Was Laubblätter im Herbst altern lässt

Laubblätter

Laubbäume in den gemässigten Zonen bereiten sich auf den nahenden Winter vor. Sie stellen das Wachstum ein und entziehen dem Laub die Nährstoffe. Die Blätter fallen allmählich ab und sterben. Dieser Alterungsprozess der Blätter wird Seneszenz genannt. Er markiert im phänologischen Zyklus der Bäume das Ende der Vegetationsperiode, in der sie CO2 aufnehmen und Photosynthese betreiben.

Mit der Klimaerwärmung hat sich die Vegetationsperiode in den vergangenen Jahrzehnten verlängert: Europäische Bäume treiben im Frühling rund zwei Wochen früher aus als noch vor hundert Jahren. Im Herbst fallen die Blätter heute gut sechs Tage später. Es wird allgemein erwartet, dass sich die Seneszenz in einem künftig wärmeren Klima weiter verspätet. Bäume könnten so mehr CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen.

Forschende der ETH Zürich um Studienleiter Constantin Zohner (Senior Scientist am Crowther Lab) gelangen nun zu einem gegenteiligen Befund: In einer Studie weisen sie bei Laubbäumen einen selbstregulierenden Mechanismus nach, der die Vegetationsperiode begrenzt: Eine erhöhte Photosynthese im Frühjahr und Sommer lässt die Blätter im Herbst früher altern. Damit dürfte sich der herbstliche Blattfall in Zukunft wider Erwarten verfrühen – und nicht weiter verspäten.

Bislang ging die Wissenschaft generell davon aus, dass hauptsächlich die abnehmende Temperatur und Tageslänge im Herbst den Zeitpunkt der Blattseneszenz bestimmen. Nun denkt man, dass es mit dem Phänomen der limitierten Kohlenstoffsenke zu tun hat. Dabei begrenzen unter anderem knappe Bodennährstoffe wie etwa Stickstoff die CO2-Menge, die eine Pflanze während der Saison aufnehmen kann. Ist die maximale CO2-Menge erreicht, setzt die Blattalterung entsprechend früher ein.

Die Analysen der Langzeitbeobachtungen von sechs europäischen Laubbaumarten legen nahe, dass die saisonale Photosynthese, die Herbsttemperatur und die Tageslänge primäre Treiber der Seneszenz sind. Anders die restlichen Faktoren: CO2-Gehalt, Sommertemperaturen, Lichtstärke und Niederschlag beeinflussen zwar die Photosynthese ganz direkt, wirken sich aber nur indirekt auf die Herbstseneszenz aus. Wärmere Herbste verzögern die Seneszenz tendenziell. Doch steigende CO2-Konzentration, wärmere Sommerperioden und ein früherer Blattaustrieb erhöhen zusehends die Photosynthese im Frühling und Sommer. Dadurch füllen sich die limitierten Kohlenstoffspeicher – sind sie vorzeitig gesättigt, verfrüht das die Seneszenz, was der Verzögerungstendenz aufgrund höherer Herbsttemperaturen entgegen wirkt.

Bild: Im Herbst verfärbt sich das Laub. Das könnte in einem wärmeren Klima künftig früher der Fall sein – und nicht später, wie gemeinhin erwartet. Im Bild: Herbstlaub. Peter Rüegg / ETH Zürich.