Photosynthese und Spätfrost

Die Kohlenstoffaufnahme von Wäldern in unseren Breiten ist stark an die saisonalen Schwankungen von Sonnenlicht und die Phänologie gekoppelt. Sobald im Frühling die Sonneneinstrahlung zunimmt und Blätter ausgetrieben werden, nimmt die Aufnahme von CO2 durch die Photosynthese rasch zu. Wir konnten zeigen, dass diese Zunahme an verschiedenen Standorten stark verzögert ist. Trotz rasch ansteigender Sonneneinstrahlung und grüner Vegetation, verzögert sich der saisonale Anstieg der CO2-Aufnahme an bestimmten Standorten um mehrere Wochen. Wir fanden heraus, dass diese Verzögerungen damit zu tun haben, dass an diesen Standorten Spätfrost besonders häufig auftritt – in Nordamerika und Regionen mit kontinentalem Klima, weniger aber in Regionen mit temperiertem, maritimem Klima, z.B. in Nordwesteuropa. Tiefe Temperaturen und hohe Sonneneinstrahlung kann für die Blattphysiologie schädlich sein. Die verzögerte Re-aktivierung der Photosynthese an diesen Standorten ist wahrscheinlich eine Anpassung zur Vermeidung von schädlichen meteorologischen Bedingungen.

Fig. 1 Saisonale Schwankung der CO2 Aufnahme durch die Photosynthese. Unterschieden sind (b) Daten von 14 Standorten, an welchen eine verspätete Zunahme der Photosynthese in Vergleich des zu erwartenden Flusses (rot) beobachtet wird (Beobachtungen schwarz). In (a) ist die mittlere jährliche Schwankung an 13 Standorten gezeigt, wo dieses Phänomen nicht auftritt.

Publizierte Studie

Luo, Y., Gessler, A., D’Odorico, P., Hufkens, K., & Stocker, B. D. (2023). Quantifying effects of cold acclimation and delayed springtime photosynthesis resumption in northern ecosystems. New Phytologist, 240(3), 984–1002. https://doi.org/10.1111/nph.19208