Wissen - Klimawandel


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Ökosysteme im Wandel Tiere und Pflanzen im Klimastress

In der Tier- und Pflanzenwelt sind längst die Folgen des Klimawandels zu spüren. Experten fürchten, dass ein großer Teil durch die Klimaerwärmung aussterben könnte - auch in Bayern.

Stand: 25.09.2014

Den Eisbären in der Arktis schmilzt der Lebensraum unter den Tatzen weg, doch das sind nur die prominentesten Verlierer im Klimawandel. Denn der macht sich auf der ganzen Welt bemerkbar, auch bei uns in Bayern. Jede einzelne Tier- und Pflanzenart muss reagieren. Denn jedes Grad Erwärmung hat Folgen.

Wer eine empfindliche Nase hat, hat einen Effekt längst gemerkt: Allergiker bekommen mehr Pollen ab. Die milderen Temperaturen sorgen bei uns für eine längere Pollenflugsaison. Die Hasel beginnt beispielsweise schon im Dezember zu blühen. Und nicht nur das: Ganz neue Pflanzenarten wie Ambrosia werden bei uns heimisch, die immer öfter Allergien hervorrufen. Insgesamt steigt die Pollenbelastung in Europa und wird durch die Klimaerwärmung weiter zunehmen, fürchten Forscher wie die Ökoklimatologin Annette Menzel von der TU München.

Die neuen Arten quälen nicht nur Allergiker, sondern auch die heimische Pflanzenwelt, der Verdrängung droht. Verdrängt wird die aber schon allein durch die steigenden Temperaturen, ebenso wie die Tierwelt.

Der Goldregenpfeifer

Der Klimawandel hat deutliche Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, stellt das Bundesamt für Naturschutz in einer am 17. September 2012 veröffentlichten Studie fest: 63 von 500 in Deutschland streng zu schützende Tierarten werden vom Bundesamt als sogenannte "Hochrisiko-Arten" eingestuft. Sie sind schon jetzt sehr selten - und reagieren darüber hinaus auch noch besonders sensibel auf den Klimawandel. Betroffen sind zum Beispiel der Goldregenpfeifer, der Alpensalamander und der Blauschillernde Feuerfalter.

Besonders viele dieser Hochrisiko-Arten leben in Nordost-, Süd- und Südwestdeutschland, also auch in Bayern, und dort am liebsten in Mooren, Wäldern, Trockenrasen, Heidegebieten und Quellen.

Der Klimawandel hat Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem, sagt das Bundesamt. Der Beginn der Apfelblüte hat sich seit 1960 beispielsweise um je fünf Tage pro Jahrzehnt nach vorne verschoben. Weil die Winter wärmer sind, kommen viele Zugvögel auch früher aus ihren Winterquartieren zurück: Mönchsgrasmücke und Gartenrotschwanz gehören dazu.

Klima bringt Tiere in Bedrängnis

Klimawandel setzt Rentieren in der Nordpolregion zu

Welche Folgen die Erderwärmung für einzelne Tierarten haben kann, untersuchten norwegische Forscher vom Institut für Naturforschung in Tromsö am Beispiel von Rentieren und Feldmäusen. Beide Säugetierarten reagieren ähnlich auf milde Winter und damit einhergehende Regenfälle. Regen statt Schneefall führt zu mehr Bodeneis im Winter. Das Eis bedeckt die Futterpflanzen, sodass die Tiere weniger zu fressen finden und verhungern. Dies ist das Ergebnis einer Langzeitstudie von 1995 bis 2011.

Auswandern – doch wohin?

Die Rentiere und Fledermäuse könnten auf Wanderschaft gehen. Doch wohin müssen Tiere ziehen, um sich den geänderten Klimabedingungen anzupassen? Dieser Frage sind Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Nürnberg-Erlangen (FAU) zusammen mit Kollegen aus Australien, Großbritannien und den USA nachgegangen. Denn einfache Antworten gibt es nicht: Auch wenn die Durchschnittstemperatur auf der Erde um 0,7 Grad Celsius angestiegen ist, gibt es Regionen, in denen es langfristig nicht wärmer, sondern kälter wird.

Erdoberfläche im Quadrat

Europa-Karte mit Klimavektoren

Deshalb haben die Forscher die globalen Klimadaten der vergangen 50 Jahre untersucht. Sie teilten dafür die Erdoberfläche auf einer Karte in viele Quadrate auf und notierten für jedes Kästchen, wie sich die Temperatur dort entwickelt hat. Mit kleinen Pfeilen, sogenannten Klimavektoren, haben die Wissenschaftler zudem festgehalten, in welche Richtung und mit welcher Geschwindigkeit sich die Klimaregionen über Kontinente oder Ozeane bewegen.

Quellen, Senken und Korridore

Das Forscherteam konnte damit nachweisen, dass Tiere und Pflanzen den klimatischen Veränderungen folgen. Es stellte sich heraus, dass für das Überleben der einzelnen Arten nicht so sehr die absolute Temperaturveränderung entscheidend ist, sondern die Geschwindigkeit und die Richtung der Klimaveränderung. Drei unterschiedliche Bereiche konnten die Wissenschaftler identifizieren.

Unterschiedliche Klimabereiche

Klimakorridore

Klimakorridore sind Gebiete, in denen die klimatischen Bedingungen aus verschiedenen angrenzenden Regionen zusammentreffen und sich schließlich in eine Richtung weiterbewegen. Ein Beispiel für eine solche Region ist Süddeutschland und damit auch Bayern.

Klimaquellen

Klimaquellen sind Gebiete, in denen ein neues Klima entsteht, das es in angrenzenden Regionen nicht gibt. Viele Arten wandern aufgrund des neuen Klimas aus, aber keine neuen Arten zu. Die größte Klimaquelle lässt sich um den Äquator ausmachen. Die Temperaturen steigen an und zwingen viele Tiere zum Auswandern, doch neue Arten aus heißeren Gebieten können nicht zuwandern, da sie nicht direkt an die Äquatorgebiete grenzen.

Klimasenken

Klimasenken sind Regionen, in denen ein lokales Klima ganz verschwindet. Hier wird das Auswandern der Tiere durch natürliche Barrieren verhindert. Ein Beispiel hierfür sind Gebirge. Erwärmen sich die Temperaturen dauerhaft, können Tiere zunächst in höhere Regionen wandern. Doch irgendwann sind die Gipfel erreicht und eine Umkehr ins Tal aufgrund wärmerer Temperaturen nicht mehr möglich.

Die Senken und Quellen machen derzeit 18 Prozent der Erdoberfläche aus. Hier ist nach Ansicht der Forscher langfristig am ehesten mit einem Artensterben zu rechnen. Bis zum Ende des Jahrhunderts werde sich ihre Größe zudem verdoppeln.

Komplexes System gerät ins Wanken

Doch auch in den Korridoren könnte sich die Anzahl der Arten verändern. Denn das komplexe Zusammenspiel heimischer Arten wird durch die Zuwanderung der „Klima-Flüchtlinge“ durcheinandergewürfelt. Den Forschern zufolge wird es dabei Gewinner und Verlierer geben.

Vögel und Schmetterlinge flattern hinterher

Der Segelfalter kann den klimatischen Verschiebungen besser folgen als viele andere Arten.

In Europa haben sich die Temperaturen in den vergangenen beiden Jahrzehnten schneller erhöht, als sich die beiden Tiergruppen anpassen konnten: Vögel liegen 212 Kilometer, Schmetterlinge 135 Kilometer gegenüber der Temperaturerhöhung und folglich der Verschiebung ihre Lebensräume gen Norden zurück. Zu diesen Ergebnissen kam im Januar 2012 eine Studie des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ). Problematisch ist nicht nur, dass die europäischen Vögel und Schmetterlinge dem Klimawandel nicht schnell genug hinterherziehen können, sondern auch, dass Lebensgemeinschaften auseinandergerissen werden: Viele Vogelarten ernähren sich von den Raupen bestimmter Schmetterlingsarten. Bestimmte Schmetterlinge wiederum brauchen spezielle Pflanzen zum Leben. Je spezialisierter eine Art ist, umso gefährlicher wird die Lebensraumverschiebung für sie.
Die Studie kann zwar nicht zeigen, wie sehr einzelne Arten vom Klimawandel beeinflusst werden. Was aber schon jetzt deutlich wird: Kälteliebende Arten gehen zurück, wärmeliebende Arten nehmen zu.

Lebensräume - im Wandel und im Weichen

In Bayern sind laut Experten rund ein Drittel der heimischen Arten bedroht. So sind einige Libellenarten wie die Torf-Mosaik-Jungfer oder die Mond-Azur-Jungfer gefährdet, da Feuchtgebiete durch größere Hitze und Trockenheit immer seltener werden.

Andererseits wird der veränderte bayerische Lebensraum für fremde Arten attraktiv, die mit heimischen Arten konkurrieren und sie verdrängen. So ziehen einige unserer Schmetterlinge in den kühleren Norden, während manch tropischer Falter bei uns heimisch wird. Leider auch manch ungeliebter Schädling wie der Eichenprozessionsspinner, der sich inzwischen in Bayern pudelwohl fühlt.

Unter Zugzwang

Ganz deutlich zeigt sich der Klimawandel bei den Zugvögeln: Die verabschieden sich im Herbst später und kehren im Frühjahr eher zurück, der Weißstorch beispielsweise. Manche Vögel wie der Zilpzalp bleiben sogar über den Winter in Bayern. Nur Gewinner? Von wegen! Unser Kuckuck hat dadurch zum Beispiel ein kurioses Problem: Er bleibt weiterhin pünktlich bis April im warmen Süden. Doch wenn er zurückkommt, haben die anderen Vögel längst gebrütet - kein Platz mehr für das ungeliebte Kuckucksei.

Auswirkungen auf die Pflanzenwelt

Pflanzen auf der Flucht

Während Vögel ihrem wandernden Lebensraum hinterherziehen können, ist die Anpassung der Pflanzen an das sich wandelnde Klima weitaus schwieriger. Insbesondere das sensible Ökosystem in der Bergwelt ist massiv bedroht, da die Frostgrenze immer weiter nach oben steigt.

Und der große Klimaschützer Wald leidet inzwischen massiv: Hitze und Trockenheit machen der in Bayern weit verbreiteten Fichte stark zu schaffen. Immer häufigere Orkane fällen ganze Waldbestände. Schädlinge wie der Borkenkäfer breiten sich dagegen im wärmeren Bayern vermehrt aus. Auch die Straßen werden wohl bald nicht mehr mit Ahornalleen gesäumt sein, denn sie verdursten buchstäblich. Stattdessen reihen sich dort vielleicht bald Ginko und Gurkenmagnolie.

Vom CO2 Speicher zur Quelle

Pflanzen spielen eine entscheidende Rolle im globalen Klimasystem: Sie nehmen das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) aus der Luft auf und speichern es in Form von Kohlenhydraten. So verarbeiten sie jährlich 120 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, etwa ein Viertel des von Menschen gemachten Treibhausgases. Erst wenn die Pflanzen selbst verrotten, geben sie den Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre ab.

Wie lang dieser Kreislauf dauert, haben 2014 Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts in Jena herausgefunden. Durchschnittlich ist das Kohlendioxid 23 Jahre in einer Pflanze gespeichert. Die Zahl variiert aber je nach Region sehr stark. In Tropenwäldern gelangt der Kohlenstoff schon nach 14 Jahren wieder in die Atmosphäre, oberhalb von 75 Grad nördlicher Breite erst nach durchschnittlich 255 Jahren. Das liegt an der Temperatur, aber auch am Niederschlag. Denn je wärmer es ist, umso schneller verrotten die Pflanzen. Die Mikroorganismen, die die Pflanzen zersetzen, brauchen aber auch Wasser für ihre Arbeit. Der große Einfluss des Niederschlags wurde bisher zu wenig berücksichtigt, sagen die Jenaer Forscher. Wie gut die Pflanzen CO2 zukünftig speichern, ist unsicher. Durch steigende Temperaturen könnten die Pflanzen und Böden verstärkt Kohlendioxid abgeben und von einer Kohlenstoff-Senke zur Quelle werden.

Landwirtschaft im Klimawandel

Die Agrarfläche wird sich vergrößern.

Nach einer Simulation Münchner Forscher vergrößert sich die landwirtschaftlich nutzbare Fläche bis 2100 weltweit um etwa fünf Millionen Quadratkilometer. Allerdings wird sich laut den Forschern der Ludwig-Maximilians-Universität die Zahl der Ernten zukünftig verringern. Bei der im September 2014 veröffentlichten Simulation untersuchten die Wissenschaftler, wie sich die Erderwärmung auf die Böden auswirkt. Vor allem in China, Kanada und Russland werde mehr Ackerland entstehen. In den tropischen Gebieten Brasiliens, Asiens und Zentralafrikas würden die Bedingungen für die Landwirtschaft sich dagegen verschlechtern. Das Problem: Die hinzukommenden Flächen sind meist nur mäßig für die Landwirtschaft geeignet.

Effizientere Landwirtschaft gefragt

Das ist brisant, denn aufgrund der steigenden Weltbevölkerung wird sich die Nachfrage nach Nahrung bis 2050 voraussichtlich verdoppeln. Außerdem wird immer mehr Agrarfläche gebraucht, denn es wird zunehmend mehr Fleisch gegessen und auch die Pflanzen für Bioenergie benötigen viel Platz. Dennoch sehen die Wissenschaftler Potenzial, der Abnahme von fruchtbarem Ackerland durch effizientere Landwirtschaft entgegenzuwirken.

Auswirkung auf unser Essen

Weizen als Proteinlieferant

Wie beeinflusst der Klimawandel die Pflanzen aber direkt? Wenn immer mehr Kohlendioxid in unsere Atmosphäre gelangt, wird das auf Dauer auch Auswirkungen auf die Nahrungsmittelqualität haben, sagen Forscher aus den USA. Denn das CO2 verhindert, dass in Pflanzen Eiweiße produziert werden. Normalerweise werden Nitrate aus Blättern in solche Proteine umgebaut, die wir Menschen zur Ernährung dringend brauchen. Mit Weizen beispielsweise deckt die Menschheit etwa ein Viertel ihres Bedarfs an Eiweiß. Wenn die Entwicklung so weitergeht fürchten die Forscher, dass sich das Proteinangebot innerhalb der nächsten Jahrzehnte weltweit um mindestens drei Prozent verringern wird.

Bedrohte Bergflora in Bildern


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