Temperaturbedingter Rückgang von refraktärem gelöstem organischem Kohlenstoff schwächt das Potenzial küstiger Makrophyten zur Speicherung von Blauem Kohlenstoff

Warum küstennahe Pflanzendecken für das Klima wichtig sind

Entlang vieler Küsten ziehen unter Wasser liegende Wiesen aus Seegräsern und Meeresalgen still Kohlenstoffdioxid aus Atmosphäre und Ozean – und verlangsamen so den Klimawandel. Viel Aufmerksamkeit gilt dem Kohlenstoff, den diese Pflanzen in ihren Sedimenten vergraben, dem sogenannten blauen Kohlenstoff. Diese Studie zeigt, dass ein oft übersehener Pfad – Kohlenstoff, der sich im Meerwasser löst und dort Monate oder länger verbleibt – ebenso bedeutsam sein kann und dass sich durch erwärmende Meere dieser verborgene Klimaschutz zu schwächen beginnt.

Ein genauerer Blick auf unsichtbaren Kohlenstoff im Meer

Wenn Meerespflanzen wachsen, behalten sie nicht den gesamten gebundenen Kohlenstoff. Ein Teil tritt als gelöster organischer Kohlenstoff aus, ein unsichtbares Gemisch kohlenstoffreicher Moleküle im Meerwasser. Ein Anteil dieses gelösten Kohlenstoffs ist „labil“, das heißt Mikroben verzehren ihn rasch und geben ihn als Kohlendioxid an die Luft zurück. Ein anderer Anteil ist „refraktär“: Er widersteht schneller Zersetzung und kann Monate, Jahre oder länger im Ozean verbleiben und so Kohlenstoff effektiv der Atmosphäre entziehen. Bis vor Kurzem wussten Wissenschaftler wenig darüber, wie viel dieses stabileren Kohlenstoffs aus küstennahen Pflanzendecken stammt und wie steigende Temperaturen das Verhältnis zwischen kurzlebigen und langlebigeren Formen verändern könnten.

Wärmetests und eine Meereseindringling im Experiment

Die Forschenden bauten große Tanksysteme, die flache Küstenlebensräume Südspaniens nachahmen, wo drei heimische Arten – zwei Seegräser und eine Grünalge – gemischte Pflanzengemeinschaften bilden. Sie schlossen zudem ein invasives tropisches Seegras ein, das sich durch erwärmende Mittelmeer- und Atlantikgewässer ausbreitet. Das Team zog Gemeinschaften nur mit heimischen Arten, nur mit dem Eindringling oder mit einer Mischung aus beiden und erwärmte die Tanks dann schrittweise auf drei Temperaturen, die heutige Sommerbedingungen und projizierte wärmere Zustände repräsentieren. Über mehrere Wochen maßen sie Pflanzenwachstum, Sauerstoffproduktion und -verbrauch sowie Menge und Art des um die Pflanzen freigesetzten gelösten Kohlenstoffs und verfolgten anschließend, wie dieser Kohlenstoff über einen Zeitraum von 60 Tagen von Meeresmikroben abgebaut wurde.

Wärme verändert die Zusammensetzung des gelösten Kohlenstoffs

Die Pflanzenvitalität und der gesamte Kohlenstoffstoffwechsel änderten sich über die getesteten Temperaturen hinweg kaum, und das invasive Seegras beeinflusste nicht stark, wie viel gelöster Kohlenstoff die Gemeinschaften freisetzten. Was sich mit Erwärmung jedoch deutlich änderte, war die Beschaffenheit dieses gelösten Kohlenstoffs. Bei höheren Temperaturen nahm die Gesamtmenge des gelösten Kohlenstoffs tendenziell zu, doch ein größerer Anteil lag in der leicht abbaubaren, labilen Form vor. Der robustere, refraktäre Anteil schrumpfte zwischen der kältesten und der wärmsten Behandlung um etwa 28 %, obwohl die Pflanzen selbst keinen großen Stress zeigten. Das bedeutet: Unter wärmeren Bedingungen gelangt mehr des aus küstennahen Wiesen austretenden Kohlenstoffs über mikrobiellen Abbau zurück in den schnellen Kohlenstoffkreislauf, anstatt dem langsameren, langfristigen Speicher zuzufließen.

Einordnung der verborgenen Kohlenstoffflüsse

Um einzuschätzen, wie wichtig dieser übersehene Pfad sein könnte, entwickelten die Autorinnen und Autoren ein einheitliches Messraster zur Vergleichbarkeit verschiedener Kohlenstoffwege. Sie setzten die Freisetzung von gelöstem Kohlenstoff in Relation zur Pflanzenbiomasse, zum Kohlenstoffgehalt der Pflanzenteile und zum Pigmentgehalt und verglichen diese Werte dann mit bekannten Raten der Kohlenstoffeinlagerung in Sedimenten aus denselben Küstengebieten und aus anderen Studien weltweit. Ihre Analyse legt nahe, dass die Menge an refraktärem gelöstem Kohlenstoff, die diese Pflanzen jährlich in den Ozean exportieren, bei Hochrechnung auf die globale Fläche von Seegras- und ähnlichen Beständen in derselben Größenordnung liegt wie der Kohlenstoff, den sie in Sedimente einschließen – und möglicherweise sogar etwas größer ist. Dennoch wird dieser gelöste Pfad selten in Blue-Carbon-Bilanzen oder Klimapolitiken berücksichtigt.

Was das für zukünftige Ozeane bedeutet

Die Studie zeigt, dass küstennahe Pflanzendecken starke, aber klimasensible Motoren der langfristigen Kohlenstoffspeicherung sind – nicht nur durch vergrabene Wurzeln und Sedimente, sondern auch durch langsam abbauenden gelösten Kohlenstoff, der in den weiteren Ozean gelangt. Mit der Erwärmung der Meere verschiebt sich die chemische „Rezeptur“ dieses gelösten Kohlenstoffs zugunsten kurzlebigerer Formen, was die Beständigkeit dieses verborgenen Kohlenstoffspeichers verringert, selbst wenn die Pflanzen äußerlich gesund erscheinen. Die standardisierte Methode der Studie bietet einen Weg, diese Veränderungen über verschiedene Lebensräume und Arten hinweg zu verfolgen und so die Schätzung zu verbessern, wie viel Kohlenstoff der Ozean mit fortschreitender Erwärmung sicher der Atmosphäre entziehen kann.

Zitation: Yamuza-Magdaleno, A., Azcárate-García, T., Egea, L.G. et al. Temperature-driven decline in recalcitrant dissolved organic carbon weakens coastal macrophyte’s blue carbon storage potential. Commun Earth Environ 7, 362 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03417-y

Schlüsselwörter: blauer Kohlenstoff, Seegraswiesen, gelöster organischer Kohlenstoff, ozeanerwärmung, küstennahes Ökosystem