Institute und Experten

Böden sind der größte terrestrische Speicher („Senke“) für Kohlenstoff und gleichzeitig eine der wichtigsten natürlichen Quellen für CO₂ in der Atmosphäre. Dadurch ist organische Bodensubstanz nicht nur für die Bodenfruchtbarkeit, sondern auch als Umschlagort von Treibhausgasen für den Klimawandel von Bedeutung. Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie wird untersucht, wie sensibel die Kohlenstoffflüsse im Boden auf Umweltänderungen reagieren und wie sich die Wechselbeziehungen zwischen Vegetation, Klima, Bodenorganismen und Bodeneigenschaften auf die Kohlenstoffspeicherung auswirken.

Die Erdatmosphäre ist ein komplexes System, in der eine Vielzahl physikalischer und chemischer Prozesse ablaufen. Um dieses System verstehen zu können, müssen verschiedenste Gase in sehr geringen Mengen gemessen werden. Dies bedeutet nicht nur den Einsatz verschiedenster Messgeräte. Um chemische Veränderungen der Atmosphäre nachvollziehen zu können, muss auch regelmäßig, langfristig und global gemessen werden. Das MPI für Chemie hat daher in Zusammenarbeit mit Lufthansa einen einzigartigen Messcontainer entwickelt, der monatlich als Luftfracht auf Langstreckenflügen Messungen durchführt.

Der Austausch von Stickstoffdioxid (NO₂) zwischen Vegetation und Atmosphäre wurde an insgesamt sechs Baumspezies unter kontrollierten Laborbedingungen und an zwei Spezies im Freiland untersucht. Die Aufnahme ist stark korreliert mit der stomatären Öffnungsweite (Leitfähigkeit) von Pflanzen. Bei Stomataschluss findet keine Deposition statt. Die Aufnahmeraten sind linear abhängig von der NO₂-Außenkonzentration. Die Ergebnisse sprechen gegen die Existenz eines Kompensationspunktes für natürliche Ökosysteme und für die eindeutige Rolle der Vegetation als Senke für dieses Spurengas.

Der indische Subkontinent stellt die am stärksten bewässerte Region der Welt dar. Mit dem regionalen Klimamodell REMO wird gezeigt, dass die Bewässerung einen deutlichen Einfluss auf den Monsun hat. Mit Bewässerung wird nicht nur ein Modelldefizit in Temperatur und Bodendruck über NW-Indien/Pakistan reduziert, sondern es bewirkt auch, dass Tiefdruckgebiete von der bengalischen Bucht tiefer ins Landesinnere bis nach Pakistan vordringen können. Dieser Prozess wird ohne Bewässerung unterdrückt. Daher ist deren Berücksichtigung in Klimamodellen für eine realistische Monsun-Simulation notwendig.

Larven des Blattkäfers Chrysomela lapponica leben auf Weiden oder Birken und nutzen chemische Verbindungen aus der Pflanze zur Produktion ihrer Abwehrgifte. Weidenkäfer produzieren aus Salicin den giftigen Salicylaldehyd. Birkenkäfern aber fehlt der Aldehyd, denn Birken haben kein Salicin; dies hat im Laufe der Evolution bei den Birkenbewohnern zum Verlust der katalytischen Aktivität des Aldehyd bildenden Enzyms, der Salicyl-Alkohol-Oxidase, geführt. Die Assoziation von Blattkäferpopulationen mit einer bestimmten Wirtspflanze kann als der Beginn einer Artenbildung betrachtet werden.