Messung von CO2- und H2O Wasserflüssen © FAL

In Laborexperimenten wurde wiederholt festgestellt, dass sich bei erhöhter CO2-Konzentration die Transpiration – also die Wasserabgabe – der Blätter vermindert. Aber auch hier konnten immer nur einzelne Blätter untersucht werden. Verhält sich die Wasserabgabe ganzer Bestände, die so genannte Evapotranspiration, unter erhöhten CO2-Konzentrationen ähnlich? Im Braunschweiger FACE-Versuch wird mit eigens entwickelten Bestandesgaswechselkammern geprüft, wie die Wasserflüsse auf die CO2-Erhöhung reagieren.

	Mittlere saisonale Evapotranspiration © FAl

Im ersten Fruchtfolgedurchgang zeigte sich, dass die Evapotranspiration der Arten reduziert wurde, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. Insbesondere die Zuckerrübe verbrauchte weniger Wasser. Gleichzeitig erhöhte sich die Photosyntheserate im Bestand. Setzt man die aufgenommene CO2-Menge in Relation zur abgegebenen H2O-Menge, so ergibt sich bei Zuckerrüben eine Steigerung der Wasserausnutzungseffizienz. Die im Verlauf der Vegetation verringerte Wasserabgabe der Pflanzen führte auch zu einer deutlich erhöhten Bodenfeuchte. Positive Wachstumseffekte des CO2-Anstieges sind demnach auch indirekt über eine verbesserte Wasserversorgung möglich.

Der Wärmehaushalt von Pflanzenbeständen (Oberflächen- und Bestandesinnentemperatur) wird unter anderem auch durch die transpiratorische Kühlung reguliert, die wiederum vom Öffnungsverhalten der Spaltöffnungen abhängt. Die durch die CO2-Erhöhung im FACE-Experiment verringerte Evapotranspiration führte daher zu höheren Oberflächentemperaturen der untersuchten Pflanzenbestände, was mit Hilfe einer Infrarotkamera sichtbar germacht werden konnte.

Infrarotaufnahme der Oberflächentemperaturen eines Winterweizenbestandes © FAL

Die Temperaturerhöhung variierte im Tagesgang und mit dem Entwicklungsstadium der Pflanzen und betrug bei maximaler Sonneneinstrahlung bis zu 2°C. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass der CO2-Anstieg in der Atmosphäre nicht nur durch die Absorption der atmosphärischen Infrarotstrahlung zu einer Erwärmung führt (Treibhauseffekt), sondern dass dieser Effekt zusätzlich über die physiologische Rückkoppelung mit Pflanzen verstärkt werden könnte.