Der Amazonaswald ist ein zentrales Element im globalen Wasser- und Klimasystem, er speichert und nimmt riesige CO₂-Mengen auf. "Etwa 60 Prozent des Amazonaswaldes wachsen auf alten und stark verwitterten Böden, in denen bereits mineralische Nährstoffe, wie Phosphor, erschöpft sind", sagt Lucia Fuchslueger, Forscherin am CeMESS der Universität Wien und Co-Hauptautorin der neuen Studie. "Niedrige Phosphorwerte könnten es dem Wald erschweren, noch mehr zu wachsen und das zusätzliche CO₂ in der Atmosphäre zu nutzen", fügt sie hinzu. Amazonasbäume haben jedoch hocheffiziente interne Nährstoffzyklen entwickelt. So ziehen sie beispielsweise Nährstoffe aus ihren Blättern ab, bevor sie sie abwerfen. Außerdem liefert der schnelle organische Stoffabbau am Boden zusätzliche Nährstoffe. Es ist aber nicht klar, ob dieses System effizienter werden kann, da es bisher keine experimentellen Belege aus in-situ-Experimenten gibt.
Über die Studie: Zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen simuliert
Die neue Studie, unter der Co-Leitung von Lucia Fuchslueger (CeMESS, Universität Wien) und Nathielly Martins (Technische Universität München, Deutschland; INPA Manaus, Brasilien), führte zusammen mit einem Team brasilianischer und internationaler Mitarbeiter*innen ein bahnbrechendes Experiment durch. Dabei nutzten die Forscher*innen Open-Top-Chambers, um zukünftige atmosphärische CO₂-Bedingungen direkt im Unterwuchs mitten im Wald zu simulieren. Diese Kammern bestehen aus transparentem Plexiglas, haben einen Durchmesser von 2,5 m und eine Höhe von 3 m und sind oben offen, damit Pflanzen nicht überhitzen und natürlichen Niederschlag erhalten (siehe Bild). "Nach ein bis zwei Jahren erhöhten die Bäume tatsächlich ihre Kohlenstoffaufnahme und das Wachstum, wenn sie höheren CO₂-Werten ausgesetzt waren", sagt Martins. Die Forschenden fanden auch die Mechanismen hinter diesem erhöhten Wachstum: Pflanzen verteilen ihr Wurzelsystem, um mehr Nährstoffe, insbesondere Phosphor, zu gewinnen.
"Die Streuschicht ist eine wichtige Nährstoffressource für Pflanzen in diesen Wäldern", unterstreicht Martins. Die Wurzeln verstärken das Wachstum durch abgefallene Blätter, setzen Enzyme frei, die organische Substanz zersetzen, und erhalten Zugang zu Phosphor, bevor dieser in den Boden gelangt und möglicherweise absorbiert wird. "Diese Strategie verschärft jedoch den Wettbewerb mit Bodenmikroben und kann organische Phosphorreserven erschöpfen", fügt Lucia Fuchslueger hinzu. Im Laufe der Zeit könnten Nährstoffbeschränkungen die Fähigkeit des Waldes einschränken, weiterhin zusätzlichen Kohlenstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse zeigen einen entscheidenden Kompromiss: Während tropische Wälder den Klimawandel zunächst in der Lage sind stärker zu puffern, könnte ihre langfristige Kapazität zur Kohlenstoffspeicherung durch die Nährstoffverfügbarkeit eingeschränkt sein – was die Verwundbarkeit dieser Ökosysteme unter zukünftigen Klimabedingungen unterstreicht.
Großprojekt zur Amazonas-Forschung läuft an
Die Studie dient als Pilot für das größer angelegte, mehrjährige AmazonFACE-Projekt, das später in diesem Jahr startet. AmazonFACE zielt darauf ab, die Rolle tropischer Primärwälder, insbesondere des Amazonaswaldes, unter steigenden atmosphärischen CO₂-Konzentrationen zu verstehen. FACE ist eine Abkürzung für Free Air CO₂ Enrichment (Freiland CO₂ Anreicherung).
"FACE-Experimente wurden bereits an vielen Orten durchgeführt, aber keines in einem vielfältigen, tropischen Waldsystem", sagt Fuchslueger. AmazonFACE liegt etwa 80 km nördlich von Manaus inmitten eines typischen Terra Firme-Tieflandwaldes, und wird das erste in diesem großen Maßstab in den Tropen sein. Es wird von einem Team brasilianischer und internationaler Forscher*innen geleitet und vereint als internationale, transdisziplinäre Initiative etwa 130 Wissenschafter*innen, Studierende, Techniker*innen, Verwaltungsangestellte, Journalist*innen und Künstler*innen aus etwa 40 Institutionen.
Universität Wien
Originalpublikation:
Nathielly Martins etal.: Amazonian understory forests change phosphorus acquisition strategies under elevated CO₂, Nature Communications 2026, DOI: 10.1038/s41467-026-72098-0
