Die Behauptung „CO₂ ist doch Pflanzendünger, da kann CO₂ gar nicht schädlich sein“ klingt auf den ersten Blick logisch: Pflanzen benötigen Kohlenstoffdioxid (CO₂) für die Photosynthese, also müsste mehr CO₂ das Pflanzenwachstum fördern. Doch diese Sichtweise ist nicht nur zu kurz gedacht, sondern auch irreführend.
Das Gesetz des Minimums: Mehr als nur CO₂
Sie blendet die komplexen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Ökosystemen und Klima aus und unterschätzt die gravierenden Folgen eines steigenden CO₂-Gehalts in der Atmosphäre.
Pflanzen wachsen nicht allein, weil ihnen mehr CO₂ zur Verfügung steht. Ihr Wachstum wird durch das sogenannte „Gesetz des Minimums“ bestimmt: Es reicht nicht aus, nur einen Faktor wie CO₂ zu erhöhen, wenn andere Ressourcen wie Wasser, Licht oder Nährstoffe fehlen. In der Natur sind es häufig gerade Nährstoffmangel (z. B. Stickstoff, Phosphor) oder Trockenheit, die das Pflanzenwachstum begrenzen. Selbst wenn der CO₂-Gehalt steigt, können Pflanzen diesen Überschuss oft gar nicht verwerten, weil andere essentielle Wachstumsfaktoren fehlen. Der erhoffte Düngeeffekt bleibt also in der freien Natur meist aus.
Klimafolgeschäden: Wenn der Schaden den Nutzen überwiegt
Ein erhöhter CO₂-Gehalt in der Atmosphäre ist der Haupttreiber des menschengemachten Klimawandels. Die Folgen für Pflanzen und Ökosysteme sind gravierend: Höhere Temperaturen führen zu verstärkter Verdunstung und damit zu Trockenstress. Pflanzen reagieren darauf, indem sie ihre Poren (Stomata) schließen, um Wasserverlust zu vermeiden – dadurch nehmen sie aber auch weniger CO₂ auf, und das Wachstum stagniert. Hinzu kommen Extremwetterereignisse wie Dürren, Überschwemmungen oder Waldbrände, die ganze Vegetationsflächen zerstören können. Der theoretische Vorteil eines höheren CO₂-Gehalts verpufft angesichts solcher Klimafolgeschäden.
Sinkende Nährstoffqualität: Der versteckte Hunger
Ein weiteres Problem ist die abnehmende Nährstoffdichte von Pflanzen, die unter erhöhten CO₂-Konzentrationen wachsen. Studien zeigen, dass Getreide und andere Nutzpflanzen zwar schneller Biomasse aufbauen können, aber dabei weniger Proteine, Eisen, Zink und andere wichtige Mineralstoffe enthalten. Das bedeutet: Die Pflanzen werden zwar „größer“, aber ihr Nährwert sinkt. Für die globale Ernährungssicherheit ist das eine ernstzunehmende Gefahr, denn ein Mangel an Mikronährstoffen („Hidden Hunger“) betrifft bereits heute Milliarden Menschen weltweit.
Biologische Grenzen: Nicht jede Pflanze profitiert
Auch aus biologischer Sicht ist der „CO₂-Düngeeffekt“ begrenzt. Jede Pflanzenart hat ein spezifisches Optimum für CO₂. Wird dieses überschritten, tritt eine Sättigung ein – oder das CO₂ wirkt sogar toxisch. Zudem profitieren invasive Arten oder Schädlinge oft stärker vom CO₂-Anstieg als heimische Nutzpflanzen. Das kann zu einer Verschiebung der Artenzusammensetzung führen und die Stabilität ganzer Ökosysteme gefährden.
Der „Gewächshaus-Trugschluss“
Ein häufiger Irrtum ist der Verweis auf Gewächshäuser, wo tatsächlich gezielt CO₂ zugeführt wird, um das Pflanzenwachstum zu steigern. Doch dieser Vergleich hinkt: Im Gewächshaus werden alle Wachstumsfaktoren – Wasser, Nährstoffe, Temperatur – optimal eingestellt. In der freien Natur und im globalen Maßstab ist das unmöglich. Die positiven Effekte aus dem Gewächshaus lassen sich daher nicht auf die komplexe Realität ganzer Ökosysteme übertragen.
Und wenn wir grad dabei sind: ist der Mensch die Ursache?
Im Zusammenhang mit dem Klimawandel taucht immer wieder die Frage auf: Ist vielleicht etwas anderes als der Mensch die Ursache? Besonders häufig wird dabei die Behauptung aufgestellt: „Der CO₂-Anstieg ist nicht Ursache, sondern Folge des Klimawandels.“ Unterstützt wird diese Sichtweise mit dem Verweis auf einen in „Science“ veröffentlichten Artikel, der gezeigt habe, dass der Kohlendioxidanstieg in der Atmosphäre in der Vergangenheit nicht vor, sondern 200 bis 1000 Jahre nach der Erderwärmung stattfand. Daraus wird geschlossen: Wenn der Kohlendioxidanstieg erst nach der Erwärmung erfolgte, kann er diese unmöglich verursacht haben.
Doch diese Argumentation greift zu kurz. Fakt ist: CO₂ ist die Hauptursache des gegenwärtigen Klimawandels, auch wenn das bei anderen Klimawandel-Ereignissen in der Erdgeschichte anders gewesen sein mag. Eiszeitalter der Erde sind durch einen Wechsel von sogenannten Eiszeiten und Warmzeiten geprägt. Wenn die Erde aus einer Eiszeit kommt, wird die Erwärmung tatsächlich nicht durch Kohlendioxid verursacht, sondern durch Veränderungen der Erdumlaufbahn und der Erdachse – sogenannte Milanković-Zyklen. Infolge des Temperaturanstiegs geben dann die Meere CO₂ ab, das die Erwärmung verstärkt und über den gesamten Planeten verteilt. In Wahrheit stimmt also beides: Steigende Temperaturen führen zu einem CO₂-Anstieg in der Atmosphäre, und CO₂ führt zu einer (weiteren) Erwärmung.
In den letzten 500.000 Jahren erlebte die Erde lange Eiszeiten (Glaziale), die regelmäßig von kurzen Warmzeiten unterbrochen wurden, sogenannten Interglazialen. Veränderungen der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre stimmen ziemlich genau mit diesem Zyklus überein: Der CO₂-Gehalt nimmt um etwa 80 bis 100 Teilchen pro Million (ppm) zu, während die arktischen Temperaturen um rund zehn Grad Celsius steigen.
Bei genauer Betrachtung jedoch folgt der CO₂-Anstieg dem Temperaturanstieg um ungefähr 1000 Jahre. Obwohl dieses Phänomen in der Forschung schon lange bekannt ist, führt es bei vielen Menschen noch immer zu Überraschung und Verwirrung. Ist nun der Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre eine Folge der Erderwärmung, oder ist umgekehrt die Erderwärmung eine Folge des CO₂-Anstiegs? Die Antwort lautet: Beides ist richtig.
Warmzeiten treten ungefähr alle 100.000 Jahre auf. Man spricht in diesem Zusammenhang von den Milanković-Zyklen, die durch Veränderungen der Erdumlaufbahn und der Rotationsachse verursacht werden. Drei wichtige orbitale Veränderungen sind hierbei zu nennen: Die Form der Erdumlaufbahn um die Sonne (Exzentrizität) variiert zwischen elliptisch und kreisähnlich. Die Neigung der Erdachse (Obliquität) gegenüber der Erdbahnebene schwankt zwischen 22,5 Grad und 24,5 Grad.
Drittens pendelt die Erdrotationsachse zwischen einer Ausrichtung auf den Polarstern und auf den Stern Wega (Präzession). Die drei Effekte überlagern sich auf komplizierte Weise und führen zu langfristigen Veränderungen der Intensität, mit der die Sonne zu verschiedenen Jahreszeiten auf die Erde strahlt. Die Milanković-Zyklen führen also zu natürlichen Erderwärmungen – diese aber laufen in Zeitspannen von Jahrtausenden ab und damit viel langsamer als die Erderwärmung, die heute zu beobachten ist.
Für die Verzögerung des CO₂-Anstiegs bei diesen prähistorischen Klimawandeln hat die Wissenschaft überzeugende Erklärungen gefunden. Sehr genau wurde beispielsweise eine Erwärmungsphase vor rund 19.000 Jahren untersucht, der letzte Übergang von einer Eiszeit zu einer Warmzeit. Damals lief folgende Kettenreaktion ab: Durch langsame orbitale Veränderungen erwärmte sich die Arktis. Große Mengen von Eis schmolzen, das Schmelzwasser floss in die Ozeane der Nordhalbkugel und störte die Ozeanströmungen. In der Folge erwärmten sich dann als erstes die Ozeane auf der Südhalbkugel.
Wenn sich Ozeangebiete erwärmen, verringert sich generell die CO₂-Löslichkeit des Wassers – in der Folge entweicht mehr Kohlendioxid aus dem Ozean in die Atmosphäre. Dieser Vorgang dauert ungefähr 800 bis 1000 Jahre, so dass bei prähistorischen Klimawandeln erst ungefähr tausend Jahre nach der anfänglichen Erwärmung ein Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre zu beobachten war.
Das Ausgasen von Kohlendioxid aus dem Ozean hatte dann verschiedene Folgen: Erstens verstärkte der erhöhte CO₂-Gehalt der Atmosphäre die ursprüngliche Erwärmung. Der relativ schwache Erwärmungseffekt eines Milanković-Zyklus reicht nämlich nicht aus, um den extremen Temperaturwandel herbeizuführen, der erforderlich ist, um den Übergang von einer Eiszeit in eine Warmzeit zu bewirken. Dagegen lässt sich durch den Verstärkungseffekt des CO₂ die tatsächlich aufgetretene Erwärmung erklären.
Zweitens verteilte sich das Kohlendioxid vom südlichen Ozean aus in der gesamten Erdatmosphäre, so dass sich mit zeitlicher Verzögerung auch nördlichere Gebiete erwärmten. Tropische Meeressedimente deuten auf eine Erwärmung der Tropen ungefähr tausend Jahre nach der Erwärmung der Antarktis und somit ungefähr zur Zeit des CO₂-Anstiegs hin. Auch Eiskerne aus Grönland zeigen, dass die Erwärmung im Norden erst nach dem CO₂-Anstieg in der Antarktis erfolgte.
Die Behauptung, die Verzögerung beim CO₂-Anstieg während prähistorischer Klimawandel widerlege den Einfluss von CO₂ auf die Erderwärmung, zeugt von einem mangelnden Verständnis der Prozesse, die von Milanković-Zyklen angetrieben werden. Die heutige Erderwärmung hingegen vollzieht sich viel zu schnell und heftig, als dass sie mit natürlichen, orbitalen Faktoren erklärt werden könnte – zumal diese aktuell sogar zu einer langsamen Abkühlung führen müssten. Momentan geht also etwas grundsätzlich anderes vor als in Deglaziationsphasen, bei denen der CO₂-Anstieg tatsächlich erst durch die Erderwärmung angestoßen wurde. Heute ist der Mensch der Hauptverursacher des CO₂-Anstiegs und damit des aktuellen Klimawandels.
CO₂ ist mehr als nur Pflanzendünger
CO₂ ist zwar ein notwendiger Bestandteil des Pflanzenwachstums, doch in den derzeitigen, durch menschliche Aktivitäten stark erhöhten Konzentrationen wirkt es wie ein Systemschock. Die negativen Folgen – vom Klimawandel über Extremwetter bis hin zu sinkender Nährstoffqualität – überwiegen den potenziellen Düngeeffekt bei weitem. Die Vorstellung, CO₂ sei ausschließlich positiv für Pflanzen, ist daher ein gefährlicher Trugschluss, der den Ernst der Klimakrise verkennt. Die Ursachen und Wirkungen von CO₂ in der Atmosphäre sind komplex – und der Mensch ist heute der Hauptverursacher des aktuellen Klimawandels.
Weitere Informationen und wissenschaftliche Hintergründe zu diesem Thema finden sich unter:
Helmholtz Klima: Behauptung – Der CO₂-Anstieg ist nicht Ursache, sondern Folge des Klimawandels.