Abnehmende Pflanzenkontrolle über die globale terrestrische Evapotranspiration in einer wärmeren Welt

Warum der „Grünschub" des Planeten möglicherweise nicht anhält

Während sich die Erde erwärmt, zeigen Satelliten, dass große Teile der Landoberfläche grüner werden: Pflanzen bauen mehr Blattmasse auf. Dieses zusätzliche Laub entzieht der Atmosphäre Kohlendioxid und kann durch die Freisetzung von Wasserdampf die Landoberfläche abkühlen – ein Grund, warum Aufforstung oft als Klimaschutzmaßnahme angeführt wird. Die Studie stellt eine wichtige, aber seltener diskutierte Frage: Werden Pflanzen weiterhin steuern, wie viel Wasser in die Atmosphäre zurückkehrt, während Klima und CO2‑Konzentrationen weiter steigen, oder wird dieser Einfluss im Laufe der Zeit schwächer?

Wie Pflanzen Wasser in die Atmosphäre transportieren

Wasser gelangt durch eine Kombination von Prozessen, die als Evapotranspiration bezeichnet werden, von der Landoberfläche in die Atmosphäre. Ein Teil verdunstet direkt von nacktem Boden oder von Regentropfen auf Blättern. Der Rest bewegt sich durch Pflanzen: Wurzeln entziehen dem Boden Wasser, Leitungsbahnen in Stängeln transportieren es zu den Blättern, und winzige Poren an der Blattoberfläche geben es als Dampf ab. Die Blattdichte, oft gemessen als Blattflächenindex, spielt daher eine entscheidende Rolle dabei, wie viel Wasser zurück in die Luft geht und wie viel in Flüssen, Seen und Böden verbleibt.

Was bereits globale Beobachtungen zeigen

Anhand mehrerer Jahrzehnte Satellitendaten bestätigen die Autorinnen und Autoren, dass die meisten bewachsenen Landflächen seit den frühen 1980er‑Jahren grüner geworden sind. Im Schnitt haben mehr Blätter zu einer höheren Evapotranspiration geführt, besonders in warmen, trockenen Regionen, wo zusätzliches Laub starken Einfluss auf den Wasserverlust hat. Als die Forschenden die Prozesse auseinanderhielten, zeigte sich, dass die Pflanzen‑Transpiration bei weitem den größten Anteil dieses zusätzlichen Wasserflusses ausmacht, während die Verdunstung von nassen Blättern und nacktem Boden eine kleinere Rolle spielt und in dicht bewachsenen Beständen teils sogar abnimmt, weil der Boden beschattet wird. Insgesamt verhält sich die heutige Landoberfläche in vielerlei Hinsicht wie ein sich ausdehnendes natürliches Sprinklersystem, angetrieben vom Pflanzenwachstum.

In die Zukunft blicken mit Modellen und maschinellem Lernen

Um zu untersuchen, was als Nächstes geschieht, kombiniert die Studie Satellitendaten mit Simulationen aus 18 fortgeschrittenen Erdsystemmodellen und einer Methode des maschinellen Lernens, die überlappende Einflussfaktoren trennen kann. Statt nur zwei weit auseinanderliegende Perioden zu vergleichen, behandeln die Autorinnen und Autoren die Sensitivität der Evapotranspiration gegenüber der Blattfläche als etwas, das Jahr für Jahr in diesem Jahrhundert unter vier verschiedenen Emissionspfaden evolviert. In allen Szenarien prognostizieren die Modelle eine anhaltende Begrünung, mit besonders starken Zuwächsen in kälteren Regionen unter hohen Emissionen. Dennoch wird der Zuwachs an Wasserverlust pro zusätzlicher Einheit Blattfläche über den größten Teil der bewachsenen Fläche voraussichtlich schwächer werden — in etwa vier Fünfteln der globalen Fläche selbst im mildesten Szenario und in mehr als neun Zehnteln unter dem höchsten Emissionspfad.

Warum mehr Blätter nicht immer mehr Abkühlung bedeuten

Der Schlüssel liegt in der Reaktion der Pflanzen auf steigendes Kohlendioxid. Zusätzliches CO2 in der Luft macht die Photosynthese effizienter und fördert so mehr Blattwachstum. Gleichzeitig ermöglicht es den Pflanzen, ihre Blattporen teilweise zu schließen und dennoch ausreichend CO2 aufzunehmen, wodurch der Wasserfluss pro Blattflächeneinheit reduziert wird. Die Autorinnen und Autoren zeigen mit physikbasierten Berechnungen, dass die „Tore“ für Wasserdampf in Pflanzenbeständen mit zunehmendem CO2 effektiv enger werden. Selbst wenn die Kronen dichter werden, sinkt die Leitfähigkeit pro Blattflächeneinheit, sodass die zusätzliche Oberfläche für Verdunstung abnehmende Erträge bringt. In vielen Regionen, insbesondere in warmen, überwiegt diese wassersparende Reaktion den begrünungsgetriebenen Anstieg der verdunstbaren Fläche.

Verschiebung der Treiber von Wasser‑ und Energiehaushalt

Da diese physiologischen Anpassungen die zusätzliche Abkühlung durch jeden weiteren Zuwachs an Blattfläche verringern, zeigt die Studie, dass die direkte Kontrolle der Vegetation über die Evapotranspiration stetig schwächer wird. Zu Beginn des Jahrhunderts verstärkt die Begrünung noch häufig den Wasserverlust und die Oberflächenabkühlung. Später im Jahrhundert und bei niedrigen Emissionen schrumpft dieser Beitrag und kann an manchen Orten sogar umschlagen, sodass Begrünung die Evapotranspiration nicht mehr so fördert wie früher. Unter hohen Emissionen kann sehr starke Begrünung den Wasserverlust insgesamt noch erhöhen, doch die relative Bedeutung klimatischer Faktoren wie Einstrahlung, Wärme und atmosphärische Trockenheit wächst und übernimmt allmählich die Rolle der wichtigsten Treiber der Veränderungen in der Evapotranspiration.

Was das für Klima- und Wasserplanung bedeutet

Für Nicht‑Fachleute lautet die zentrale Botschaft: Es gibt Grenzen, wie weit „mehr Grün" durch erhöhte Verdunstung zur Abkühlung des Planeten beitragen kann. Mit steigendem Kohlendioxid und höheren Temperaturen schützen sich Pflanzen zunehmend, indem sie Wasser sparen, sodass jede zusätzliche Einheit Blattfläche weniger Wirkung hat, Wasser in die Luft zu transportieren und die Oberfläche zu kühlen. Die Ergebnisse sprechen nicht gegen Wiederaufforstung oder Vegetationsmanagement zur Klimavorbeugung, sie machen jedoch deutlich, dass solche Maßnahmen in einer hoch CO2‑reichen Welt geringere Erträge in Bezug auf verdunstungsbedingte Abkühlung bringen werden. Entscheidungsträger und Wasserplaner sollten Begrünung daher als ein Instrument unter vielen behandeln und Pläne so gestalten, dass sie eine Zukunft berücksichtigen, in der klimatische Bedingungen stärker als die Vegetation selbst darüber entscheiden, wie viel Wasser die Landfläche verlässt.

Zitation: Li, H., Wang, W., Chen, Z. et al. Weakening vegetation control on global terrestrial evapotranspiration in a warmer world. Commun Earth Environ 7, 365 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03372-8

Schlüsselwörter: Evapotranspiration, Vegetationsbegrünung, Klimawandel, Kohlendioxid, Wasserzyklus