CO2-Kompensationspunkt
# CO2-Kompensationspunkt

Der $CO_2-Kompensationspunkt$ (Γ) einer Pflanze gibt an, ab welcher Kohlenstoffdioxidkonzentration, speziell in den Interzellularen des Blattes, die $CO_2-Aufnahme$ (Photosynthese) und $CO_2-Abgabe$ (Atmung, Photorespiration) im Gleichgewicht stehen. Über diesem Wert findet damit eine Netto-Photosynthese statt und damit ein Kohlenstoffgewinn. Darunter überwiegt die Atmung, so dass die Pflanze in der Bilanz Kohlenstoff verliert. Im Gleichgewicht findet damit kein $CO_2-Nettofluss$ statt.

Γ hängt stark von der Temperatur und dem Weg der $CO_2-Fixierung$ ab $(C_3-$ oder $C_4-Pflanze).$

## Hintergrund

Die Photosynthese ist von einigen abiotischen Faktoren abhängig, die sich auch gegenseitig beeinflussen. Dabei gilt das Gesetz des Minimums: Wenn einer der Faktoren begrenzend wird, drosselt er das gesamte System.

Einer dieser Faktoren ist die $CO_2-Konzentration,$ da in der Photosynthese Kohlenstoffdioxid fixiert wird. Unter der Voraussetzung, dass die Lichtmenge hoch genug ist und nicht selbst zum limitierenden Faktor wird, hat man beobachtet, dass die Photosyntheseleistung steigt, wenn die $CO_2-Konzentration$ der umgebenden Atmosphäre erhöht wird. Dieser Prozess ist limitiert – die Photosyntheserate folgt einer Sättigungskurve, so dass bei ausreichend hohen Konzentrationen keine Steigerung beobachtet wird. Umgekehrt übersteigt die Kohlenstoffdioxidfreisetzung der Atmung und der Photorespiration die $CO_2-Fixierung$ der Photosynthese, falls die $CO_2-Konzentration$ zu stark abfällt. Der Punkt, an dem beide Prozesse im Gleichgewicht ablaufen, nennt man den $CO_2-Kompensationspunkt.$

Für die Betrachtung der $CO_2-Abhängigkeit$ ist die interne $CO_2-Konzentration$ des Blattes, insbesondere in den Interzellularen, maßgeblich. Diese hängt natürlicherseits von der atmosphärischen $CO_2-Konzentration$ sowie verschiedenen pflanzeninternen Faktoren ab.

## $C_3-Pflanzen$

Für die meisten höheren Pflanzen liegt der $CO_2-Kompensationspunkt$ zwischen 30 und 60 µl/l (entspricht etwa 10–20 % der natürlichen $CO_2-Konzentration$ der Luft, etwa bei 0,005–0,010 Vol.-% $CO_2).$ Die Sättigung wird bei etwa 0,05–0,10 Vol.-% $CO_2$ erreicht.

## $C_4-Pflanzen$

$C_4-Pflanzen$ verfügen über einen energiebetriebenen, internen $CO_2-Anreicherungsmechanismus.$ Damit sind die Γ-Werte dieser Pflanzen sehr viel niedriger als bei $C_3-Pflanzen$ (< 0,001 Vol.-%).

## Bedeutung

Die Höhe des $CO_2-Kompensationspunktes$ gibt die Effektivität der Photosyntheseleistung wieder. Ist Γ niedrig, so wird eine $CO_2-Fixierung$ gegenüber der Abgabe effektiv betrieben – das Blatt zeigt damit eine hohe Affinität gegenüber $CO_2.$ Dagegen bedeutet ein hohes Γ, dass die Effektivität der $CO_2-Aufnahme$ gering ist.

Bei steigenden Temperaturen kommen verstärkt die Effekte der Photorespiration bei $C_3-Pflanzen$ zum Tragen, die den Kohlenstoffgewinn mindern. Gegenüber $C_3-Pflanzen,$ gerade bei Temperaturen oberhalb von 25 °C, genießen $C_4-Pflanzen$ aufgrund der aktiven $CO_2-Anreicherung$ einen ökophysiologischen Vorteil. Daher sind sie in warmen und heißen Klimazonen weitaus weiter verbreitet als $C_3-Pflanzen.$

