Den Kohlenstoff in der Einheit schreibt man mit großem C nach der Grammzahl: g C/m². Das sind Gramm Kohlenstoff, nicht Gramm Zucker oder Trockenmasse. Den Fluss pro Jahr schreibt man g C/(m²·a), wobei a für Jahr steht. Den Anteil gibt man in Prozent der NPP an, der Primärproduktion nach der Atmung der Pflanze selbst.
Man verwechsle nicht den Anteil an der NPP mit dem Anteil an der gesamten Photosynthese GPP: Der zweite ist nur halb so groß. Gramm Kohlenstoff sind nicht Gramm CO₂: Ein Gramm Kohlenstoff entspricht 3,67 Gramm CO₂. Und einen Fluss pro Jahr darf man nicht mit einem Vorrat verwechseln: Das Myzel kann weniger wiegen als der Kohlenstoff, der in einer Saison durch es hindurchgegangen ist.
Die Sonne pulsiert über der Fichte. Bernsteinfarbene Zuckertropfen laufen am Stamm und an der Wurzel hinunter in den Buchstaben C. Der Buchstabe ist der Pilzmantel um eine Wurzelspitze. Aus seiner offenen Seite ziehen die Tropfen weiter durch die Hyphen in den Boden. Auf denselben Hyphen steigen ihnen entgegen grüne Stickstoffteilchen zum Baum auf. Rechts steigt die Marke auf der Skala bis 16,7 % und blitzt auf. Die Aufnahmeanzeige blinkt.
Einheitenblatt
Mykologie Stand 2026-10Mykorrhiza %, g C/(m²·a)
Abgeleitete SI-Einheit · Größe: Kohlenstofffluss von der Pflanze zum Pilz je Flächeneinheit und sein Anteil an der Produktion
Die Fichte bezahlt den Pilz mit Zucker
Im Jahr 2001 schälten schwedische Forstleute einen schmalen Rindenring von Kiefern ab. Die Bäume starben nicht sofort: Das Wasser stieg weiter zu den Nadeln. Aber der Zucker aus den Nadeln erreichte die Wurzeln nicht mehr. Nach zwei Monaten gab der Boden unter diesen Kiefern fast halb so viel Kohlendioxid ab wie unter den Nachbarbäumen.
Die Hälfte dieses Gases atmeten die Wurzeln zusammen mit den Pilzen an ihnen aus. Die Wurzelspitzen von Fichte und Kiefer sind in einen Pilzmantel gehüllt. Von ihm gehen Hyphen in den Boden. Der Pilz erhält vom Baum Zucker und bringt dafür Stickstoff, Phosphor und Wasser, die er aus einem riesigen Bodenvolumen sammelt. Ein solches Bündnis heißt Mykorrhiza.
Den Preis des Bündnisses misst man mit zwei Zahlen. Die erste ist der Anteil: wie viel Prozent der Nettoproduktion des Baums an den Pilz gehen. Die zweite ist der Fluss: wie viele Gramm Kohlenstoff pro Jahr der Pilz von einem Quadratmeter Wald erhält. Im Fichtenwald ist das etwa ein Sechstel der Produktion, rund 90 g C pro Quadratmeter und Jahr.
01 · Definition
Photosynthese · Atmung · PilzanteilIm Lauf eines Jahres bindet ein Wald viel Kohlenstoff aus der Luft. Diese Bruttophotosynthese nennt man GPP. Etwa die Hälfte verbraucht der Baum sofort für die eigene Atmung. Der Rest, die Nettoprimärproduktion NPP, geht in den Zuwachs von Holz, Nadeln und Wurzeln und in die Bezahlung der Pilze.
Der Mykorrhizaanteil ist der Kohlenstofffluss zu den Pilzen, geteilt durch die NPP. Man gibt ihn in Prozent an. Den Fluss selbst gibt man in Gramm Kohlenstoff pro Quadratmeter und Jahr an. Kohlenstoff zählt man getrennt von den übrigen Atomen, damit sich Zucker, Holz und ausgeatmetes Gas in denselben Einheiten addieren lassen.
Der Anteil ist nicht konstant. Enthält der Boden viel verfügbaren Stickstoff, nimmt der Baum ihn selbst auf und zahlt dem Pilz weniger. Ist Stickstoff knapp, wächst der Anteil. Darum verringern Dünger und Stickstoffeintrag aus der Luft die Mykorrhiza, während sie auf armen nördlichen Böden am großzügigsten ist.
Wie viel der Baum dem Pilz zahlt
Oben sieht man Pflanze und Boden im Schnitt. Bernsteinfarbene Tropfen sind Zucker, der von den Blättern zu den Wurzeln und weiter zum Pilz fließt. Grüne Teilchen sind Stickstoff, den der Pilz an die Pflanze abgibt. Violett ist der Pilz dargestellt: Mäntel auf den Wurzelspitzen und Hyphen im Boden. Mit den Reglern stellt man Licht, Bodenstickstoff und Feuchtigkeit ein. „Ringeln“ entfernt einen Rindenring: Der Zucker bleibt an der Schnittstelle stehen. „¹³C-Markierung“ schickt eine Portion markierten Kohlenstoffs los, und man sieht, wie schnell sie den Pilz erreicht. Unten gibt es drei Ansichten. „Fluss“ zeigt, wohin sich der Kohlenstoff verteilt. „¹³C-Markierung“ zeigt, wo die Markierung nach Tagen sitzt. „Stickstoff“ zeigt, wie der Anteil des Pilzes sinkt, wenn der Boden mehr Stickstoff enthält.
Eine Hyphe ist hundertmal dünner als eine Wurzel
Eine Feinwurzel der Fichte ist etwa einen halben Millimeter dick. Eine Hyphe misst etwa drei Mikrometer. Aus derselben Menge Kohlenstoff baut der Pilz viel mehr Länge auf und durchdringt ein viel größeres Bodenvolumen. Darum lohnt es sich für den Baum, den Pilz zu bezahlen, statt selbst Wurzeln zu bauen, solange Stickstoff knapp ist. Fügen Sie mit der Taste „×2 Stickstoff“ Stickstoff hinzu: Der Anteil des Pilzes sinkt, weil der Baum den Stickstoff nun direkt aufnimmt.
02 · Umrechnung
Kohlenstoff · CO₂ · Zucker · Maßstab des PlanetenVon Gramm Kohlenstoff zu Tonnen CO₂
Geben Sie den Fluss zum Pilz in einer beliebigen Einheit ein. Die erste Registerkarte rechnet ihn in Kohlenstoff, CO₂, Glucose und den Anteil an der Produktion des Fichtenwalds um. Die zweite zeigt Anteil und Fluss in verschiedenen Wäldern nach dem Blattmodell. Die dritte überträgt den Fluss von einem Quadratmeter auf Hektar, Land und Planet.
Durch die Pilze geht viel Kohlenstoff, aber nur wenig bleibt hängen. Den größten Teil atmet der Pilz binnen Tagen und Wochen wieder aus, ein Teil geht in die organische Bodensubstanz. Darum bedeuten 90 g C pro Jahr nicht, dass der Boden jedes Jahr 90 g C dazugewinnt.
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04 · Messgeräte
¹³C-Kammer · Massenspektrometer · Ringeln · MinirhizotronMan markiert den Kohlenstoff und sucht ihn dann
Kammer mit ¹³C-Markierung
Ein junger Baum wird mit einer durchsichtigen Kammer abgedeckt, und einige Stunden lang bekommt er Luft mit Kohlendioxid aus dem schweren Isotop ¹³C. Der Baum bindet es genauso wie gewöhnliches. Danach entnimmt man in gleichen Abständen Proben von Nadeln, Wurzeln, Hyphen und dem Gas, das der Boden ausatmet. Daran, wo und wann die Markierung auftaucht, sieht man, welcher Anteil des Kohlenstoffs zu den Pilzen gegangen ist und in wie vielen Tagen.
Isotopenverhältnis-Massenspektrometer
Die Probe wird verbrannt, und ihr gesamter Kohlenstoff wird zu CO₂. Die Moleküle werden beschleunigt und durch einen Magneten geschickt. Schwere Moleküle mit ¹³C werden etwas weniger abgelenkt und treffen auf den benachbarten Empfänger. Aus dem Verhältnis der Ströme in den Empfängern berechnet das Gerät, um das Wievielfache die Probe mehr schweren Kohlenstoff enthält als der Standard. Diese Zahl schreibt man in Promille als δ¹³C.
Ringeln
Der Zucker fließt in der dünnen Schicht unter der Rinde nach unten, das Wasser steigt im Holz nach oben. Entfernt man vom Stamm einen Rindenring, bleibt der Zucker an der Schnittstelle stehen, während das Wasser weiterfließt. Der Baum lebt noch, aber Wurzeln und Pilze bekommen keinen Kohlenstoff mehr. Daran, wie stark die Bodenatmung gesunken ist, erkennt man, welchen Teil von ihr Wurzeln und Pilze lieferten.
Minirhizotron
Ein durchsichtiges Rohr wird schräg in den Boden eingegraben. In ihm fährt eine kleine Kamera und fotografiert einmal in der Woche die Wand in immer denselben Tiefen. Auf den Bildern sieht man, wie Wurzeln wachsen und absterben und wie Hyphen austreiben. Aus Zahl und Länge der Hyphen auf den Bildern schätzt man, wie viel Kohlenstoff der Pilz in sein Wachstum steckt und wie schnell er ihn verliert.
05 · Schreibregeln
Kohlenstoff · Zeitraum · Bezugsgröße des AnteilsMan schreibt, dass es Kohlenstoff ist, für welchen Zeitraum und wovon der Anteil gilt
Den Fluss schreibt man in Gramm Kohlenstoff, mit dem Buchstaben C nach dem Gramm, und mit Angabe des Zeitraums. Den Anteil schreibt man zusammen mit der Größe, auf die er sich bezieht: NPP, GPP oder die Photosynthese des Markierungstages.
Ohne den Buchstaben C und ohne Zeitraum ist unklar, Gramm wovon und in welcher Zeit. „Prozent Kohlenstoff“ sagt nicht, auf welche Größe es sich bezieht. 91 g Kohlenstoff sind 334 g CO₂, nicht 91. Die Abweichung der Isotopenzusammensetzung schreibt man in Promille, nicht in Prozent, und gibt den Standard an. Und ein Anteil an der GPP ist etwa halb so groß wie derselbe Anteil an der NPP.
06 · Benachbarte Einheiten
MykologieDer Kohlenstoff, den der Baum dem Pilz gibt, wird zu Myzel; dessen Masse pro Hektar berechnet das Nachbarblatt. Wie schnell Hyphen austreiben, zeigt das Blatt über das Myzelwachstum. Und über das Maß des Kohlenstoffs als Stoffmenge, das Mol, berichtet die SI-Basiseinheit.
Wohin der bezahlte Kohlenstoff geht.
K_rKolonierand, mm/d.
mol12 g Kohlenstoff sind ein Mol Atome.
07 · Historischer Teil
Archiv · von „Pilzwurzel“ bis 13 GigatonnenWie man den Preis des Bündnisses berechnete
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Ein Gramm Kohlenstoff ist kein Gramm Zucker
Der Zucker Glucose besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Der Kohlenstoff macht darin 72 Teile von 180 aus. Darum ist ein Gramm Kohlenstoff zweieinhalb Gramm Glucose. Und wenn die Pilze denselben Kohlenstoff ausatmen, ergibt das 3,67 Gramm CO₂.
Um nicht durcheinanderzukommen, gibt man in der Ökologie den gesamten Kohlenstoff in einem Maß an, in Gramm Kohlenstoff selbst. Eine Probe von Nadeln, Wurzel oder Boden wird in eine Zinnkapsel gewickelt und bei tausend Grad verbrannt. Der gesamte Kohlenstoff geht in CO₂ über, und das Gerät zählt dessen Menge. So bestimmt der Standard ISO 10694 den Kohlenstoff im Boden.
Rechts steht derselbe Gedanke auf einer Waage. In der linken Schale liegen 2,5 Gramm Zucker, in der rechten 1 Gramm Kohlenstoff, der darin steckt. Die Waage ist nicht im Gleichgewicht, aber die Rechnung in Gramm Kohlenstoff geht auf.
Die sieben SI-Basiseinheiten
Größenkatalog
Mykologie und Kohlenstoff · 12 Pässe
Ein Tropfen Säure ändert die Farbe des Safts, Salz färbt die Flamme, Wasser gefriert durch ein Klopfen. Darunter alle Simetrium-Blätter, nach Fachgebieten und alphabetisch.
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