Bäume helfen beim Klimaschutz: Sie nehmen Kohlendioxid aus der Luft auf und wandeln es zusammen mit Sonnenlicht und Wasser in Glukose um – das wird Fotosynthese genannt. Dabei geben Bäume Sauerstoff in die Atmosphäre ab, einen Teil des Kohlenstoffs binden sie in ihrem Holz.

Doch wie hängt die Fotosynthese mit dem Wachstum der Bäume zusammen? »Das Verständnis dieser Verbindung ist entscheidend, um zu verstehen, wie Wälder langfristig Kohlenstoff speichern«, sagt der Ökoklimatologe Mukund Palat Rao von der Columbia University in New York in einer Mitteilung .

Laut einer Studie , die er und seine Kollegen nun in der Fachzeitschrift »Science Advances« veröffentlichten, verhalten sich beide Prozesse anders zueinander, als Wissenschaftler es bisher annahmen, wodurch Bäume nicht so viel Kohlenstoff speichern würden wie erhofft.

Fotosynthese und Baumwachstum verlaufen entkoppelt

»Die meisten Modelle gehen derzeit davon aus, dass Fotosynthese automatisch zu Wachstum führt«, sagt Rao. Das hieße, dass eine steigende CO₂-Konzentration in der Atmosphäre die Fotosynthese verstärken und das Baumwachstum anregen würde. »Wir haben festgestellt, dass dies nicht der Fall ist: Mehr Fotosynthese bedeutet nicht zwangsläufig mehr Baumwachstum in der Zukunft.«

Den Forschenden zufolge habe es bereits frühere Hinweise darauf gegeben, dass die Aufnahme von Kohlenstoff in den Bäumen und das Baumwachstum nicht eins zu eins aneinandergekoppelt seien. Doch habe es bisher keine detaillierten Messungen gegeben.

Für seine Arbeit nutzte das Team Satellitenaufnahmen von Bäumen an 137 Standorten im Osten der USA und in Kalifornien. Mithilfe verschiedener Messinstrumente erfassten sie zudem etwa den CO₂-Gehalt in den Baumkronen oder die tägliche Ausdehnung und Schrumpfung der Baumstämme.

Daraus gewannen sie Daten zur Fotosynthese, zur Kohlenstoffaufnahme und zum Baumwachstum über mehrere Jahre hinweg – und stellten fest: An den Standorten in den östlichen USA wuchsen die beobachteten Eichen etwa von Mai bis Juli, obwohl die Bäume bis weit in den Oktober hinein Fotosynthese betrieben. Etwa 36 Prozent der Kohlenstoffaufnahme erfolgte erst im Spätsommer nach der Phase des Baumwachstums. An den Standorten in Kalifornien waren es 26 Prozent, dort wuchsen die Eichen von Januar bis Juli.

»Sobald Trockenheit und Hitze herrschen, stoppt das Wachstum nahezu sofort, während die Fotosynthese offenbar mit leicht verringerter Intensität weiterläuft«, erklärt Rao. Mithilfe des Kohlendioxids, das nach der Phase des Baumwachstums in der Fotosynthese umgewandelt wird, würden etwa neue Blätter gebildet, oder es diene dazu, das Wachstum im Folgejahr anzukurbeln.

Den Forschenden zufolge sei noch unklar, wie Fotosynthese und Baumwachstum bei anderen Baumarten, in anderen Ökosystemen und Regionen zusammenhängen. Rao geht davon aus, sagt er, dass die Entkopplung beider Prozesse unterschiedlich stark sei. Es sei daher »wahrscheinlich«, dass die Prognosen darüber, wie viel mehr Kohlenstoff die Bäume in einer CO₂-gesättigten Welt der Zukunft speichern können, überdacht werden müssten.