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Wer kennt die Szene aus Tierdokumentationen nicht: Eine Gnu-Herde durchquert einen Fluss, doch nicht alle Tiere schaffen es ans andere Ufer, einige ertrinken. Dass zum Beispiel auf diesem Weg grosse Mengen Kohlenstoff vom Land ins Gewässer übertragen werden, ist dem Betrachter kaum bewusst. Für Florian Altermatt und sein Team an der Eawag und der Universität Zürich hat das Thema jedoch eine grosse Bedeutung: Unterstützt vom Schweizerischen Nationalfonds quantifizierten die Forschenden in einer aufwändigen Metaanalyse, wie viel Kohlenstoff zwischen verschiedenen Ökosystemen ausgetauscht wird. «Einige Einträge sind grösser als erwartet», erklärt Postdoktorandin Isabelle Gounand, Erstautorin der Studie. «In gewissen Ökosystemen sind die Kohlenstoffeinträge aus anderen Lebensräumen sogar ähnlich gross wie die Mengen, die im lokalen Kohlenstoffkreislauf vorhanden sind, sagt Isabelle Gounand.
Nicht nur wenn Gnus einen Fluss überqueren, fliessen grosse Mengen Kohlenstoff von einem Ökosystem ins andere. Sondern auch, wenn Laubstreu in Gewässer gelangt, Seetang ans Ufer geschwemmt wird oder Eintagsfliegen, deren Larven im Wasser heranwachsen, zu Tausenden über Land flügge werden. Diese Austauschprozesse wollte die Gruppe von Florian Altermatt genauer unter die Lupe nehmen und durchforstete über tausend wissenschaftliche Studien zu diesem Thema. Zum Vergleich analysierten die Forschenden auch Daten zum Kohlenstoffkreislauf innerhalb eines Ökosystems.
Die Metaanalyse der Studien offenbarte den Forschenden neue Erkenntnisse: In Seen, Flüssen und in benthischen Meeresökosystemen kann ähnlich viel Kohlenstoff aus benachbarten Ökosystemen einfliessen, wie lokal gebunden oder bei Abbauprozessen zum Beispiel von Streu freigesetzt wird. Umgekehrt ist es in Wäldern oder im Wiesland: Wegen der sehr hohen Primärproduktion in terrestrischen Ökosystemen sind die lokalen Kohlenstoffflüsse hier um zwei bis drei Zehnerpotenzen grösser als die Importe aus benachbarten Lebensräumen. Daraus schliesst Florian Altermatt: «Wenn wir die Prozesse in Ökosystemen und deren Funktion untersuchen, müssen wir die Kohlenstoffflüsse zwischen den verschiedenen Lebensräumen stärker berücksichtigen». Durch die enge Kopplung seien Ökosysteme verletzlich gegenüber Veränderungen in benachbarten Ökosystemen. Wird aus einem Wald etwa Ackerland, sinkt der Kohlenstoffeintrag in benachbarte Gewässer – was dort die Nährstoffzusammensetzung verändert. Oder zurück zu den Gnus: Schneidet eine neue Strasse deren Weg durch einen Fluss ab, fehlt im Wasser plötzlich eine Kohlenstoffquelle.
Originalpublikation
Isabelle Gounand, Chelsea J. Little, Eric Harvey, Florian Altermatt, Cross-ecosystem carbon flows connecting ecosystems worldwide, Nature Communications (open access): Doi: 10.1038/s41467-018-07238-2
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