Text: Andrea Hoferichter
Ein Mausklick, und auf dem Computerbildschirm von Georg Wohlfahrt erscheint ein postkartenreifes Foto: Strahlend blauer Himmel und schneebedeckte Alpengipfel, die über Kiefernwäldern thronen, aufgenommen in Tirol. Doch das Phänomen, das der Forscher und sein Team der Universität Innsbruck dort seit einigen Jahren untersuchen, ist auf dem Bild nicht zu sehen: das rote Leuchten des Waldes. „Es ist zu schwach, um es mit bloßem Auge zu erkennen, da es vom reflektierten Tageslicht überlagert wird“, erklärt Wohlfahrt. Mit geeigneten Messinstrumenten lasse es sich aber messen, sowohl direkt an den Nadelbündeln, als auch über den Baumkronen. Dort wird es von lichtleitenden Glasfaserkabeln am Ausleger einer Messbrücke eingefangen, die das Team in etwa 15 Meter Höhe zwischen die Kiefern gespannt hat.
Sichtbare Sonnenenergie
Das spezielle Leuchten, das Biologen Chlorophyllfluoreszenz nennen, ist im Grunde die Sonnenenergie, die bei der Fotosynthese übrig bleibt. Die Pflanzen nehmen Sonnenenergie über ihren lichtabsorbierenden Blattfarbstoff Chlorophyll auf und erzeugen damit aus Wasser und CO2 den Zucker Glukose, den sie zum Wachsen brauchen. „Die Energie, die sie nicht verwerten können, geben sie als Wärme und als rotes Licht wieder ab“, erklärt Wohlfahrt. Grob gesagt gilt: Je schlechter die Fotosynthese abläuft, umso mehr Sonnenlicht bleibt übrig und desto heller leuchtet die Pflanze. „Die lichtinduzierte Fluoreszenz ist deshalb auch ein Maß dafür, wie viel CO2 in Biomasse umgewandelt wird“, so der Biometeorologe. Das Leuchtphänomen ist zwar schon seit mehr als 50 Jahren bekannt, doch lange konnte es nur direkt am Blatt gemessen werden. Erst seit einigen Jahren wird es auch aus größeren Entfernungen detektiert, etwa von Messtürmen oder Flugzeugen aus und mit einem satellitengestützten Blick aus dem All.
Mithilfe der Fluoreszenzdaten wollen die Forschenden ermitteln, wie es um Wälder, Wiesen und Felder bestellt ist, wie sehr diese etwa unter Hitze und Trockenheit leiden und wie viel CO2 sie speichern. „Bisher gibt es dafür noch kein geeignetes Beobachtungsverfahren“, sagt Wohlfahrt. „Wir können berechnen, wie viel Kohlendioxid die Menschheit ausstößt, und messen, wie viel davon in der Luft ist. Welcher Anteil aber von den Landökosystemen wieder gebunden wird, lässt sich nur grob schätzen.“ Demnach nähmen die Pflanzen ungefähr 30 Prozent der globalen CO2-Emissionen auf. „Die große Frage ist, ob das auch so bleibt, denn der Klimawandel verändert auch die Vegetation. Und wenn diese künftig weniger Kohlendioxid speichern kann, müssen die Anstrengungen für den Klimaschutz noch gesteigert werden.“ Auch die Fluoreszenzmessungen im Tiroler Kiefernwald könnten helfen, solche offenen Fragen zu beantworten. Er sei als Modell für Wälder unter zukünftigen Bedingungen besonders geeignet. „Die Kiefern wachsen hier ausschließlich an warmen Südhängen, sind also an wärmere Temperaturen angepasst. Und sie haben häufig Trockenstress, weil sie auf klüftigem Kalkgestein wachsen, das sehr schnell austrocknet“, so Wohlfahrt.
