtet die Wälder mit einem der wichtigsten Nährstoffe für das Wachstum der Luftverschmutzung, sagte S. Joseph Wright vom Smithsonian Institute of Tropical Research in Panama. Wir verglich den Stickstoff, der Blätter von trockenen Exemplaren enthielt, die 1968 mit dem von Blattproben 2007 gesammelt wurden. Die Konzentration an folirem Stickstoff und der Anteil an schweren und leichten Stickstoffisotopen ist in den letzten 40 Jahren ebenso gestiegen wie in einem früheren Versuch, bei dem der Boden des Waldes ausgeliefert wurde.

Stickstoff entsteht im Inneren der Sterne durch hohe Temperatur und Druck. Unter normalen Umständen ist es farblos, geschmacklos und geruchlos und wenig anfällig für eine Reaktion auf andere Substanzen. In der Atmosphäre schwimmt mehr als 75 Prozent des Stickstoffs, der auch ein wesentlicher Bestandteil der Proteine ist.

Eine der Veränderungen, die Stickstoff saugen, wird durch bestimmte Pflanzenwurzeln-Kolonisationsbakterien verursacht, die Stickstoff aus der Atmosphäre entnehmen und diese in eine nützliche Form für das Pflanzenwachstum verwandeln oder fixieren. Wenn Bakterien nicht mehr Stickstoff benötigen, absorbiert ihn die Pflanze, und dann an die Tiere.

Die Stickstoffbindung wird durch das Haber-Verfahren definiert, bei dem gasförmiger Stickstoff in Ammoniak umgewandelt wird, eine gemeinsame Zutat in Düngemitteln. Die künstlichen Stickstoffbindungen haben die Emissionen von reaktivem Stickstoff um 100 Prozent erhöht.

Nach Angaben der Forscher hat Stickstoff zwei Formen oder Isotope, Atome mit der gleichen Menge Protonen, aber keine Neutronen. Diese Stickstoffisotope sind 14N und 15N, aber nur eines von 300 Stickstoffatomen hat die zweithäufigste, schwerste Form. Leichter Stickstoff wird durch Nitratausdünnung und Vergasung in Form von N2 sowie in verschiedenen Formen von Stickstoffoxiden oder Helicobacteroxiden verloren, von denen einige sehr intensive Treibhausgase sein können. In der panamaischen Düngestudie wurden dreimal mehr als normale N2O-Emissionen entdeckt.

Die jährlichen Baumringe dienen als chronologischer Leitfaden für die Messung der Veränderungen des Stickstoffgehalts von Holz-Halbleitern, sagte Peter Hietz vom Institut für Botanik an der Universität für Naturressourcen und Biowissenschaften in Wien. Im letzten Jahrhundert erhöhte sich der Anteil der schwersten Stickstoffform an der leichteren, was uns zeigt, dass mehr Stickstoff in dieses System eingeführt wird und mehr Verluste. Wir haben auch das gleiche Ergebnis in einer früheren jährlichen Ringstudie in den brasilianischen Dschungeln, so dass es scheint, dass der von Menschen eingestellte Stickstoff bereits einige der entlegensten Gebiete der Welt betrifft.

Ben Turner vom Smithsonian Institute of Tropical Research in Panama und Mitautor der Studie sagte: "Die Ergebnisse bringen eine Reihe wichtiger Auswirkungen mit sich. Das offensichtlichste Phänomen ist die Baumart der Leguminosenfamilie (Fabaceae), eine wichtige Gruppe tropischer Wälder, die dank einer Verbindung mit Bodenbakterien ihren eigenen Stickstoff festsetzt. Die Zunahme des Stickstoffs von außen könnte ihnen ihren Wettbewerbsvorteil nehmen, ihre Häufigkeit verringern und sogar die Zusammensetzung der Baumgemeinschaften verändern. Es gibt auch Auswirkungen auf Modelle der globalen Veränderung, die beginnen, die Verfügbarkeit von Stickstoff als Faktor zur Änderung der Reaktion der Pflanzen auf eine höhere Konzentration von atmosphärischem Kohlendioxid zu berücksichtigen.

Die Forscher behaupteten, dass die Deposition dieses Stickstoffs zu vielen Veränderungen in den Waldpflanzen und -böden in gemäßigten Klimazonen in Europa und den Vereinigten Staaten geführt habe. Jetzt ist die Frage, ob die tropischen Wälder dasselbe Schicksal erleiden werden.

Weitere Informationen sind abrufbar unter:

Smithsonian Institute of Tropical Research:  http://www.stri.si.edu/

Science:  http://www.sciencemag.org/

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