Wenn Sie schon einmal dichten Rauch von einem Lauffeuer erlebt haben , wissen Sie, wie Sie husten, Ihre Augen brennen und wirklich einfach nur woanders sein möchten – wie an einem Strand mit einer warmen Meeresbrise. Aber Menschen sind nicht die einzigen Lebewesen, die durch den Rauch von Waldbränden nachteilige Auswirkungen haben können . Auch die Vegetation, einschließlich der Pflanzen und Nutzpflanzen, von denen wir leben, kann dies tun.
Während wir an die Küste fliehen können, um frische Luft zu schnappen, stecken Pflanzen fest im Boden und kämpfen gegen eine der verheerendsten Nebenwirkungen des Rauchs: einen sonnenlosen Himmel. Ohne Sonnenlicht können Pflanzen keine Photosynthese betreiben , und das ist eine schlechte Nachricht für alle, auch für die Menschen, die sie essen, und vor allem für die Bauern, die sie anbauen.
Wenn dichter Rauch die landwirtschaftlichen Felder wochenlang bedeckt, werden die Ernten kleiner und reifen später, und die Bauern haben weniger produktive Erträge.
Die grüne Maschine: So funktioniert die Photosynthese
Um zu verstehen, wie Waldbrandrauch die Photosynthese beeinflusst, ist es hilfreich zu wissen, warum Sonnenlicht für die Photosynthese unerlässlich ist.
"Da die Photosynthese die Energie für alle Prozesse innerhalb der Pflanze liefert, können viele Funktionen durch reduzierte Photosyntheseraten verlangsamt werden", sagt Gordon Jones , Assistenzprofessor für Landwirtschaft an der Oregon State University . Jones arbeitet mit Landwirten im Südwesten von Oregon zusammen und nutzt die Forschung, um Landwirten Ratschläge und Ressourcen zur Verfügung zu stellen. "Abhängig vom Zeitpunkt des Rauchens, seiner Dichte und Dauer können wir bei bestimmten Arten reduzierte Erträge, eine verlangsamte Reifung oder Veränderungen in der Endqualität der Ernte erwarten."
Fast jede Vegetation, von Maiskolben im Sommer bis hin zu Algen in Teichen, nutzt den Prozess der Photosynthese, um zu wachsen. Dafür braucht es drei Ressourcen: Pflanzen nehmen Wasser aus dem Boden, Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre und Energie aus dem Licht – meist der Sonne –, um Zucker herzustellen. Zucker ist der Treibstoff für die Pflanze, um am Leben zu bleiben, dh das Leben zu erhalten und zu wachsen. Ohne Photosynthese können Pflanzen einfach nicht wachsen und wir hätten viel weniger zu essen.
Rauch und Spiegel
Wenn dichter Waldbrandrauch von meilenweit entfernten Bränden hereinweht, bringt er eine schwere Decke aus Rauchpartikeln mit sich. Diese Partikel wirken wie winzige Spiegel und reflektieren die Sonne von den Pflanzen.
"Wenn die Bedingungen sehr rauchig sind, streuen oder reflektieren diese Rauchpartikel das Licht und reduzieren die Lichtintensität, die das Blatt erreicht", sagt Jones. "Wenn die Lichtintensität durch einen rauchigen Himmel reduziert wird, kann weniger Energie eintreffen, um die Photosynthese anzutreiben, und der Prozess verlangsamt sich."
Da die Photosynthese alle Prozesse einer Pflanze antreibt, von der Geschwindigkeit, mit der sie vom Samen über den Spross bis zur Reifung wachsen, benötigen Pflanzen Zugang zu hochwertigem Licht. Wenn ein Lauffeuer die Lichtverfügbarkeit verringert, werden viele Funktionen der Pflanze leiden. Aus diesem Grund ist starker Waldbrandrauch, insbesondere in Gebieten wie dem pazifischen Nordwesten, für einige Landwirte ein Problem. Kämpfende Pflanzen bedeuten einen weniger produktiven Ertrag.
Wildfire-Rauch bedeutet jedoch keinen unmittelbar bevorstehenden Untergang für eine Ernte. Der Erfolg oder Misserfolg einer Ernte, die durch Rauch beeinträchtigt wurde, hängt letztendlich vom Timing ab. „In den meisten Fällen haben Pflanzen, die wegen ihrer Früchte oder Samen geerntet werden, nur eine Chance zum Reifen“, sagt Jones. "Reduzierte Lichtverhältnisse durch rauchigen Himmel werden wahrscheinlich die Reifung verlangsamen, und wenn die Reifung ausreichend verlangsamt wird und ein früher Frost auftritt, könnte der Frost die Pflanzen beschädigen oder töten, bevor die Ernte erntefähig ist."
Jones erinnert sich, dass er vor einigen Jahren zu einer Kürbisernte gerufen wurde. Es war ein besonders rauchiger Sommer in Oregon gewesen. Der Halloween-Markt nahte, und die Kürbisse des Bauern waren noch grün. Jones vermutete, dass ein rauchiger Sommer der Schuldige an unreifen Kürbissen war. Das war keine gute Nachricht für den Ernteertrag des Bauern.
"Kürbisse, die zum Kürbislaternenmarkt gehen, sind eine dieser Ernten, die eine Frist haben: Halloween. Diese Kürbisse hätten sich vielleicht "erholt" und Farbe angenommen, wenn sich der Himmel aufgeklärt hätte, aber für den Bauern nur Kürbisse haben in der Woche vor Halloween einen echten Wert und sind in der Woche danach fast wertlos."
Ein Silberstreifen für Landwirte
Die Photosynthese ist ein komplexer Prozess, und mit der jüngsten Zunahme von Waldbränden und Dürren im Westen der Vereinigten Staaten beschlossen die Forscher, die Auswirkungen von Rauch auf Pflanzen genauer zu untersuchen. Wie sich herausstellte, gibt es einen Silberstreif am Horizont für die Bauern inmitten des trüben grauen Himmels.
Eine im Journal of Biological Research veröffentlichte Studie zu Waldbränden in Kalifornien aus dem Jahr 2020 untersuchte eine Reihe von Pflanzen und Nutzpflanzen, die in einem raucherfüllten Himmel leben. Forscher fanden heraus, dass die verfügbare Menge an Sonnenlicht nur um 4 Prozent abnahm.
Bei moderaten Rauchmengen wurde das Licht gestreut statt vollständig umgelenkt, was bedeutet, dass das Sonnenlicht stärker verteilt wird. Das Ergebnis war, dass buschigere Pflanzen, wie Maisstängel, Licht auf der gesamten Pflanze akzeptierten, anstatt nur auf den obersten Blättern, die dem Sonnenlicht am nächsten sind. Somit haben sie tatsächlich mehr und nicht weniger Photosynthese betrieben.
„Wenn mehr diffuses Licht herumspringt, empfangen diese Blätter tiefer im Blätterdach mehr Licht und können mit höheren Geschwindigkeiten Photosynthese betreiben, als sie es sonst bei klaren Bedingungen tun würden“, sagt Jones. "Ein bisschen Rauch oder Dunst erhöht die Photosynthese der ganzen Pflanze, aber sehr dichter Rauch fängt so viel Licht ab, dass die Photosynthese reduziert wird."
Nicht alles ist verloren, nur verschwommen
Jones merkt an, dass sich die meisten Pflanzen von der dichten Rauchdecke erholen können, wenn Landwirte sicherstellen, dass ihre Pflanzen viel Wasser aus dem Boden (durch Gießen) und CO2 aus der Atmosphäre erhalten (indem sie dafür sorgen, dass die Blätter sauber und aschefrei sind). In einigen Fällen kann eine moderate Menge Rauch sogar die Photosynthese ankurbeln.
Offensichtlich ist es keine gute Idee, in Ihrem Garten ein Feuer zu machen, um die Saison zu beschleunigen, aber der Silberstreif am Horizont inmitten der Zerstörung durch Waldbrände ist, dass einige Pflanzen von dem diffusen Sonnenlicht profitieren, das Rauch erzeugt. In Situationen, in denen der Rauch jedoch wochenlang dicht und unversöhnlich ist, leiden Menschen, Pflanzen und unser gesamtes Ökosystem.
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Lauffeuerrauch ist für Weingüter in Kalifornien eine Qual . Wo ein Lauffeuer brennt, gibt es Asche, und Aschepartikel können Trauben überziehen. Wenn rauchige Trauben zu Wein verarbeitet werden, bekommen die Trinker anstelle des Geschmacks von saftigen Pflaumen oder Pfeffertönen einen Bissen Aschenbecher.
