Imbalance-P

A new study published in Nature Geosciences highlights a very important feedback in the Amazon rainforest that current climate models are not considering, but may, in fact, accelerate climate change. The article was written by an international team of 27 scientists, including Daniel Goll from the Department of Geography, and lead by Katrin Fleischer from the Technical University of Munich (TUM).

Current climate change projections assume that the Amazon rainforest removes large amounts of carbon dioxide from the atmosphere storing it in biomass, thereby dampening man-made climate change. The models is used for climate change projections assume that elevated carbon dioxide concentration have a stimulating effect on plant growth. There is evidence that this fertilization effect operates in temperate forests, however, it is not clear if tropical forest respond in similar ways. To test how tropical vegetation response to elevated carbon dioxide an ecosystem-scale experiment is needed. Currently, such an experiment, the first of its kind, is being established in Brazil (AmazonFACE: https://amazonface.inpa.gov.br/), but because ecosystems respond slowly it will take many years before we will know it’s outcome. In the new study in Nature Geosciences an ensemble of state-of-the-art ecosystem models was used to simulate this experiment before-hand. The results indicate that the commonly low soil phosphorus availability in the Amazon region can lead to a much more dampened response of tropical vegetation to elevated carbon dioxide than currently assumed. This finding has still to be confirmed by the real life experiment, but it shows that current climate models which omit phosphorus effects on plant growth are likely overestimating the carbon dioxide removal by tropical forests. The findings also suggest that the Amazon forest could be even more threatened by climate change than currently thought – adding further pressure on of the most rapidly diminishing ecosystems on Earth.

You can find the paper here: https://www.nature.com/articles/s41561-019-0404-9

Technical illustration of the AmazonFACE experiment in a highly diverse, primary rainforest in Brazil.

You can find further information here:
https://www.carbonbrief.org/amazon-carbon-sink-could-be-much-less-due-to-lack-of-soil-nutrients
https://www.tum.de/nc/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/details/35637/

German version

Verlangsamt der Amazonas-Regenwald den vom Menschen verursachten Klimawandel?

Eine neue in Nature Geosciences veröffentlichte Studie hebt eine sehr wichtige Rueckkopplung zwischen Amazonas-Regenwald und dem Klimasystem hervor, die derzeitige Klimamodelle nicht berücksichtigen, aber die möglicherweise den Klimawandel beschleunigt. Der Artikel wurde verfasst von einem, von Katrin Fleischer von der Technischen Universität München (TUM) angefuehrtem, internationalen Team von 27 Wissenschaftlern verfasst, darunter Daniel Goll vom Institut für Geographie.

Aktuelle Klimaprojektionen gehen davon aus, dass der Amazonas-Regenwald der Atmosphäre große Mengen an Kohlendioxid entzieht und diese in Biomasse speichert, wodurch der vom Menschen verursachte Klimawandel gedämpft wird. In den dafuer genutzten Klimamodellen wird angenommen, dass eine erhöhte Kohlendioxidkonzentration sich positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkt. Ein solcher Duengeeffekt konnte in gemäßigten Wäldern nachgewiesen werden, aber es ist nicht klar, ob er in tropischen Wäldern tatsaechlich existiert. Um zu testen, wie die tropische Vegetation auf erhöhtes Kohlendioxid reagiert, ist ein Experiment im Ökosystemmaßstab erforderlich. Derzeit wird ein solches Experiment, das erste seiner Art, in Brasilien errichtet (AmazonFACE: https://amazonface.inpa.gov.br/). Da Ökosysteme jedoch nur sehr langsam reagieren, wird es viele Jahre dauern, bis wir das Ergebnis haben. In der nun veroeffentlichten Studie wurde ein Ensemble modernster Ökosystemmodelle verwendet, um dieses Experiment vorab zu simulieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die üblicherweise geringe Verfügbarkeit von dem Pflanzennaehrstoff Phosphor im Amazonasgebiet zu einer deutlich geringere Reaktion der tropischen Vegetation auf erhöhtes Kohlendioxid führen kann, als derzeit angenommen wird. Dieser Befund muss noch durch das reale Experiment bestätigt werden, aber es zeigt, dass aktuelle Klimamodelle, bei denen Phosphoreffekte auf das Pflanzenwachstum weggelassen werden, die Kohlendioxidentfernung durch tropische Wälder wahrscheinlich überschätzen. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass der Amazonas-Wald noch stärker vom Klimawandel bedroht sein könnte, als derzeit angenommen wird. Dies erhöht den Druck auf die am schnellsten abnehmenden Ökosysteme der Erde.

Bildunterschrift: AmazonFACE-Experiment in einem artenreichen Regenwald in Brasilien.