Waldbrände und Bodenemissionen erhöhen die Luftverschmutzung in abgelegenen Wäldern

Satellitendaten aus allen kalifornischen Landschaften zeigen einen Anstieg des Stickstoffdioxidgehalts in abgelegenen Waldgebieten, und laut einem heute in der Zeitschrift Environmental Research Letters veröffentlichten Artikel der University of California, Davis, sind Waldbrände und Bodenemissionen wahrscheinlich die Gründe dafür.

Stickstoffdioxid ist in der Atmosphäre nur von kurzer Dauer, spielt jedoch eine zentrale Rolle bei der Bildung der Schadstoffe Ozon und Feinstaub, die beim Menschen zu Atemwegserkrankungen und Asthma führen sowie Pflanzen und Ernteerträge schädigen können.

Die Forscher untersuchten die sommerlichen Oberflächen- und Satellitenkonzentrationen von Stickstoffdioxid zwischen 2009 und 2020 und stellten fest, dass die Werte in städtischen Gebieten in ganz Kalifornien um 2–4,5 % pro Jahr zurückgingen, während die Konzentrationen auf dem Land relativ konstant blieben und abgelegene Wälder einen Anstieg von etwa 4,2 % verzeichneten % pro Jahr.

„Waldgebiete verzeichnen im Sommer eine stetige, schnelle Zunahme“, sagte der Biomikrometeorologe Ian Faloona, leitender Autor des Artikels und Professor am Department of Land, Air and Water Resources. „Der Trend ist alarmierend.“

Für die Forschung untersuchten Wissenschaftler die Stickstoffdioxidwerte an der Oberfläche, die vom Staat und dem NASA-Satelliten Aura erfasst wurden. Sie sortierten die Stickstoffdioxidbereiche in der Atmosphäre nach Oberflächentemperatur und Bodenfeuchtigkeit. Außerdem wurde eine kalifornische Datenbank mit Brandvorfällen herangezogen, um Land in eine von fünf Kategorien einteilen zu können: städtisch, bewaldet, Ackerland, Buschland und unfruchtbar (wenig Vegetation).

Kontrollen von Verbrennungsmotoren und anderen Emittenten fossiler Brennstoffe haben zu einer Reduzierung des Stickstoffdioxidgehalts in städtischen Gebieten geführt, in denen die meisten Luftverschmutzungsmonitore aufgestellt sind. Kontinuierliche Satellitendaten trugen dazu bei, das Bild in weniger überwachten Regionen zu vervollkommnen, und stellten fest, dass sich der Effekt nicht in ländlichen Gebieten und abgelegenen Wäldern widerspiegelt. Dort korrelieren Waldbrände und Emissionen aus Böden, insbesondere landwirtschaftlich genutzten Böden mit Düngemitteleinsatz, mit einem Anstieg des Stickstoffdioxidgehalts, sagte Faloona.

Die Ergebnisse könnten als Grundlage für künftige politische Entscheidungen dienen, wenn die Regulierungsbehörden eine weitere Reduzierung des Schadstoffs anstreben. Da aktuelle Emissionsmanagementmaßnahmen die Emissionen fossiler Brennstoffe weiterhin reduzieren, müssen sich die Regulierungsbehörden mit anderen Quellen befassen, die in der Vergangenheit im Schatten traditioneller Verbrennungsquellen standen.

Diese werden in der künftigen Luftqualitätspolitik eine immer wichtigere Rolle spielen. „Böden und insbesondere Waldbrände werden tatsächlich zum Steuermann unserer Luftverschmutzung“, sagte Faloona. „Wir müssen große Anstrengungen unternehmen, um die Auswirkungen von Waldbränden einzudämmen und unsere Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden besser zu verstehen.“

Gebiete mit hohem Düngemitteleinsatz können eine Quelle von Stickstoffdioxidemissionen sein, da Mikroben mit den Nutzpflanzen um Stickstoff konkurrieren und gasförmige Stickstoffverbindungen erzeugen. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um die genaue Rolle von Waldbränden und Böden bei der Zunahme von Stickstoffdioxid in der Umgebungsluft genauer zu klären.

„Unsere Ergebnisse weisen auf Möglichkeiten für verschiedene Maßnahmen und Technologien hin, die zur Reduzierung der Stickstoffdioxidkonzentrationen in ländlichen und wirtschaftlich benachteiligten Gebieten Kaliforniens beitragen können, erfordern jedoch konzertierte Anstrengungen, um die genaue Umweltabhängigkeit von Boden- und Waldbrandemissionen besser zu verstehen“, sagte der Wissenschaftler Autoren schrieben.

Yurun Wang vom Department of Land, Air and Water Resources, der jetzt an der Hong Kong Polytechnic University tätig ist, und der ehemalige UC Davis-Professor Benjamin Houlton, der an der Cornell University tätig ist, trugen zu der Forschung bei.

Das National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums finanzierte die Forschung.

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