Globaler Einfluss der Bodenbeschaffenheit auf die Wasserbeschränkung in Ökosystemen

Niedrige Bodenfeuchtigkeit und ein hoher Dampfdruckdefizit (VPD) verursachen Wasserstress bei Pflanzen und führen zu einer Vielzahl von Dürre-Reaktionen, einschließlich einer Verringerung der Transpiration und Photosynthese1,2. Wenn Böden unter kritischen Bodenfeuchtigkeitsgrenzen austrocknen, wechseln Ökosysteme von einer Energie- zu einer Wasserbeschränkung, da die Stomata schließen, um den Wasserstress zu lindern3,4. Die Mechanismen hinter diesen Grenzen sind jedoch auf der Ebene der Ökosysteme schlecht definiert. Hier zeigen wir durch die Analyse von Beobachtungen kritischer Bodenfeuchtigkeitsgrenzen weltweit die herausragende Rolle der Bodenbeschaffenheit bei der Modulation des Beginns der Wasserbeschränkung in Ökosystemen durch die Bodenhydraulikleitfähigkeit, deren Steilheit mit dem Sandanteil zunimmt. Dies klärt, wie die Empfindlichkeit von Ökosystemen gegenüber VPD im Vergleich zur Bodenfeuchtigkeit durch die Bodenbeschaffenheit geprägt ist, wobei Ökosysteme in sandigen Böden relativ empfindlicher auf Austrocknung reagieren, während Ökosysteme in tonigen Böden relativ empfindlicher gegenüber VPD sind. Aus demselben Grund haben Pflanzen in sandigen Böden ein begrenztes Potenzial, sich an Wasserbeschränkungen anzupassen, was Auswirkungen darauf hat, wie der Klimawandel terrestrische Ökosysteme beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl der Austausch zwischen Vegetation und Atmosphäre von atmosphärischen Bedingungen getrieben und durch Anpassungen der Pflanzen vermittelt wird, ihr Schicksal letztlich von dem Boden abhängt.