Lexikon des Agrarraums

UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung ist der Teil des Sonnenspektrums zwischen einer Wellenlänge von 100 und 400 nm, also zwischen der Röntgenstrahlung (< 100 nm) und dem sichtbaren Licht (400-780 nm). Das Band der UV-Strahlung wird wiederum in die drei Teilbereiche UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) und UV-C (100-280 nm) unterteilt. UV-C Strahlung hat die höchste Energie und birgt potentiell die größte Gefahr für biologische Systeme, da es stark mit Proteinen und dem Erbgut (DNA) von lebenden Zellen wechselwirken kann. Diese Strahlungsart hat aber nur eine untergeordnete Bedeutung für die Umwelt, da sie bereits vollständig von der Atmosphäre absorbiert wird und nicht zur Erdoberfläche vordringen kann. Die energieärmere UV-A Strahlung wird nur zu einem geringen Teil durch die Atmosphäre herausgefiltert und erreicht nahezu vollständig die Erdoberfläche.

Die UV-B Strahlung, die lebenden Systemen ebenfalls potentiell gefährlich sein kann, wird aufgrund der Absorption durch Ozon in der Stratosphäre stark geschwächt. Die aktuelle Reduktion der stratosphärischen Ozonschicht verursacht eine Zunahme der die Erdoberfläche erreichenden UV-B Strahlung (nachgewiesen für die Südhemisphäre, für die Nordhemisphäre durch Modellrechnungen angenommen). Die schädigende Wirkung der UV-B Strahlung für lebende Systeme beruht darauf, daß viele biologische Moleküle (Nukleinsäuren, Strukturproteine, Enzyme, Pigmente etc.) die Strahlung in diesem Spektralbereich absorbieren und dadurch Veränderungen an diesen Molekülen hervorgerufen werden. Die schädliche Wirkung ist dabei abhängig von der Wellenlänge: Bei 300 nm z.B. ist die Wirkung 1.000 mal stärker als bei 310 nm und 10.000 mal stärker als bei 320 nm.

Die Folgen sind negative Auswirkungen auf Wachstum, Morphologie und auch Reproduktion der betroffenen Pflanzen. Hinzu kommen Indizien, daß die Konkurrenzfähigkeit gegenüber Unkräutern, die Pollenreifung und die Blühinduktion abnehmen können. Bisherige Versuche mit Kulturpflanzen ergaben eine UV-B-Empfindlichkeit bei mehr als der Hälfte, mit je nach Pflanzenart unterschiedlichen Schäden. Eine Verminderung der Ernteerträge ist demnach wahrscheinlich. Auch die Qualität der Pflanzen wird - meist negativ - verändert.
Die Zunahme der UV-B Strahlung hat nicht nur Auswirkungen auf terrestrische Ökosysteme. Da UV-B Strahlung etwa bis zu einer Tiefe von 25 m in Wasser eindringt, wird nach Modellrechnungen ein Rückgang von 6 % bis 12 % der Phytoplanktonproduktion erwartet, wenn über der Antarktis das Gesamtozon von 300 DU (Dobson Unit) auf 200 DU abnimmt und dadurch die UV-B Strahlung zunimmt. Damit wird eine wichtige Senke für Kohlendioxid (Bindung von CO₂ durch Assimilation) beeinträchtigt und der anthropogene Anteil des Treibhauseffekts verstärkt mit entsprechenden Konsequenzen für Klima und Landbau(zonen).