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UV-Strahlung


Erhöhte UV-B-Strahlung schadet Pflanzen besonders © Papenfuss – Atelier für Gestaltung
Foto: gleissende Sonne © Papenfuss – Atelier für Gestaltung

Ultraviolette (UV-)Strahlung umfasst einen Wellenlängenbereich von 100 nm bis 400 nm. Dieser kurzwellige Bereich ist der energiereichste Teil der optischen Strahlung und für den Menschen nicht sichtbar. Die UV-Strahlenquelle für das Leben auf der Erde ist die Sonne (BfS).


Ausdünnung der Ozonschicht

Das Ozon der Stratosphäre und Troposhäre absorbiert einen großen Teil der UV-Strahlung, vor allem den kurzwelligen Bereich. Die als „Ozonloch“ bekannte Ausdünnung der Ozonschicht wurde erstmals 1985 über der Antarktis entdeckt – eine Verringerung der Ozonmenge um mehr als 40 % gegenüber 1977. Insgesamt sind derzeit etwa 7 % der Oberfläche der südlichen Halbkugel betroffen. Auch über der Nordhalbkugel ist die Ozonschicht dünner geworden. Mit einer Abnahme von etwa 10 % über den mittleren nördlichen Breiten ist das Ausmaß allerdings deutlich geringer als über der Antarktis. Zurückzuführen ist das vor allem auf die abweichenden klimatischen Bedingungen (LfU 2014).

Ursache für den Ozonabbau sind ozonzerstörende Substanzen, vor allem Chlor- und Bromradikale aus Halogenverbindungen. Halogenverbindungen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) werden hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten freigesetzt. Nachdem dieser Zusammenhang vor mehr als zehn Jahren erkannt wurde, ging die Freisetzung von FCKW und ähnlichen Stoffen durch verschiedene Maßnahmen zurück. Trotzdem ist die Stärke der Ozonschicht nach wie vor reduziert, und mit einer Regeneration ist erst Mitte bis Ende des 21. Jahrhunderts zu rechnen (LfU 2014).

Je nach Wellenlänge, Intensität und Einwirkungsdauer kann UV-Strahlung negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben – von Sonnenbrand über Entzündungen im Auge und allergischen Reaktionen bis hin zu Hautkrebserkrankungen. Ohne den Schutz der Ozonschicht kann vor allem energiereiche UV-B-Strahlung, deren biologische Wirksamkeit sehr hoch ist, den Erdboden vermehrt erreichen.


Gefahr für Mensch und Ökosysteme

Weil Pflanzen standortgebunden und lichtabhängig sind, gefährdet sie eine erhöhte UV-B-Strahlung besonders. Die Strahlung greift an unterschiedlichen Wirkorten (DNA und RNA, Proteine, Lipide, Cytoskelett) und Stoffwechselvorgängen (Photosynthese) der Pflanze an und kann zu direkten Schädigungen sowie zu indirekten morphologischen und chemischen Reaktionen führen. Je nach Spezies und Intensität der Einstrahlung fallen die Auswirkungen von UV-Strahlung auf die Pflanze unterschiedlich aus. Häufig beobachtete Veränderungen betreffen das Wachstum (Biomasseverlust, geringeres Wachstum) und die Reproduktion (verändertes Blühverhalten). Pflanzen haben bereits Schutzmechanismen gegen erhöhte UV-Bestrahlung entwickelt, zum Beispiel die verstärkte Bildung von Pigmenten und reflektierenden Wachsen auf der Blattoberfläche. Zusätzlich verfügen sie über Reparaturmechanismen wie das Enzym Photolyase, das UV-B-geschädigte Erbsubstanz reparieren kann, aber nicht unbegrenzt gebildet wird (Kohmanns & Jungblut 1995).

Mögliche Folgen der Schäden, die UV-B-Strahlung in Pflanzen auslösen, können verminderte Ernteerträge und Qualitätsänderungen der Pflanzen sein, wie zum Beispiel die Produktion giftiger Inhaltsstoffe. In Ökosystemen kann es zu Störungen des ökologischen Gleichgewichts kommen (Kohmanns & Jungblut 1995).

Links

Gefahren der UV-Strahlung bein BMUB und BfS 

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