Klimawandel - Benutzerbeiträge [de-formal]

Waldbrände im Amazonas-Regenwald

2017-11-13T10:40:43Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

Der [[Klimaänderungen im Amazonasgebiet|Amazonas-Regenwald]] stellt mit fast 6 Mio km<sup>2</sup> den größten tropischen Regenwald der Erde dar. Er beherbergt schätzungsweise 20 % der pflanzlichen und tierischen Arten der Erde. Seine großen Flüsse stehen für 18 % der Süßwasserzufuhr in die Ozeane. In den letzten 30 Jahren sind allein im brasilianischen Amazonasgebiet 600 000 km<sup>2</sup> Waldfläche durch Abholzung und Brände vernichtet worden. Bei Fortsetzung des gegenwärtigen Trends könnten bis 2050 mehr als die Hälfte des Waldes verschwunden sein.<ref name="IPCC 2014">IPCC (2014): Climate Change 2014, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, Box 4-3</ref>

Neben Südostasien ist das Amazonasgebiet dem Druck von wirtschaftlichen Aktivitäten wie Sojaanbau, Viehweide, Holzgewinnung, kleinbäuerlichem Anbau und Straßenbau besonders stark ausgesetzt, die den Regenwald von den Rändern her, teilweise aber auch in den Kernzonen zerstören. Diese Aktivitäten begünstigen die Entstehung und Ausbreitung von Feuer, das wiederum nicht selten auch als Instrument zur Waldbeseitigung eingesetzt wird.<ref name="Barlow 2008">Barlow, J., and C.A. Peres (2008): Fire-mediated dieback and compositional cascade in an Amazonian forest. Philosophical Transactions of the Royal Society B 363(1498): 1787-1794. doi: 10.1098/rstb.2007.0013</ref>
[[Bild:Amazonas_deforestation.jpg|thumb|420px|Waldbrände und Waldvernichtung in Rondonia (brasilianisches Amazonasgebiet). Die hellen Flächen zeigen in den meisten Fällen frisch gerodete Ackerflächen entlang von neu angelegten Straßen.]]

== Waldbrände früher und heute ==

In der Evolutionsgeschichte des Amazonasgebietes sind [[Waldbrände]] eher selten: Naturbelassene Regenwälder sind unter Normalbedingungen feucht genug, um Brände zu verhindern, da sie durch ihre [[Verdunstung|Evapotranspiration]] auch gleichzeitig genügend Niederschlag generieren. Der Amazonas-Regenwald war bisher durch seinen hohen Feuchtigkeitsgehalt und sein dichtes Blätterdach relativ resistent gegenüber Waldbränden. Ein geschlossenes Blätterdach in einem intakten Wald lässt in der Regel keine großen Brände entstehen. Selbst an den heißesten Tagen übersteigen die Temperaturen kaum 28 °C. Dem Feuer fallen dann eher kleinere und niedrigere Bäume zum Opfer. Typische Brände zerstören zwar 40 % der Bäume, aber nur 10 % der Biomasse, da die großen Bäume dem Feuer widerstehen. Die Feuerfront bewegt sich nur 100-150 m pro Tag voran, kann aber über Wochen und Monate aktiv bleiben.<ref name="Cochrane 2009">Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref> Während der Trockenzeit kann es jedoch zu größeren Bränden in der bodennahen Vegetation oder von isolierten Bäumen kommen. Aber auch diese Feuer bewegen sich meist langsam und sind eher schwach, sodass sie nachts durch die erhöhte relative Feuchte des Regenwaldes schnell wieder erstickt werden und nur wenig Schaden anrichten.<ref name="Brando 2014">Brando, P.M., J.K. Balch, D.C. Nepstad, D.C. Morton, F.E. Putz et al. (2014): Abrupt increases in Amazonian tree mortality due to drought-fire interactions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111(17), 6347–52</ref> Das Wiederkehrintervall solcher Brände lag unter natürlichen Bedingungen wahrscheinlich bei 500 bis 1000 Jahren.<ref name="Pivello 2011">Pivello, V.R. 2011. The use of fire in the cerrado and Amazonian rainforests of Brazil: past and present. Fire Ecology 7(1): 24-39. doi: 10.4996/fireecology.0701024</ref>

Wegen der Seltenheit von natürlichen Waldbränden ist die Mehrheit der Vegetation und der Tierarten im Amazonasgebiet an Feuer nicht angepasst. Daher sind einige Pflanzenarten auch bei Bränden von geringer Intensität ernsthaft gefährdet, z.B. weil ihre Samen und Samenbänke zerstört werden. Besonders sich wiederholende Feuer verschärfen diese Gefahren, so dass einige Arten lokal verschwinden können.<ref name="Pivello 2011" />

Schon vor der Ankunft der Europäer haben die Ureinwohner Brasiliens seit 4000-5000 Jahren systematisch Feuer eingesetzt, um das Vordringen des Waldes in die Savanne durch Brände zu verhindern, um Wege und die Umgebung der Häuser frei zu halten, Flächen für den Wanderfeldbau zu schaffen und um Tiere zu jagen oder Abfall zu verbrennen. Zur Zeit der Eroberung durch die Portugiesen gab es im heutigen Brasilien einige Millionen Menschen, von denen manche in großen Dörfern von mehr als 70 000 Einwohnern lebten. Neun Zehntel der indianischen Bevölkerung wurden, meistens infolge von Krankheiten, ausgerottet. Damit ging auch die Feuer-Aktivität bis ca. 1750 zurück.<ref name="Pivello 2011" />

Die Europäer übernahmen zunächst den Gebrauch des Feuers beim Wanderfeldbau, ohne jedoch die sorgfältige und geplante Nutzung des Feuers durch die indigene Bevölkerung beizubehalten. Brände entstehen heute nicht selten versehentlich und in der Trockenzeit, während die indigene Bevölkerung Brände zumeist zum Beginn der Regenzeit gelegt haben. Dadurch erreichen Brände heute oft größere Ausmaße, ereignen sich häufiger und geraten nicht selten außer Kontrolle. Hinzu kommen die bewusst gelegten Feuer im großen Stil, um landwirtschaftliche Flächen zu schaffen oder Straßen durch den Amazonas-Regenwald anzulegen.

== Feuernutzung im Übergangswald ==
[[Bild:Fire feedback Amazonas.jpg|thumb|520 px|Wechselwirkungen zwischen Feuer, Grasinvasion und Klimawandel im Amazonasgebiet]]
Heute wird vor allem im Rahmen der Expansion des Agrobusiness in der Übergangszone zwischen Regenwald und Cerrado (der brasilianischen Savanne), die etwa 400 000 km<sup>2</sup> umfasst, Feuer eingesetzt, wobei die vorhandene Vegetation durch ausgedehnte Viehweiden und Sojafelder ersetzt wird. Der Kahlschlag oder das selektive Herausschlagen großer Bäume geht der Anlage von Bränden häufig voraus. Das Feuer wird dann wiederholt genutzt, um das erneute Wachstum von Holzpflanzen zu verhindern. Im Vergleich zur vorkolumbianischen Zeit hat sich das Feuerregime auf diese Weise deutlich verändert, mit der Folge von Bodendegradation, invasiver Besiedlung und allgemeinem Verlust von Biodiversität. Wenn diese Praktiken mit extremen Wetterereignissen (Dürren) zusammentreffen, die durch [[ENSO|El Niño-Ereigniss]]e oder auch durch Temperaturanomalien im Atlantik verursacht sein können, kann es zu großen, verheerenden Bränden kommen.<ref name="Pivello 2011" /> Dabei dringt das Gras der Savanne in den geschlossenen Laubwald vor und es kommt zu einer vom Feuer ausgehenden positiven Rückkopplung zwischen Bränden und Grasinvasion, die die Grenze zwischen Regenwald und Savanne immer weiter in den Regenwald vorschiebt.

Dieses Vordringen der Grasvegetation in den Regenwald wurde in Mato Grosso durch großräumig angelegte Feuerexperimente in den Jahren 2005-2007 untersucht.<ref name="Balch 2009">Balch, J.K., D.C. Nepstad, and L.M. Curran (2009): Pattern and process: fire-initiated grass invasion at Amazon transitional forest edges, in: M.A. Cochrane (editor): Tropical fire ecology: climate change, land use and ecosystem dynamics, 481-502, Springer Praxis Books, Hei¬delberg</ref> Dabei wurde beobachtet, dass sich das Laubdach des Waldes durch die Brände lichtet und mehr Strahlung auf den Boden gelangt mit der Folge eines trockeneren Mikroklimas. Der Niederschlag wurde weniger stark von der geringeren Pflanzenmasse aufgenommen und floss stärker am Boden ab, was zudem noch durch das Verbrennen des Bodenbewuchses begünstigt wird. In der Folge wurde die Verdunstung herabgesetzt und damit auch die vor Ort entstehenden Niederschläge.

An die so entstandene hellere und trockenere Umgebung sind die Gräser der Savanne besser angepasst als die Pflanzen des Regenwaldes. Bäume werden außerdem eher nachhaltig durch Feuer zerstört als Gräser, da sie anders als Gräser nur selten aus Wurzeln keimen und für das Wachstum länger brauchen. Ein weiterer wichtiger Unterschied ist die Verbreitung der Samen, die bei den meisten tropischen Bäumen durch Vögel, Insekten und andere Tiere erfolgt, die nach einem Brand das Gebiet weitgehend meiden. Bei vielen Grasarten werden dagegen die Pollen durch Wind übertragen, was durch die Zerstörung des Kronendaches durch Feuer erleichtert wird. Auch mit dem geringeren Nährstoffgehalt in den Böden nach starken Bränden kommen Gräser besser zurecht als überlebende Bäume und Sämlinge.<ref name="Balch 2009" />

Das Feuer-Gras-Feedback wird besonders begünstigt durch importierte afrikanische [[Terrestrischer_Kohlenstoffkreislauf#.C3.84nderung_der_heterotrophen_Respiration|C4]]-Grasarten wie Molasse- oder Guineagras als Viehfutter. Ohne ein Laubdach sind diese Gräser den Witterungsbedingungen stärker ausgesetzt, trocknen bei Dürre schnell aus und stellen so ein leicht entzündbares Brennmaterial dar. In Waldgebieten auf Hawaii wurde z.B. beobachtet, dass sich durch die Einführung dieser C4-Grasarten die Feuerhäufigkeit verneunfacht hat.<ref name="Balch 2009" />

== Waldbrände im Kernregenwald ==
[[Bild:Amazonas Sekundärwald Feuer.jpg|thumb|520 px|Stufen der Entstehung von Sekundärwald durch Feuer im Amazonasgebiet: a) durch Feuer nicht beschädigter Wald mit geschlossenem Kronendach, b) durch einmaligen Brand beschädigter Wald mit ca. zur Hälfte zerstörtem Kronendach, c) Wald, der mehrfach gebrannt hat, mit Sekundärvegetation und Zerstörung der Stockwerkstruktur des Regenwaldes.]]
Waldbrände, die auf dem Hintergrund starker Dürren entstehen, können jedoch auch erhebliche Auswirkungen im Kerngebiet des Amazonasregenwaldes haben. So kam es am Ende einer der längsten Dürren seit Menschengedenken infolge des Jahrhundert-El-Ninos 1997/98 im Rio-Maró-Becken im westlichen Pará zu ausgedehnten Waldbränden, die ca. 11 700 km<sup>2</sup> Regenwald erfassten. Zudem erlebte das Gebiet in den Folgejahren weitere, wenn auch kleinere Brände.<ref name="Barlow 2008" /> In vielen Fällen fielen die ausgewachsenen alten Bäume dem Feuer zum Opfer, das Laubdach wurde ausgedünnt und die typische vertikale Struktur des Regenwaldes ging verloren. Drei bis neun Jahre nach dem Feuer wuchsen nur noch brusthohe Bäume mit einem Durchmesser von 10-20 cm heran. Neun Jahre nach dem Brand konnte ein eindeutiger Wandel der Pflanzengemeinschaft hin zu kleinen Bäumen, Büschen und Sämlingen festgestellt werden. Dabei breiteten sich Pionierpflanzen aus, die für einen dichten Wiederbewuchs sorgten, der teilweise den Verlust von Bäumen des Primärwaldes kompensieren konnte. Diese Pioniervegetation ist jedoch selber höchst feueranfällig, wodurch der Prozess der Verarmung des Waldes durch Feuer verstärkt wird. Ein weiterer Faktor ist die Vernichtung der Tierpopulation, vor allem von Vögeln und Insekten, die für die Verbreitung von Samen vieler angestammter Pflanzen verantwortlich ist. Das favorisiert auch im Kernregenwald das Vordringen von Gräsern, deren Samen sich durch Wind verbreiten.

Diese Veränderungen des tropischen Regenwaldes, wie sie etwa auch in Südostasien vorkommen, wurden vielfach als „Savannisierung“ beschrieben. Nach Barlow&Peres (2008) gehen daraus jedoch neue Wälder hervor, die durch kurzlebige Pionierpflanzen bestimmt sind und eher Sekundärwäldern auf degradiertem Boden gleichen als Savannen. Sie besitzen eine deutlich geringere Biomasse als die Primärwälder, sodass der Amazonas sein Potential als CO<sub>2</sub>-Senke weitgehend verlieren könnte.<ref name="Barlow 2008" />

== Der Einfluss des Klimawandels ==

Auch der Klimawandel könnte die Gefahr von Waldbränden im Amazonasgebiet weiter erhöhen. [[Klimaprojektionen Amazonasgebiet|Projektionen von Klimamodellen]] lassen ein deutlich wärmeres und trockeneres Klima für die Zukunft erwarten, so dass der Regenwald des Amazonasgebietes in den nächsten Jahrzehnten wesentlich gefährdeter durch Waldbrände werden könnte. Einzelne Modellberechnungen gehen von einem hohen Temperaturanstieg von bis zu 9 °C und einer Abnahme der jährlichen Niederschläge um 64 % bis 2100 im Amazonasgebiet aus. Zunehmende Dürren, vor allem verursacht durch häufigere El-Niño-Verhältnisse, würden den Regenwald stark dezimieren. Und der trockene Wald werde eine leichte Beute von Bränden werden. Eine Reduktion des Waldbestandes um 50 % bis 2100 wird hiernach für möglich gehalten.<ref name="Cox">Cox PM, Betts RA, Collins M, Harris PP, Huntingford C, Jones CD (2004): Amazonian forest dieback under climate-carbon cycle projections for the 21st century. Theoretical and Applied Climatology, 78, 137–156</ref>

Solche [[Klimamodelle|Modellrechnungen]] sind jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet. So zeigte sich, dass sie die aktuellen Niederschläge weit unter- und die Länge von Trockenzeiten überschätzten. Vor allem aber geben die Modelle die Trockenresistenz der Bäume nicht zutreffend wieder. Ausgewachsene Bäume im Amazonasgebiet beziehen ihr Wasser aus bis zu 10 m Tiefe. Wie die [[Klimaänderungen_im_Amazonasgebiet#D.C3.BCrren|extreme Dürre im Jahre 2005]] zeigte, sind solche Bäume in der Lage, auch längere Niederschlagsdefizite durch Grundwasseraufnahme auszugleichen.<ref name="Cochrane 2009" /> Nach neueren Modellsimulationen wird denn auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Amazonas-Regenwald durch den Klimawandel abstirbt, weniger befürchtet.<ref name="IPCC 2014" /> Bei einer Häufung von Dürren im Gefolge des Klimawandels und einer zunehmenden Fragmentierung der geschlossenen Walddecke durch menschliche Eingriffe ist aber mit einer erhöhten Waldbrandgefahr zu rechnen.<ref name="Cochrane 2009" /> Ob dabei eine Verstärkung El-Niño-artiger Zustände eine Rolle spielen wird, ist nach heutigem Stand der Forschung keineswegs ausgemacht.<ref name="Vecchi 2011">Vecchi, G. A. & Wittenberg, A. T.(2010): El Niño and our future climate: Where do we stand? Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change 1, 260-270</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temperatur_Suedamerika_Jahr_rcp85_diff2.png |Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Regionaldaten zu Südamerika'''] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8657882/suedamerika-verdunstung/ Verdunstung]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Regionales Beispiel von=Waldbrände
|Räumlich Teil von=Waldbrände in den Tropen
|Ähnlich wie=Waldbrände in hohen Breiten
|Ähnlich wie=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Beeinflusst von=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|Beeinflusst von=ENSO
|Beeinflusst von=Dürren im Amazonasgebiet
|Teil von=Wälder im Klimawandel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände in hohen Breiten, Waldbrände Mittelmeerraum, Klimaänderungen Afrika, Klimaprojektionen Afrika, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen Asien, Klimaänderungen in Südasien, ENSO, El Niño 1997/98, Wälder im Klimawandel, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Waldbrände im Amazonas-Regenwald

2017-11-13T10:37:34Z

Anne Felsberg:

Der [[Klimaänderungen im Amazonasgebiet|Amazonas-Regenwald]] stellt mit fast 6 Mio km<sup>2</sup> den größten tropischen Regenwald der Erde dar. Er beherbergt schätzungsweise 20 % der pflanzlichen und tierischen Arten der Erde. Seine großen Flüsse stehen für 18 % der Süßwasserzufuhr in die Ozeane. In den letzten 30 Jahren sind allein im brasilianischen Amazonasgebiet 600 000 km<sup>2</sup> Waldfläche durch Abholzung und Brände vernichtet worden. Bei Fortsetzung des gegenwärtigen Trends könnten bis 2050 mehr als die Hälfte des Waldes verschwunden sein.<ref name="IPCC 2014">IPCC (2014): Climate Change 2014, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, Box 4-3</ref>

Neben Südostasien ist das Amazonasgebiet dem Druck von wirtschaftlichen Aktivitäten wie Sojaanbau, Viehweide, Holzgewinnung, kleinbäuerlichem Anbau und Straßenbau besonders stark ausgesetzt, die den Regenwald von den Rändern her, teilweise aber auch in den Kernzonen zerstören. Diese Aktivitäten begünstigen die Entstehung und Ausbreitung von Feuer, das wiederum nicht selten auch als Instrument zur Waldbeseitigung eingesetzt wird.<ref name="Barlow 2008">Barlow, J., and C.A. Peres (2008): Fire-mediated dieback and compositional cascade in an Amazonian forest. Philosophical Transactions of the Royal Society B 363(1498): 1787-1794. doi: 10.1098/rstb.2007.0013</ref>
[[Bild:Amazonas_deforestation.jpg|thumb|420px|Waldbrände und Waldvernichtung in Rondonia (brasilianisches Amazonasgebiet). Die hellen Flächen zeigen in den meisten Fällen frisch gerodete Ackerflächen entlang von neu angelegten Straßen.]]

== Waldbrände früher und heute ==

In der Evolutionsgeschichte des Amazonasgebietes sind [[Waldbrände]] eher selten: Naturbelassene Regenwälder sind unter Normalbedingungen feucht genug, um Brände zu verhindern, da sie durch ihre [[Verdunstung|Evapotranspiration]] auch gleichzeitig genügend Niederschlag generieren. Der Amazonas-Regenwald war bisher durch seinen hohen Feuchtigkeitsgehalt und sein dichtes Blätterdach relativ resistent gegenüber Waldbränden. Ein geschlossenes Blätterdach in einem intakten Wald lässt in der Regel keine großen Brände entstehen. Selbst an den heißesten Tagen übersteigen die Temperaturen kaum 28 °C. Dem Feuer fallen dann eher kleinere und niedrigere Bäume zum Opfer. Typische Brände zerstören zwar 40 % der Bäume, aber nur 10 % der Biomasse, da die großen Bäume dem Feuer widerstehen. Die Feuerfront bewegt sich nur 100-150 m pro Tag voran, kann aber über Wochen und Monate aktiv bleiben.<ref name="Cochrane 2009">Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref> Während der Trockenzeit kann es jedoch zu größeren Bränden in der bodennahen Vegetation oder von isolierten Bäumen kommen. Aber auch diese Feuer bewegen sich meist langsam und sind eher schwach, sodass sie nachts durch die erhöhte relative Feuchte des Regenwaldes schnell wieder erstickt werden und nur wenig Schaden anrichten.<ref name="Brando 2014">Brando, P.M., J.K. Balch, D.C. Nepstad, D.C. Morton, F.E. Putz et al. (2014): Abrupt increases in Amazonian tree mortality due to drought-fire interactions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111(17), 6347–52</ref> Das Wiederkehrintervall solcher Brände lag unter natürlichen Bedingungen wahrscheinlich bei 500 bis 1000 Jahren.<ref name="Pivello 2011">Pivello, V.R. 2011. The use of fire in the cerrado and Amazonian rainforests of Brazil: past and present. Fire Ecology 7(1): 24-39. doi: 10.4996/fireecology.0701024</ref>

Wegen der Seltenheit von natürlichen Waldbränden ist die Mehrheit der Vegetation und der Tierarten im Amazonasgebiet an Feuer nicht angepasst. Daher sind einige Pflanzenarten auch bei Bränden von geringer Intensität ernsthaft gefährdet, z.B. weil ihre Samen und Samenbänke zerstört werden. Besonders sich wiederholende Feuer verschärfen diese Gefahren, so dass einige Arten lokal verschwinden können.<ref name="Pivello 2011" />

Schon vor der Ankunft der Europäer haben die Ureinwohner Brasiliens seit 4000-5000 Jahren systematisch Feuer eingesetzt, um das Vordringen des Waldes in die Savanne durch Brände zu verhindern, um Wege und die Umgebung der Häuser frei zu halten, Flächen für den Wanderfeldbau zu schaffen und um Tiere zu jagen oder Abfall zu verbrennen. Zur Zeit der Eroberung durch die Portugiesen gab es im heutigen Brasilien einige Millionen Menschen, von denen manche in großen Dörfern von mehr als 70 000 Einwohnern lebten. Neun Zehntel der indianischen Bevölkerung wurden, meistens infolge von Krankheiten, ausgerottet. Damit ging auch die Feuer-Aktivität bis ca. 1750 zurück.<ref name="Pivello 2011" />

Die Europäer übernahmen zunächst den Gebrauch des Feuers beim Wanderfeldbau, ohne jedoch die sorgfältige und geplante Nutzung des Feuers durch die indigene Bevölkerung beizubehalten. Brände entstehen heute nicht selten versehentlich und in der Trockenzeit, während die indigene Bevölkerung Brände zumeist zum Beginn der Regenzeit gelegt haben. Dadurch erreichen Brände heute oft größere Ausmaße, ereignen sich häufiger und geraten nicht selten außer Kontrolle. Hinzu kommen die bewusst gelegten Feuer im großen Stil, um landwirtschaftliche Flächen zu schaffen oder Straßen durch den Amazonas-Regenwald anzulegen.

== Feuernutzung im Übergangswald ==
[[Bild:Fire feedback Amazonas.jpg|thumb|520 px|Wechselwirkungen zwischen Feuer, Grasinvasion und Klimawandel im Amazonasgebiet]]
Heute wird vor allem im Rahmen der Expansion des Agrobusiness in der Übergangszone zwischen Regenwald und Cerrado (der brasilianischen Savanne), die etwa 400 000 km<sup>2</sup> umfasst, Feuer eingesetzt, wobei die vorhandene Vegetation durch ausgedehnte Viehweiden und Sojafelder ersetzt wird. Der Kahlschlag oder das selektive Herausschlagen großer Bäume geht der Anlage von Bränden häufig voraus. Das Feuer wird dann wiederholt genutzt, um das erneute Wachstum von Holzpflanzen zu verhindern. Im Vergleich zur vorkolumbianischen Zeit hat sich das Feuerregime auf diese Weise deutlich verändert, mit der Folge von Bodendegradation, invasiver Besiedlung und allgemeinem Verlust von Biodiversität. Wenn diese Praktiken mit extremen Wetterereignissen (Dürren) zusammentreffen, die durch [[ENSO|El Niño-Ereigniss]]e oder auch durch Temperaturanomalien im Atlantik verursacht sein können, kann es zu großen, verheerenden Bränden kommen.<ref name="Pivello 2011" /> Dabei dringt das Gras der Savanne in den geschlossenen Laubwald vor und es kommt zu einer vom Feuer ausgehenden positiven Rückkopplung zwischen Bränden und Grasinvasion, die die Grenze zwischen Regenwald und Savanne immer weiter in den Regenwald vorschiebt.

Dieses Vordringen der Grasvegetation in den Regenwald wurde in Mato Grosso durch großräumig angelegte Feuerexperimente in den Jahren 2005-2007 untersucht.<ref name="Balch 2009">Balch, J.K., D.C. Nepstad, and L.M. Curran (2009): Pattern and process: fire-initiated grass invasion at Amazon transitional forest edges, in: M.A. Cochrane (editor): Tropical fire ecology: climate change, land use and ecosystem dynamics, 481-502, Springer Praxis Books, Hei¬delberg</ref> Dabei wurde beobachtet, dass sich das Laubdach des Waldes durch die Brände lichtet und mehr Strahlung auf den Boden gelangt mit der Folge eines trockeneren Mikroklimas. Der Niederschlag wurde weniger stark von der geringeren Pflanzenmasse aufgenommen und floss stärker am Boden ab, was zudem noch durch das Verbrennen des Bodenbewuchses begünstigt wird. In der Folge wurde die Verdunstung herabgesetzt und damit auch die vor Ort entstehenden Niederschläge.

An die so entstandene hellere und trockenere Umgebung sind die Gräser der Savanne besser angepasst als die Pflanzen des Regenwaldes. Bäume werden außerdem eher nachhaltig durch Feuer zerstört als Gräser, da sie anders als Gräser nur selten aus Wurzeln keimen und für das Wachstum länger brauchen. Ein weiterer wichtiger Unterschied ist die Verbreitung der Samen, die bei den meisten tropischen Bäumen durch Vögel, Insekten und andere Tiere erfolgt, die nach einem Brand das Gebiet weitgehend meiden. Bei vielen Grasarten werden dagegen die Pollen durch Wind übertragen, was durch die Zerstörung des Kronendaches durch Feuer erleichtert wird. Auch mit dem geringeren Nährstoffgehalt in den Böden nach starken Bränden kommen Gräser besser zurecht als überlebende Bäume und Sämlinge.<ref name="Balch 2009" />

Das Feuer-Gras-Feedback wird besonders begünstigt durch importierte afrikanische [[Terrestrischer_Kohlenstoffkreislauf#.C3.84nderung_der_heterotrophen_Respiration|C4]]-Grasarten wie Molasse- oder Guineagras als Viehfutter. Ohne ein Laubdach sind diese Gräser den Witterungsbedingungen stärker ausgesetzt, trocknen bei Dürre schnell aus und stellen so ein leicht entzündbares Brennmaterial dar. In Waldgebieten auf Hawaii wurde z.B. beobachtet, dass sich durch die Einführung dieser C4-Grasarten die Feuerhäufigkeit verneunfacht hat.<ref name="Balch 2009" />

== Waldbrände im Kernregenwald ==
[[Bild:Amazonas Sekundärwald Feuer.jpg|thumb|520 px|Stufen der Entstehung von Sekundärwald durch Feuer im Amazonasgebiet: a) durch Feuer nicht beschädigter Wald mit geschlossenem Kronendach, b) durch einmaligen Brand beschädigter Wald mit ca. zur Hälfte zerstörtem Kronendach, c) Wald, der mehrfach gebrannt hat, mit Sekundärvegetation und Zerstörung der Stockwerkstruktur des Regenwaldes.]]
Waldbrände, die auf dem Hintergrund starker Dürren entstehen, können jedoch auch erhebliche Auswirkungen im Kerngebiet des Amazonasregenwaldes haben. So kam es am Ende einer der längsten Dürren seit Menschengedenken infolge des Jahrhundert-El-Ninos 1997/98 im Rio-Maró-Becken im westlichen Pará zu ausgedehnten Waldbränden, die ca. 11 700 km<sup>2</sup> Regenwald erfassten. Zudem erlebte das Gebiet in den Folgejahren weitere, wenn auch kleinere Brände.<ref name="Barlow 2008" /> In vielen Fällen fielen die ausgewachsenen alten Bäume dem Feuer zum Opfer, das Laubdach wurde ausgedünnt und die typische vertikale Struktur des Regenwaldes ging verloren. Drei bis neun Jahre nach dem Feuer wuchsen nur noch brusthohe Bäume mit einem Durchmesser von 10-20 cm heran. Neun Jahre nach dem Brand konnte ein eindeutiger Wandel der Pflanzengemeinschaft hin zu kleinen Bäumen, Büschen und Sämlingen festgestellt werden. Dabei breiteten sich Pionierpflanzen aus, die für einen dichten Wiederbewuchs sorgten, der teilweise den Verlust von Bäumen des Primärwaldes kompensieren konnte. Diese Pioniervegetation ist jedoch selber höchst feueranfällig, wodurch der Prozess der Verarmung des Waldes durch Feuer verstärkt wird. Ein weiterer Faktor ist die Vernichtung der Tierpopulation, vor allem von Vögeln und Insekten, die für die Verbreitung von Samen vieler angestammter Pflanzen verantwortlich ist. Das favorisiert auch im Kernregenwald das Vordringen von Gräsern, deren Samen sich durch Wind verbreiten.

Diese Veränderungen des tropischen Regenwaldes, wie sie etwa auch in Südostasien vorkommen, wurden vielfach als „Savannisierung“ beschrieben. Nach Barlow&Peres (2008) gehen daraus jedoch neue Wälder hervor, die durch kurzlebige Pionierpflanzen bestimmt sind und eher Sekundärwäldern auf degradiertem Boden gleichen als Savannen. Sie besitzen eine deutlich geringere Biomasse als die Primärwälder, sodass der Amazonas sein Potential als CO<sub>2</sub>-Senke weitgehend verlieren könnte.<ref name="Barlow 2008" />

== Der Einfluss des Klimawandels ==

Auch der Klimawandel könnte die Gefahr von Waldbränden im Amazonasgebiet weiter erhöhen. [[Klimaprojektionen Amazonasgebiet|Projektionen von Klimamodellen]] lassen ein deutlich wärmeres und trockeneres Klima für die Zukunft erwarten, so dass der Regenwald des Amazonasgebietes in den nächsten Jahrzehnten wesentlich gefährdeter durch Waldbrände werden könnte. Einzelne Modellberechnungen gehen von einem hohen Temperaturanstieg von bis zu 9 °C und einer Abnahme der jährlichen Niederschläge um 64 % bis 2100 im Amazonasgebiet aus. Zunehmende Dürren, vor allem verursacht durch häufigere El-Niño-Verhältnisse, würden den Regenwald stark dezimieren. Und der trockene Wald werde eine leichte Beute von Bränden werden. Eine Reduktion des Waldbestandes um 50 % bis 2100 wird hiernach für möglich gehalten.<ref name="Cox">Cox PM, Betts RA, Collins M, Harris PP, Huntingford C, Jones CD (2004): Amazonian forest dieback under climate-carbon cycle projections for the 21st century. Theoretical and Applied Climatology, 78, 137–156</ref>

Solche [[Klimamodelle|Modellrechnungen]] sind jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet. So zeigte sich, dass sie die aktuellen Niederschläge weit unter- und die Länge von Trockenzeiten überschätzten. Vor allem aber geben die Modelle die Trockenresistenz der Bäume nicht zutreffend wieder. Ausgewachsene Bäume im Amazonasgebiet beziehen ihr Wasser aus bis zu 10 m Tiefe. Wie die [[Klimaänderungen_im_Amazonasgebiet#D.C3.BCrren|extreme Dürre im Jahre 2005]] zeigte, sind solche Bäume in der Lage, auch längere Niederschlagsdefizite durch Grundwasseraufnahme auszugleichen.<ref name="Cochrane 2009" /> Nach neueren Modellsimulationen wird denn auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Amazonas-Regenwald durch den Klimawandel abstirbt, weniger befürchtet.<ref name="IPCC 2014" /> Bei einer Häufung von Dürren im Gefolge des Klimawandels und einer zunehmenden Fragmentierung der geschlossenen Walddecke durch menschliche Eingriffe ist aber mit einer erhöhten Waldbrandgefahr zu rechnen.<ref name="Cochrane 2009" /> Ob dabei eine Verstärkung El-Niño-artiger Zustände eine Rolle spielen wird, ist nach heutigem Stand der Forschung keineswegs ausgemacht.<ref name="Vecchi 2011">Vecchi, G. A. & Wittenberg, A. T.(2010): El Niño and our future climate: Where do we stand? Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change 1, 260-270</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temperatur_Suedamerika_Jahr_rcp85_diff2.png |Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Regionaldaten zu Südamerika'''] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Regionales Beispiel von=Waldbrände
|Räumlich Teil von=Waldbrände in den Tropen
|Ähnlich wie=Waldbrände in hohen Breiten
|Ähnlich wie=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Beeinflusst von=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|Beeinflusst von=ENSO
|Beeinflusst von=Dürren im Amazonasgebiet
|Teil von=Wälder im Klimawandel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände in hohen Breiten, Waldbrände Mittelmeerraum, Klimaänderungen Afrika, Klimaprojektionen Afrika, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen Asien, Klimaänderungen in Südasien, ENSO, El Niño 1997/98, Wälder im Klimawandel, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Verbreitung der Arten

2017-11-13T10:35:23Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Fruehl temp 1950-2007.jpg|thumb|520px|Veränderung der globalen Oberflächentemperatur zwischen 1950 und 2007 im Frühling (März-Mai) in °C (graue Flächen: fehlende Daten)]]
Eine wichtige Folge der [[Aktuelle Klimaänderungen|globalen Erwärmung]] sind Veränderungen in der Verbreitung der Arten entweder polwärts oder in die Höhe. Das Ergebnis ist oft eine veränderte Zusammensetzung in den bisherigen bzw. neuen Verbreitungsgebieten. Die Veränderungen hängen stark von der Mobilität der Arten ab. So reagieren Schmetterlinge sehr schnell auf eine Temperaturerhöhung, Waldbäume dagegen nur sehr langsam.

== Biologisch relevante Klimaänderungen ==
Wesentlichen Einfluss auf die Verbreitung der Arten haben die Mitteltemperatur und der Frühlingsbeginn. Seit den 1960er Jahren haben sich diese Parameter weltweit, wenn auch regional unterschiedlich, verändert. So haben sich nach einer umfangreichen Studie<ref>M.T. Burrows et al. (2011): The Pace of Shifting Climate in Marine and Terrestrial Ecosystems, Science 343, 652-655</ref> aus dem Jahre 2011 die Isothermen zwischen 50 °S und 80 °N sowohl im oberen Ozean wie auf dem Land zwischen 1960 und 2009 um fast 30 km pro Jahrzehnt Richtung höhere Breiten verschoben. Und die Frühlingstemperaturen haben sich um rund 2 Tage/Jahrzehnt vorverlegt. Die regionalen Unterschiede sind z.T. beträchtlich. So setzten die Frühlingstemperaturen um 5-10 Tage pro Jahrzehnt früher in der Nordsee ein, um deutlich weniger Tage im Mittelmeer und im Schwarzen Meer sogar um einige Tage verzögert. Auf dem Land gab es für den Frühlingsbeginn z.B. in Mittelasien kaum Veränderungen, im Mittleren Westen der USA sogar eine Verzögerung, in den meisten Landgebieten der Nordhalbkugel aber ein deutlich früheres Einsetzen wie etwa in Mitteleuropa um 2-5 Tage.

== Arealverschiebungen und Trophische Interaktionen ==

Trophische Interaktionen, also Nahrungsbeziehungen zwischen Organismen, werden auf vielfältige Weise vom Klimawandel beeinflusst. Außer auf [[Phänologie|phänologische Veränderungen]] können sich Klimaänderungen auch auf Nahrungsbeziehungen auswirken. Ein Beispiel stellt die Vogel-Lemming-Hypothese von Roselaar und Summers dar.<ref name="Mustin">Mustin, K./ Sutherland, W./ Gill, J. A. (2007): The complexity of predicting climate-induced ecological impacts. In: Climate Research, Jg. 35, S. 165-175</ref> Demnach ist der Bruterfolg bodenbrütender Vögel in der Tundra von der Häufigkeit von Lemmingen abhängig. Zwischen den Populationen der Lemminge und deren Prädatoren, vor allem dem arktischen Fuchs, besteht eine Räuber-Beute-Beziehung. Ist die Lemmingpopulation hoch, steigt die Populationsgröße der Prädatoren an, woraufhin die Populationsgröße der Lemminge wieder zurückgeht. Wenn die Lemmingpopulation klein ist und die der Prädatoren noch hoch, greifen die Prädatoren auf Eier und Küken der bodenbrütenden Vögel als alternative Nahrungsquelle zurück. Entsprechend ist der Bruterfolg der Vögel in Jahren mit großer Lemmingpopulation am höchsten. Kleine Säugetiere in der arktischen Tundra (z.B. Lemminge) sind im Winter von einer tiefen Schneedecke abhängig, da diese sie vor extremer Kälte und vor Prädatoren schützt. Im Rahmen des anthropogenen Klimawandels kommt es allerdings zu einer Verringerung der Schneetiefe. Zudem verkürzt sich der jährliche Zeitraum der Schneebedeckung. Durch diesen Effekt kann es zu einer Verringerung der Lemmingpopulationen kommen, was sich auf den Bruterfolg der bodenbrütenden Vögel auswirken würde.

Sämtliche Nahrungsbeziehungen innerhalb eines Ökosystems können durch den anthropogenen Klimawandel beeinflusst werden. So kann eine Veränderung des Verhältnisses von Photoperiode und Temperatur das Laichverhalten von Ästuarbewohnern (Ästuare sind Trichtermündungen von Flüssen im Gezeitenbereich) verändern.<ref name="Mustin" /> Dadurch können weitere Effekte angestoßen werden, die letztlich bestehende Nahrungsnetzwerke in Ästuaren verändern. Da Ästuare einen wichtigen Nahrungsgrund für überwinternde Watvögel darstellen, sind auch höhere trophische Ebenen betroffen. <ref name="Mustin" />

Auch die Verbreitung von Parasiten, Vektoren und Krankheiten wird durch den Klimawandel beeinflusst<ref name="Mustin" /> (siehe dazu z.B. [[Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)]]) und kann erhebliche Folgen für Ökosysteme haben. Weiterhin können trophische Beziehungen und deren Beeinflussung durch den Klimawandel auch das Verbreitungsgebiet einer Art begrenzen.

Das Verbreitungsgebiet des Natterwurzperlmutterfalters ist beispielsweise einerseits durch abiotische Faktoren und andererseits durch das Verbreitungsgebiet der Nahrungspflanze seiner Raupen, des Schlangen-Knöterichs, begrenzt.<ref name="Schweiger">Schweiger, O./ Settele, J./ Kudrna, O./ Klotz, S./ Kühn, I. (2008): Climate change can cause spatial mismatch of trophically interacting species. In: Ecology: Jg. 89, Nr. 12, S. 3472-3479</ref> Derzeit kommt der Falter vorwiegend in Zentraleuropa, den baltischen Staaten und in Südfinnland vor. In diesen Bereichen überschneidet sich das Verbreitungsgebiet des Knöterichs mit dem Gebiet, in dem der Falter potenziell vorkäme, wenn er nicht von seiner Nahrungspflanze abhängig wäre. Modellberechnungen ergeben, dass das Verbreitungsgebiet des Falters unter der Annahme, dass beide Arten kein Ausbreitungspotenzial hätten, wahrscheinlich stark schrumpfen wird.<ref name="Schweiger" /> Wäre das Ausbreitungspotenzial beider Arten unbegrenzt, würden vor allem in Skandinavien neue Überschneidungsgebiete entstehen. Das Ausbreitungspotenzial stellt somit eine zentrale Größe hinsichtlich der Prognose zukünftiger Verbreitungsgebiete dar.

== Invasive Arten ==
[[Bild:Pazifische_auster.jpg|thumb|520px|Entwicklung der Siedlungsdichte der Pazifischen Felsenauster auf Miesmuschelbänken bei Sylt]]
Die Migration führt in vielen Fällen zu einer neuen Zusammensetzung der Arten, was die Biodiversität erhöhen, aber auch verringern kann. Als Problem gilt vor allem das Eindringen sog. invasiver Arten, die in den neuen Verbreitungsgebieten die ökologische Vielfalt durch Verdrängung heimischer Arten gefährden. Dabei handelt es sich oft um Arten aus weit entfernten Regionen, die nicht selten durch den globalen Handel und Tourismus eingeschleppt wurden. Durch den Klimawandel wird dann zunehmend ihr Überleben und ihre Ausbreitung begünstigt. Hinzu kommt, dass sie in ihrer neuen Umgebung keine Fressfeinde besitzen.

Ein Beispiel ist die Pazifische Auster, die vor über 20 Jahren zu Zuchtzwecken z.B. in Gewässern bei Sylt eingeführt wurde. Eine spontane Ausbreitung über die angelegten Austernfarmen hinaus wurde wegen der kühlen Temperaturen der Nordsee für unmöglich gehalten. Seit einigen Jahren aber bietet die wärmere Nordsee auch gute Lebensbedingungen für die Pazifische Auster, die für das Laichen eine Wassertemperatur von mindestens 18 °C braucht. Diese Temperatur wurde immer häufiger erreicht, so dass sich die Pazifische Auster zunehmend auch außerhalb der Farmen findet und sich seit 2001 in einem rasanten Tempo ausbreitet. Dabei verdrängt sie immer mehr die heimische Miesmuschel, indem sie deren Muschelbänke überwuchert. Die wichtige Funktion der Miesmuschel in der Nahrungskette des Wattenmeers kann der Neuankömmling wegen seiner klumpenhaften Ansiedlung und scharfen Schalenränder nicht ersetzen.<ref>Reise, K. (2008): Nordseeküste: Klimawandel und Welthandel komponieren Lebensgemeinschaften neu, in Lozán, J.L. u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, S. 63-67</ref>
[[Bild:Exoten schweiz.jpg|thumb|320px|Anzahl der Frosttage (rote Kurve) und Anzahl immergrüner exotischer Arten (grüne Fläche) in der Südschweiz]]
Ein ähnliches Beispiel auf dem Land ist das Eindringen immergrüner exotischer Laubgehölze in die mitteleuropäischen Wälder.<ref>Walther, G.-R. (2006): Palmen im Wald? Exotische Arten nehmen in Schweizer Wäldern bei wärmeren Temperaturen zu, Forum für Wissen 2006, 55-61</ref> Die immegrünen Arten waren zunächst am Alpensüdrand in Gärten angesiedelt worden und blieben lange Zeit auf diese Standorte beschränkt. Erst seit den 1970er Jahren zeigt sich eine deutliche Tendenz zur Ausbreitung in die umliegenden Wälder. Der Grund waren vor allem die milden Winter. Zu den Exoten im südlichen Alpenraum gehört auch die aus Südasien stammende Hanfpalme, die lange Zeit außerhalb der Gärten nur in besonders warmen Jahren nachgewiesen werden konnte. Seit Ende der 1980er Jahre aber breitet sie sich, auch auf Kosten heimischer Laubgewächse, zunehmend aus, sogar bis in Höhen von 8oo Metern.

== Regionale Migration ==

=== Polare Gebiete ===
[[Bild:Tundra_strauch.gif|thumb|320px|Positive Rückkopplung zwischen einer Zunahme der Strauchvegetation und Bodenprozessen in der Tundra im nördlichen Alaska]]

====Terrestrische Ökosysteme====
[[Terrestrisch|Terrestrische]] [[Ökosystem|Ökosysteme]] in [[Polargebiet|polaren Gebieten]] sind von solchen Veränderungen als Folgen des Klimawandels vor allem betroffen, da hier der Temperaturanstieg besonders hoch ist. So war die Erwärmung in der Arktis in den letzten Jahrzehnten doppelt so stark wie im globalen Mittel, besonders im Winter. Alaska und das westliche Kanada zeigen z.B. in den letzten 50 Jahren einen winterlichen Temperaturanstieg von 3-4 °C. Die Folgen für die physische Natur sind vielfältig und überall deutlich festzustellen. Besonders gravierend ist das Abschmelzen des arktischen [[Meereis|Meereises]]. Aber auch das Eis auf Grönland und der arktischen [[Gletscher im Klimawandel|Gletscher]] schmilzt unerwartet schnell. Ebenso hat sich die arktische Schneedecke verringert, in den letzten 30 Jahren um 10 %. Und der arktische [[Permafrost]] erwärmt sich in immer größere Tiefen und taut im Sommer über immer größeren Gebieten auf.<ref>Impacts of a Warming Arctic: [http://amap.no/acia/ Arctic Climate Impact Assessment] </ref>

Nahezu alle Ökosysteme in dieser Region zeigen daher deutliche Veränderungen. U.a. ist im nördlichen Alaska, in Nord-Kanada und Teilen Sibiriens die Strauchvegetation in frühere Tundragebiete vorgedrungen. In Alaska hat sich die Temperatur in den letzten 30 Jahren vor allem im Winter um 0,5 °C pro Jahrzehnt erhöht, d.h. um das Fünffache des globalen Wertes. Eine Folge ist eine deutliche Zunahme der Strauchvegetation in den Tundragebieten. Die Gründe liegen nicht nur in wärmeren und längeren Sommern. Offensichtlich spielen auch winterliche Rückkopplungsprozesse eine wichtige Rolle: Durch die Strauchvegetation wird die Schneedecke besser gehalten, die wiederum die obere Bodenschicht vor allzu starker Auskühlung schützt. In ihr können dadurch Bodenmikroorganismen eine höhere Aktivität entfalten, was wiederum das Nährstoffangebot für die Strauchwurzeln erhöht. Dadurch wird die Strauchvegetation weiter gefördert usw.<ref>Sturm M., Schimel .J, Mechaelson G.,Welker J.M., Oberbauer S.F., et al. (2005): Winter biological processes could help convert Arctic tundra to shrubland. BioScience 55,17-26</ref>
[[Bild:Eisbaer_gewicht.gif|thumb|420px|Vorverlegung des Eisaufbruchs und abnehmendes Körpergewicht von Eisbären (Hudson-Bay)]]

==== Ozeanische Ökosysteme ====
Auch bei ozeanischen Ökosystemen der höheren Breiten zeigen sich die Folgen der Erwärmung deutlich. Durch den starken Rückgang von [[Meereis]] sind zahlreiche vom Eis abhängige Ökosysteme betroffen. Zunächst hat sich seit den 1970er Jahren die Population von Eisalgen erheblich verringert. Das führte zu einer starken Reduzierung von Krill, z.B. um 38-75 % pro Jahrzehnt in großen Teilen des südwestlichen Atlantik. Krill ist eine wichtige Nahrungsquelle für Fische Seevögel und Meeressäuger. Auch Pinguine zeigen eine dramatische Reaktion auf die abnehmende Ausdehnung des [[Meereis|Meereises]]. Aus ihren nördlichsten Gebieten sind die vom Meereis abhängigen Adele- und Kaiser-Pinguine seit 1970 nahezu ganz verschwunden. So sind die Kaiser-Pinguine an der westlichen Antarktischen Halbinsel von 300 Brutpaaren auf 9 zurückgegangen. Vom Eis elementar abhängig sind die zahlreichen Arten der Seerobben, die am Eisrand und unter dem Eis jagen und auf dem Eis ihre Jungen zur Welt bringen und aufziehen.

Der Meereisrückgang ist in der Arktis noch stärker und umfassender als in der Antarktis. Besonders betroffen ist davon der Eisbär. Eisbären sind abhängig von einer intakten Eisdecke, da sie nur von dieser Plattform aus das Nahrungsangebot des Meeres, vor allem die Seerobbe, effektiv nutzen können. Trächtige Weibchen bauen in hohen Schneedecken auf Meereis oder an Land Höhlen für den Nachwuchs. In den südlichen Randgebieten ihres Vorkommens ziehen sich die Eisbären beim Aufbrechen des Eises im Frühjahr auf das Land zurück, um hier mehr oder weniger fastend zu überleben.
[[Bild:Eisbaer.jpg|thumb|420px|Eisbär auf schwindendem Eis]]
In der Arktis sind aufgrund der Eis-Albedo-Rückkopplung die Temperaturen besonders stark angestiegen, in der Hudson Bay z.B., einem wichtigen Lebensraum von Eisbären, im Frühling um 2-3 °C in den letzten 50 Jahren. Das dadurch bedingte frühere Aufbrechen des Eises um 7-8 Tage pro Jahrzehnt, d.h. in den letzten 30 Jahren um ca. drei Wochen, zwingt die Bären, früher an Land zu gehen, und zu einer längeren Fastenzeit. Die Folge ist ein Verlust des Körpergewichts. So wurden in der Westlichen Hudson Bay von 1980 bis 2004 bei erwachsenen weiblichen Tieren Gewichtsverluste um durchschnittlich 65 kg (von 295 auf 235 kg) festgestellt. Auch die Anzahl der Eisbären hat sich hier zwischen 1987 und 2004 deutlich von 1194 auf 935, d.h. um 22 %, reduziert. Bei einem Forschreiten dieser Entwicklung wären die Bären in 20-30 Jahren nicht mehr in der Lage, Nachwuchs aufzuziehen, da bei ca. 190 kg die Untergrenze für eine erfolgreiche Reproduktion liegt.<ref>Stirling, I., and Parkinson, C.L. 2006. Possible Effects of Climate Warming on Selected Populations of Polar Bears (Ursus maritimus) in the Canadian Arctic. Arctic 59: 261-275 </ref> Heute existieren etwa 20000-25000 Eisbären. Sollte das Schmelzen des arktischen Meereises sich so stark wie beobachtet fortsetzen, werden Eisbären und andere vom Eis abhängige Arten in wenigen Jahrzehnten vom Aussterben bedroht sein.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Kap. 4, Box 3.2]</ref> Eine andere Gefahr droht von frühen und starken Regenfällen, die die Höhlen junger Eisbärfamilien zerstören.

=== Mittlere Breiten ===

In den [[Gemäßigte Zone|mittleren Breiten]] zeigen vor allem [[Klimawandel und Zugvögel|Vögel]] und Schmetterlinge eine Migration nach Norden. In Großbritannien wurde bei 12 Vogelarten eine Ausbreitung nach Norden um 19 km in 20 Jahren beobachtet. Bei zahlreichen Schmetterlingsarten wurde in ganz Europa eine Ausdehnung der Verbreitungsgrenze nach Norden zwischen 35 und 240 km festgestellt. Einige Arten haben auch ihren Lebensraum insgesamt verlegt. So kam der Braune Feuerfalter (Heodes tityrus) in den 1920er Jahren hauptsächlich in Katalanien vor. Gegenwärtig findet man ihn nur noch nördlich der Pyrynäen, und 2006 erreichte er die Ostseeregion. In den USA hat der Sachem-Skipper-Schmetterling sein Verbreitungsgebiet in nur 35 Jahren über 600 km von Kalifornien nach Washington verlegt.<ref>Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics (37), 637-69 </ref>

Aber auch Pflanzen der mittleren Breiten zeigen bereits deutliche Verschiebungen ihrer Verbreitungsgrenzen, wobei es zu Einwanderungen exotischer Arten kommt. So wurde der mediterran-westatlantische Meerfenchel seit dem Jahr 2000 zum erstenmal auf Helgoland nachgewiesen. Die Lorbeerkirsche, die eigentlich aus dem Balkan und den Küstenregionen am Schwarzen und Kaspischen Meer stammt und in Mitteleuropa nur kultiviert vorkommt, wird seit 15 Jahren zunehmnd auch verwildert beobachtet. Ähnliches trifft für die aus Südostasien stammende Hanfpalme zu, die seit dem 19. jahrhundert importiert wurde, aber auf Gartenstandorte beschränkt blieb. Auch sie ist an nichtkultivierten Standorten heimisch geworden wie in Wäldern der Südalpen und zunehmend in der gesamten Schweiz. Eine problematische Zuwanderung stellt die Beifußblättrige Ambrosia (auch Traubenkraut genannt) dar, da sie hohallergine Pollen produziert. Sie stammt aus nordamerika, breitete sich in den 1990er Jahren massiv in süs- und Südosteuropa aus und ist seit einigen Jahren auch in Deutschland, in Süddeutschland sogar in Massenbeständen, nachgewiesen worden.<ref>Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther: Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85 </ref> Auch wenn die Einfuhr exotischer Arten dem bewussten Import und globalem Handel zugeschrieben werden muss, ist die eigenständige Ausbreitung in der Regel durch die wärmeren Klimaverhältnisse bedingt.

====Gebirgsregionen====
[[Bild:Hoehenmigration.jpg|thumb|420px|Höhenmigration zwischen den 1990er Jahren und 2003 in den Gipfelregionen der Berninagruppe]]
Gebirgsregionen zeigen im Allgemeinen deutliche Höhenabstufungen in den physischen Bedingungen, an welche die Ökosysteme angepasst sind. Besonders die Temperaturverhältnisse haben sich in den letzten Jahrzehnten in die Höhe verschoben, und mit ihnen der Lebensraum mancher Arten. So haben in Costa Rica Tiefland-Vögel begonnen, in den Bergwäldern zu brüten. In Frankreich wurde beobachtet, dass der Rote-Apollo-Schmetterling auf Plateaus unterhalb von ca. 850 m in den letzten 40 Jahren verschwunden ist und nur noch ab 900 m Höhe vorkommt.

Besonders hochalpine Pflanzen sind stark von den Temperaturbedingungen abhängig, die hier in den letzten Jahrzehnten durch die [[Eis-Albedo-Rückkopplung]] etwa doppelt so stark wie im globalen Durchschnitt gestiegen sind. Wie in den höheren Breiten wird auch in Hochgebirgen eine deutliche Verschiebung der Vegetationsgrenzen (hier in die Höhe) erwartet, die vielfach schon beobachtet wurde, so z.B. um 60-80 m in den letzten 70 Jahren im südlichen Ural oder um 150-165 m im 20. Jahrhundert in Skandinavien.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability, 12.4.3; Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156 </ref> Eine Untersuchung über die Migration der Arten auf Gipfeln der Schweizer Bernina-Gruppe hat eine beschleunigte Aufwärtswanderung seit Mitte der 1980er Jahre festgestellt, mit dem Resultat eines höheren Artenreichtums in den Gipfelregionen.<ref>Walther, Gian-Reto; Beißner, Sascha; Burga, Conradin A. (2005): Trends in the upward shift of alpine plants, Journal of Vegetation Science 16, 541-548 </ref> Bei einer weiteren Erwärmung wird allerdings damit gerechnet, dass die Artenzunahme sich in ihr Gegenteil verkehrt, da Kälte liebende Arten ihren Lebensraum verlieren werden. Erste Anzeichen dafür sind bereits in Montana im Nordwesten der USA beobachtet worden.<ref>Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability - [http://www.gtp89.dial.pipex.com/chpt.htm Online]
* Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther (2008): Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85

== Weblinks ==
* [http://www.waldundklima.net/klima_wald_01.php Wald & Klimaveränderungen]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp global Diff2 Jahr RCP8.5.jpg|Breite=200px}}

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4438660/europa-frosttage-rcp/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785464/temperatur-frosttage/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/ '''Regionaldaten zur Arktis''']: z:B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4275340/arktis-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4276842/arktis-meereis/ Meereis].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113436/53b98832825adc26fe52c725232c0913/data/2010-forsythie.pdf Klimawandel - direkt vor der Haustür?!] Pflanzenwachstum und Klimaerwärmung, dargestellt am Beispiel des Blühbeginns der Forsythie an der Hamburger Lombardsbrücke (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4307386/9f27e21fd139b9419127ed2ff8dd980b/data/2014-quallen-in-der-nordsee.pdf Quallen in der Nordsee] Haben wir den Quallen unbewusst ein Paradies in der Nordsee geschaffen? (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3903634/4a7df422fd7e3fa12f54fb4aaa4e9f1c/data/2012-eisbaeren-im-klimawandel.pdf Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben des Eisbären?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Phänologie
|beeinflusst von=Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)
|Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Teil von=Marine Ökosysteme
|beeinflusst von=Meereis
|beeinflusst von=Eis-Albedo-Rückkopplung
|umfasst=Klimawandel und Zugvögel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Aktuelle Klimaänderungen, Phänologie, Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme), Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme, Marine, Meereis, Eis-Albedo-Rückkopplung, Klimawandel und Zugvögel, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Cyanobakterien der Ostsee im Klimawandel

2017-11-13T10:16:06Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Cyano-klima5.jpg |thumb|320 px|Abbildung 1:Blüte der Cyanobakterien]]
== Einleitung ==

Der Klimawandel hat weitreichende Auswirkungen auf die [[Ozean im Klimasystem|Weltmeere]], somit auch auf die europäischen Gewässer wie zum Beispiel die Ostsee. Dadurch ergeben sich grundlegende Veränderungen in dem empfindlichen [[Marine Ökosysteme|Ökosystem des Meeres]], welche sich sogar auf die Gesundheit des Menschen auswirken können. Ein auf allen Ebenen einflussreiches Beispiel für diese Veränderungen sind die ältesten sauerstoffproduzierenden Organismen, die Cyanobakterien bzw. „Blaualgen“.

== Cyanobakterien in der Ostsee ==
[[Bild:SST-Anomalien_Ostsee.png |thumb|320 px|Abbildung 2: Meeresoberflächentemperaturanomalien der Ostsee]]
Das Vorkommen der Cyanobakterien, umgangssprachlich auch Blaualgen genannt, ist ein wichtiger Indikator für die Veränderung des Ökosystems der Ostsee. Durch ihren Lebenszyklus und ihren besonderen Organismus gedeihen Cyanobakterien nur in relativ warmem Wasser. Ist das Wasser hingegen kalt, sinken die Bakterien auf den Boden und verfallen in einen Ruhezustand.<ref name="Hense 2013">Hense, I., M. Meier, S. Sonntag (2013): Projected climate change impact on Baltic Sea cyanobacteria, Climatic Change , DOI 10.1007/s10584-013-0702-y</ref> Für das Wachstum benötigen die „Blaualgen“ Phosphor und Stickstoff, wie nahezu alle Organismen. Sie sind anders als „normale“ Organismen in der Lage, den benötigten Stickstoff direkt aus der Luft, die im Wasser der Ostsee gelöst ist, zu verarbeiten. Dadurch gelangt zusätzlicher Nährstoff in das Ökosystem.<ref name="Faktenblatt">Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde: [http://www.io-warnemuende.de/blaualgen-cyanobakterien.html Faktenblatt „Blaualgen“/ Cyanobakterien]</ref>

==Cyanobakterien und Klimawandel==
[[Bild:Cyano-klima3.jpg |thumb|320 px|Abbildung 3:Vorkommen der Cyanobakterien von 1969-1998 und modelliert für 2069-2098]]
Bei Cyanobakterien versteht man unter deren „Blüte“ eine sehr starke Vermehrung (siehe Abbildung 1). Für die Vermehrung der Blaualgen spielt die Meeresoberflächentemperatur eine entscheidende Rolle. Optimale Wachstumsbedingungen sind bei 25°C Wassertemperatur gegeben.<ref name="Hense 2013" />
Allerdings reichen auch schon Temperaturen über 20°C für ein gesteigertes Wachstum aus.
Eine Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur durch den Klimawandel könnte die Anzahl der Cyanobakterien verdoppeln (s. Abb. 3). Blickt man auf die Meeresoberflächentemperatur (SST für engl. Sea Surface Temperature) der Ostsee, so ist eine Häufung positiver Anomalien in den letzten Jahren zu erkennen (Abb.2). Darunter versteht man Abweichungen im Vergleich zum Jahresmittelwert. Gerade in den letzten Jahrzehnten lag die Temperatur regelmäßig ca. 0.4°C über dem Mittelwert. Diese Entwicklung geht Hand in Hand mit der global ansteigenden Lufttemperatur durch den Klimawandel.

Nach Berechnungen „des Klimamodells MOM3/ERGOM“ am Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) setzt sich der Trend des Anstiegs der Meeresoberflächentemperatur fort (s. Abbildung 4).
[[Bild:Cyano-klima4.jpg |thumb|320 px|Abbildung 4:Projizierte Meeresoberflächentemperatur im August 2070-2100 ]]
Im Folgenden werden die berechneten Werte für den Monat August der Jahre 2070-2100 betrachtet. Vor allem in deutschen Küstengewässern kann davon ausgegangen werden, dass die Temperaturen bis zum Ende des Jahrhunderts auf deutlich höhere Werte steigen, denn hier ist das Wasser nicht besonders tief und vermischt sich weniger mit den kühleren Schichten als auf dem offenen Meer. Dadurch werden für die küstennahen Gebiete Deutschlands einheitlich Werte über 20 °C im August prognostiziert.

Ein massenhaftes Vorkommen der Blaualgen an der Meeresoberfläche, wie es in den folgenden Jahrzehnten durch den Klimawandel zunehmend erwartet werden kann, verstärkt zudem durch Strahlungsabsorbtion die Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur.<ref name="Hense 2013" /> Die dunkleren Algenteppiche absorbieren die wärmende Sonneneinstrahlung stärker als Wasser.

Wir haben es hier also mit einer positiven Rückkopplung zu tun: Die Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur führt zu gesteigertem Algenwachstum und zunehmender Algenblüte, die die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur durch Absorption der Solarstrahlung verstärken.

==Auswirkungen auf das Ökosystem „Ostsee“==
Durch die zusätzliche Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen, insbesondere Stickstoff, durch Cyanobakterien kommt es zu einem ungünstigen Effekt für die Ostsee. Dieser entsteht, da sich durch die hohe Konzentration an Nährstoffen im Wasser die Biomasse stark vermehren kann. Die Zersetzung abgestorbener Biomasse findet unter Verbrauch von Sauerstoff statt. Es können sich sogenannte „Todeszonen“ bilden bzw. verstärken. <ref name="Faktenblatt" /> Bei den Todeszonen handelt es sich um sauerstoffarme oder gänzlich sauerstofflose Zonen im Wasser. Da fast jeder Organismus, jedes höhere Leben, Sauerstoff zum Leben benötigt, entstehen so Zonen, in denen kaum Leben existiert. Dieses Problem besteht grundsätzlich in der Ostsee, da sich das aus den Flüssen einfließende leichte Süßwasser, das aus der Atmosphäre Sauerstoff bezieht, über schwereres Salzwasser schiebt. Dieses Salzwasser bildet sich vor allem in den tieferen Regionen der Ostsee durch Einbrüche von Salzwasser aus der Nordsee, insbesondere nach starken Stürmen aus westlicher Richtung. Es mangelt an einer Durchmischung mit den tieferen „schwereren“ Salzwasserschichten, wodurch kaum Sauerstoff in die tieferen Schichten gelangt.<ref name="Presse 2013">IOW-Pressemitteilung vom 01.Juli 2012: [http://www.io-warnemuende.de/tl_files/news/presse/2012/20120701_presse_kabel_de.pdf Klimawandel beeinflusst Ausbreitung von „Todeszonen“ in der Ostsee]</ref> Diese generell ungünstige stabile Schichtung wird durch absinkende Biomasse, insbesondere die abgestorbenen Cyanobakterien, verstärkt. Die Biomasse am Boden wird von anderen Bakterien zersetzt. Hierfür wird Sauerstoff benötigt und der schon knappe Sauerstoff in dieser Region wird gänzlich aufgebraucht.<ref name="Faktenblatt" /> Diese Situation kann jedoch durch erneute Einbrüche von Nordseewasser, das nicht nur salzhaltiger, sondern auch sauerstoffreich ist, wieder behoben werden.

==Auswirkungen auf den Menschen und Gesundheitsrisiken==
Ein besonderes Interesse für Wissenschaftler erweckt die Blaualge durch ihre Eigenschaft, während ihrer Blüte Giftstoffe (Toxine) zu produzieren.<ref name="Faktenblatt" /> Manche Arten der Cyanobakterien (In der Ostsee: Aphanizomenon, Nodulariadia) sind in der Lage, Giftstoffe wie Peptide und Alkaloide zu produzieren. Da die produzierten Mengen unter normalen Umständen nur sehr gering sind, liegt keine Gefährdung für den Mensch vor. Allerdings besteht eine Gesundheitsgefahr, wenn die Giftstoffe im Wasser in höheren Konzentrationen vorhanden sind. Die Konzentration der Giftstoffe im Wasser ist während der „Blüte“ sehr hoch. Die Blüte der Cyanobakterien wird durch günstige Entwicklungsbedingungen wie eine immer häufiger werdende hohe Meeresoberflächentemperatur, verstärkt oder erst möglich gemacht.

Der Klimawandel und die Wechselwirkung mit der höheren Strahlungsabsorbtion durch Blütenteppiche auf der Ostsee verstärken das Vorkommen von großen Blütenteppichen sowie den einhergehenden höheren Giftstoffkonzentrationen. <ref name="Paerl 2013">Paerl, H.W. (2012): Climate Change: Links to global expansion of harmful cyanobacteria , Water Research 46, Nr. 5, S.1349-1363</ref>
Die Giftstoffe können beim Menschen Hautreizungen, beim Verschlucken auch Übelkeit und Erbrechen hervorrufen und sind für geschwächte Personen besonders gefährlich. Bei Tieren ist es bereits zu Todesfällen gekommen (z.B. Rinder). <ref name="Faktenblatt" />

==Fazit==
Die globalen Folgen des Klimawandels spiegeln sich nicht nur in einer Erhöhung der Lufttemperatur sondern unter anderem auch in einem [[Erwärmung des Ozeans|Anstieg der Wassertemperaturen der Weltmeere]] wider. <ref name="Trenberth 2010">Trenberth, K.E. (2010): The Ocean is warming, isn't it?, Nature 465, 304</ref> Auch in der Ostsee wurden diese Auswirkungen festgestellt (s. Abb. 2). So erwärmte sich das Oberflächenwasser allein in den letzten 16 Jahren im Jahresmittel um 0,4°C. <ref name="Siegel 2006">Siegel, H. (2006): Die Entwicklung der Badewassertemperatur (Wasseroberflächentemperatur) der Ostsee seit 1990. In: Ostseesplitter 2006: meereskundliche Geschichten aus der Ostsee, 4 S.</ref>

Die Entwicklung der Cyanobakterien in der Ostsee wird durch die Erwärmung des Meeres indirekt durch den Klimawandel beeinflusst. Neben ihrer Eigenschaft, das Ökosystem nachhaltig zu verändern (sie beeinflussen den Sauerstoff- und Stickstoffgehalt der Wasserschichten), können die von den Cyanobakterien produzierten Giftstoffe eine Gefahr für die Gesundheit von Menschen und Tieren darstellen, die zur Blütezeit der Cyanobakterien in deutschen Küstengewässern das Wasser betreten.

== Einzelnachweise ==
<references />

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Ostsee_SST_Diff2_Juli_A1B.png|Breite=200 px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Regionaldaten zur Ostsee'''] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3144008/3e4e5a070857a69e3abee7b63c69ed98/data/2011-cyanobakterien.pdf Cyanobakterien in der Ostsee] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Beeinflusst von=Erwärmung des Ozeans
|Regionales Beispiel von=Marine Ökosysteme
|Regionales Beispiel von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Räumlich Teil von=Marine Ökosysteme
}}

<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Algen, Bakterien, Klimawandel</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ozean]]

Cyanobakterien der Ostsee im Klimawandel

2017-11-13T10:15:48Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Cyano-klima5.jpg |thumb|320 px|Abbildung 1:Blüte der Cyanobakterien]]
== Einleitung ==

Der Klimawandel hat weitreichende Auswirkungen auf die [[Ozean im Klimasystem|Weltmeere]], somit auch auf die europäischen Gewässer wie zum Beispiel die Ostsee. Dadurch ergeben sich grundlegende Veränderungen in dem empfindlichen [[Marine Ökosysteme|Ökosystem des Meeres]], welche sich sogar auf die Gesundheit des Menschen auswirken können. Ein auf allen Ebenen einflussreiches Beispiel für diese Veränderungen sind die ältesten sauerstoffproduzierenden Organismen, die Cyanobakterien bzw. „Blaualgen“.

== Cyanobakterien in der Ostsee ==
[[Bild:SST-Anomalien_Ostsee.png |thumb|320 px|Abbildung 2: Meeresoberflächentemperaturanomalien der Ostsee]]
Das Vorkommen der Cyanobakterien, umgangssprachlich auch Blaualgen genannt, ist ein wichtiger Indikator für die Veränderung des Ökosystems der Ostsee. Durch ihren Lebenszyklus und ihren besonderen Organismus gedeihen Cyanobakterien nur in relativ warmem Wasser. Ist das Wasser hingegen kalt, sinken die Bakterien auf den Boden und verfallen in einen Ruhezustand.<ref name="Hense 2013">Hense, I., M. Meier, S. Sonntag (2013): Projected climate change impact on Baltic Sea cyanobacteria, Climatic Change , DOI 10.1007/s10584-013-0702-y</ref> Für das Wachstum benötigen die „Blaualgen“ Phosphor und Stickstoff, wie nahezu alle Organismen. Sie sind anders als „normale“ Organismen in der Lage, den benötigten Stickstoff direkt aus der Luft, die im Wasser der Ostsee gelöst ist, zu verarbeiten. Dadurch gelangt zusätzlicher Nährstoff in das Ökosystem.<ref name="Faktenblatt">Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde: [http://www.io-warnemuende.de/blaualgen-cyanobakterien.html Faktenblatt „Blaualgen“/ Cyanobakterien]</ref>

==Cyanobakterien und Klimawandel==
[[Bild:Cyano-klima3.jpg |thumb|320 px|Abbildung 3:Vorkommen der Cyanobakterien von 1969-1998 und modelliert für 2069-2098]]
Bei Cyanobakterien versteht man unter deren „Blüte“ eine sehr starke Vermehrung (siehe Abbildung 1). Für die Vermehrung der Blaualgen spielt die Meeresoberflächentemperatur eine entscheidende Rolle. Optimale Wachstumsbedingungen sind bei 25°C Wassertemperatur gegeben.<ref name="Hense 2013" />
Allerdings reichen auch schon Temperaturen über 20°C für ein gesteigertes Wachstum aus.
Eine Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur durch den Klimawandel könnte die Anzahl der Cyanobakterien verdoppeln (s. Abb. 3). Blickt man auf die Meeresoberflächentemperatur (SST für engl. Sea Surface Temperature) der Ostsee, so ist eine Häufung positiver Anomalien in den letzten Jahren zu erkennen (Abb.2). Darunter versteht man Abweichungen im Vergleich zum Jahresmittelwert. Gerade in den letzten Jahrzehnten lag die Temperatur regelmäßig ca. 0.4°C über dem Mittelwert. Diese Entwicklung geht Hand in Hand mit der global ansteigenden Lufttemperatur durch den Klimawandel.

Nach Berechnungen „des Klimamodells MOM3/ERGOM“ am Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) setzt sich der Trend des Anstiegs der Meeresoberflächentemperatur fort (s. Abbildung 4).
[[Bild:Cyano-klima4.jpg |thumb|320 px|Abbildung 4:Projizierte Meeresoberflächentemperatur im August 2070-2100 ]]
Im Folgenden werden die berechneten Werte für den Monat August der Jahre 2070-2100 betrachtet. Vor allem in deutschen Küstengewässern kann davon ausgegangen werden, dass die Temperaturen bis zum Ende des Jahrhunderts auf deutlich höhere Werte steigen, denn hier ist das Wasser nicht besonders tief und vermischt sich weniger mit den kühleren Schichten als auf dem offenen Meer. Dadurch werden für die küstennahen Gebiete Deutschlands einheitlich Werte über 20 °C im August prognostiziert.

Ein massenhaftes Vorkommen der Blaualgen an der Meeresoberfläche, wie es in den folgenden Jahrzehnten durch den Klimawandel zunehmend erwartet werden kann, verstärkt zudem durch Strahlungsabsorbtion die Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur.<ref name="Hense 2013" /> Die dunkleren Algenteppiche absorbieren die wärmende Sonneneinstrahlung stärker als Wasser.

Wir haben es hier also mit einer positiven Rückkopplung zu tun: Die Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur führt zu gesteigertem Algenwachstum und zunehmender Algenblüte, die die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur durch Absorption der Solarstrahlung verstärken.

==Auswirkungen auf das Ökosystem „Ostsee“==
Durch die zusätzliche Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen, insbesondere Stickstoff, durch Cyanobakterien kommt es zu einem ungünstigen Effekt für die Ostsee. Dieser entsteht, da sich durch die hohe Konzentration an Nährstoffen im Wasser die Biomasse stark vermehren kann. Die Zersetzung abgestorbener Biomasse findet unter Verbrauch von Sauerstoff statt. Es können sich sogenannte „Todeszonen“ bilden bzw. verstärken. <ref name="Faktenblatt" /> Bei den Todeszonen handelt es sich um sauerstoffarme oder gänzlich sauerstofflose Zonen im Wasser. Da fast jeder Organismus, jedes höhere Leben, Sauerstoff zum Leben benötigt, entstehen so Zonen, in denen kaum Leben existiert. Dieses Problem besteht grundsätzlich in der Ostsee, da sich das aus den Flüssen einfließende leichte Süßwasser, das aus der Atmosphäre Sauerstoff bezieht, über schwereres Salzwasser schiebt. Dieses Salzwasser bildet sich vor allem in den tieferen Regionen der Ostsee durch Einbrüche von Salzwasser aus der Nordsee, insbesondere nach starken Stürmen aus westlicher Richtung. Es mangelt an einer Durchmischung mit den tieferen „schwereren“ Salzwasserschichten, wodurch kaum Sauerstoff in die tieferen Schichten gelangt.<ref name="Presse 2013">IOW-Pressemitteilung vom 01.Juli 2012: [http://www.io-warnemuende.de/tl_files/news/presse/2012/20120701_presse_kabel_de.pdf Klimawandel beeinflusst Ausbreitung von „Todeszonen“ in der Ostsee]</ref> Diese generell ungünstige stabile Schichtung wird durch absinkende Biomasse, insbesondere die abgestorbenen Cyanobakterien, verstärkt. Die Biomasse am Boden wird von anderen Bakterien zersetzt. Hierfür wird Sauerstoff benötigt und der schon knappe Sauerstoff in dieser Region wird gänzlich aufgebraucht.<ref name="Faktenblatt" /> Diese Situation kann jedoch durch erneute Einbrüche von Nordseewasser, das nicht nur salzhaltiger, sondern auch sauerstoffreich ist, wieder behoben werden.

==Auswirkungen auf den Menschen und Gesundheitsrisiken==
Ein besonderes Interesse für Wissenschaftler erweckt die Blaualge durch ihre Eigenschaft, während ihrer Blüte Giftstoffe (Toxine) zu produzieren.<ref name="Faktenblatt" /> Manche Arten der Cyanobakterien (In der Ostsee: Aphanizomenon, Nodulariadia) sind in der Lage, Giftstoffe wie Peptide und Alkaloide zu produzieren. Da die produzierten Mengen unter normalen Umständen nur sehr gering sind, liegt keine Gefährdung für den Mensch vor. Allerdings besteht eine Gesundheitsgefahr, wenn die Giftstoffe im Wasser in höheren Konzentrationen vorhanden sind. Die Konzentration der Giftstoffe im Wasser ist während der „Blüte“ sehr hoch. Die Blüte der Cyanobakterien wird durch günstige Entwicklungsbedingungen wie eine immer häufiger werdende hohe Meeresoberflächentemperatur, verstärkt oder erst möglich gemacht.

Der Klimawandel und die Wechselwirkung mit der höheren Strahlungsabsorbtion durch Blütenteppiche auf der Ostsee verstärken das Vorkommen von großen Blütenteppichen sowie den einhergehenden höheren Giftstoffkonzentrationen. <ref name="Paerl 2013">Paerl, H.W. (2012): Climate Change: Links to global expansion of harmful cyanobacteria , Water Research 46, Nr. 5, S.1349-1363</ref>
Die Giftstoffe können beim Menschen Hautreizungen, beim Verschlucken auch Übelkeit und Erbrechen hervorrufen und sind für geschwächte Personen besonders gefährlich. Bei Tieren ist es bereits zu Todesfällen gekommen (z.B. Rinder). <ref name="Faktenblatt" />

==Fazit==
Die globalen Folgen des Klimawandels spiegeln sich nicht nur in einer Erhöhung der Lufttemperatur sondern unter anderem auch in einem [[Erwärmung des Ozeans|Anstieg der Wassertemperaturen der Weltmeere]] wider. <ref name="Trenberth 2010">Trenberth, K.E. (2010): The Ocean is warming, isn't it?, Nature 465, 304</ref> Auch in der Ostsee wurden diese Auswirkungen festgestellt (s. Abb. 2). So erwärmte sich das Oberflächenwasser allein in den letzten 16 Jahren im Jahresmittel um 0,4°C. <ref name="Siegel 2006">Siegel, H. (2006): Die Entwicklung der Badewassertemperatur (Wasseroberflächentemperatur) der Ostsee seit 1990. In: Ostseesplitter 2006: meereskundliche Geschichten aus der Ostsee, 4 S.</ref>

Die Entwicklung der Cyanobakterien in der Ostsee wird durch die Erwärmung des Meeres indirekt durch den Klimawandel beeinflusst. Neben ihrer Eigenschaft, das Ökosystem nachhaltig zu verändern (sie beeinflussen den Sauerstoff- und Stickstoffgehalt der Wasserschichten), können die von den Cyanobakterien produzierten Giftstoffe eine Gefahr für die Gesundheit von Menschen und Tieren darstellen, die zur Blütezeit der Cyanobakterien in deutschen Küstengewässern das Wasser betreten.

== Einzelnachweise ==
<references />

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Ostsee_SST_Diff2_Juli_A1B.png|Breite=200 px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Regionaldaten zur Ostsee'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3144008/3e4e5a070857a69e3abee7b63c69ed98/data/2011-cyanobakterien.pdf Cyanobakterien in der Ostsee] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Beeinflusst von=Erwärmung des Ozeans
|Regionales Beispiel von=Marine Ökosysteme
|Regionales Beispiel von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Räumlich Teil von=Marine Ökosysteme
}}

<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Algen, Bakterien, Klimawandel</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ozean]]

Datei:Ostsee SST Diff2 Juli A1B.png

2017-11-13T10:14:33Z

Anne Felsberg: Differenz der Meeresoberflächentemperatur in der Ostsee für den Zeitraum 2070-2100 minus 1970-2000 im Juli nach dem Szenario A1B. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquell…

Differenz der Meeresoberflächentemperatur in der Ostsee für den Zeitraum 2070-2100 minus 1970-2000 im Juli nach dem Szenario A1B.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten durch das Institut für Ostseeforschung Warnemünde(IOW), Rostock , geplottet mit Panoply
|}

Deforestation (Tropen)

2017-11-13T09:59:53Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Regenwald - Geographie.png|thumb|420px|Geographische Lage der tropischen Regenwälder]]
Die Abholzung (Deforestation) tropischer Wälder ist im Gegensatz zur Deforestation in Europa eine relativ neue Entwicklung, die erst Mitte des 20. Jahrhunderts begann, als moderne Kettensägen und andere Geräte verfügbar wurden. Seither fallen immer größere Flächen der Rodung zum Opfer. Abgesehen von dem Verlust an Biodiversität und menschlicher Kultur, welche hier nicht thematisiert werden sollen, hat die Abholzung der Regenwälder auch Folgen für das Klima, insbesondere direkt vor Ort.

== Wasserkreislauf und seine Modellierung ==
Seit Beginn der 80er Jahre wurden zahlreiche [[Klimamodelle|Modellsimulationen]] flächendeckender Abholzung in den [[Tropen]] durchgeführt, die meisten beschränkten sich dabei auf Amazonien.
Es zeigt sich, dass die Unsicherheiten hier größer sind als bei [[Deforestation (hohe Breiten)|borealer Entwaldung]]. Grund dafür ist die mangelnde Beschreibung des [[Wasserkreislauf]]s, der durch die Vegetation stark beeinflusst ist. Erst durch den Einsatz von Modellen der [[Terrestrisch|terrestrischen]] [[Biosphäre im Klimasystem]], die die Photosynthese und den Wasserumsatz von Pflanzen explizit beschreiben, kann seit Ende der 90er Jahre überhaupt eine Abschätzung dieser Prozesse erfolgen. Zwar hat genau wie in den hohen Breiten eine Abholzung auch eine Erhöhung der [[Albedo]] zur Folge, die direkte Beeinflussung des Wasserkreislaufs ist jedoch von größerer Bedeutung für die Temperatur. Der tropische Regenwald verdunstet aufgrund der guten Wasserverfügbarkeit, der vielen Oberflächen und der hohen Temperatur sehr viel Wasser, welches dann wiederum als Niederschlag erneut zu Boden fallen kann. Schätzungen zufolge durchlaufen 25 – 50 % des Niederschlags in Amazonien ein solches Recycling – der Wald sorgt also zum Teil selbst für den Niederschlag, den er zum Leben benötigt. Dieses ständige Verdunsten und „Schwitzen“ des Waldes wirkt kühlend, so dass bei einer Abholzung mit großer Wahrscheinlichkeit eine lokale Erwärmung zwischen 0 und 3 °C folgen würde (das Resultat hängt unter anderem von der den Wald ersetzenden Vegetation ab – auch viele Gräser und Getreidesorten haben eine hohe Transpiration – zumindest vor der Ernte). Auch Temperaturmessungen in entwaldeten Gebieten zeigen eine Erwärmung, insbesondere aufgrund von stärkeren Extremwerten. Ohne die Bäume käme es zu einer Austrocknung der Böden, denn der Niederschlag würde sofort abfließen. Zwar wäre die Verdunstung vom Boden aus sogar höher (denn diese wird aufgrund des gebremsten Windes durch das Blattwerk eher verhindert), aber die Bereitstellung großer Oberflächen und das Anzapfen des Bodenwassers durch die Bäume hat einen weitaus größeren Effekt. Besonders in der Trockenzeit ist der Unterschied der Evapotranspiration und dadurch auch der Temperatur groß, da ein Wald dann weiter Wasser in die Atmosphäre abgeben kann, eine abgeholzte Fläche aber nicht. Dies legen zumindest zahlreiche Beobachtungen nahe, die angemessene Berücksichtigung des Wasserkreislaufs unter Berücksichtigung der Vegetation ist jedoch bis heute ein Schwachpunkt von Klimamodellen, so dass nicht alle Simulationen diesen Befund bestätigen können.

== Niederschlagsänderungen durch Entwaldung? ==
[[Bild:DirkvdM_santa_fe_scorched.jpg|thumb|420px|Abholzung von tropischem Regenwald in Panama]]
Trotz der verminderten Evapotranspiration und reduziertem Wasserrecycling ist die Änderung der Niederschlagsmenge unsicher. Die Mehrheit der Modelle zeigt wie zu erwarten eine Abnahme. Allerdings ist auch denkbar, dass stattdessen mehr Feuchtekonvergenz stattfindet, also Wasser aus anderen Regionen herangeführt wird, was den Mangel an Evapotranspiration ausgleicht. Dieses Heranführen von feuchten Luftmassen wird dadurch erleichtert, dass die Baumkronen dem Wind einen Widerstand entgegen stellen, der nach einer großräumigen Rodung viel geringer wird. In Amazonien ist die hohe Gebirgskette der Anden zudem eine Barriere für den Feuchtetransport. Daher kann das Wasser, welches dem Gebiet vor allem aus östlichen Richtungen zugeführt wird, im Westen schlecht abtransportiert werden und wird dem Amazonasbecken über die Flüsse zurückgegeben.<ref>Lean, J., Rowntree, P.R. (1997): Understanding the Sensitivity of a GCM Simulation of Amazonian Deforestation to the Specification of Vegetation and Soil Characteristics. Journal of Climate, 10, 1216-1235</ref> Dieses natürliche Recycling wird durch Abholzungen natürlich nicht beeinflusst. Andererseits dreht sich der Wind bei geringerer Bodenrauigkeit (und damit höherer Geschwindigkeit) wegen der [[Corioliskraft]] nicht so stark in Richtung des geringen Luftdrucks, was eine Feuchtekonvergenz wiederum unterbindet. In Afrika und Asien könnte dieser Effekt überwiegen. Da Niederschlag in den Tropen vor allem durch hochreichende Konvektion (also Gewitter) erzeugt wird, hängt viel davon ab, wieviel Energie am Boden für Konvektion zur Verfügung steht. Hier sind sowohl latente als auch sensible Wärme relevant. Die [[latente Wärme]] in Form von Feuchte ist dabei so wichtig, dass trotz erhöhter Temperatur nicht mehr genügend Energie zur Konvektion zur Verfügung stehen könnte. Die Faustregel „warme Luft steigt auf, kalte sinkt ab“ stellt sich hier also als irreführend heraus! Ob genug Feuchte herangeführt werden kann, scheint von der Größe des entwaldeten Gebiets abzuhängen. Bei kleinen Gebieten in der Größenordnung einiger Kilometer (wie sie bisher entwaldet werden) steht genügend Wasser aus den umliegenden Waldgebieten zur Verfügung und es entstehen mehr Bewölkung und Niederschlag, denn die lokale Temperaturerhöhung begünstigt die Konvektion. Eine Zunahme der Bewölkung und Konvektion über Amazonien in den letzten Jahrzehnten geht auch aus direkten Messungen und Simulationen der Vergangenheit hervor. Der Niederschlag hat dagegen nicht zugenommen.
[[Bild:Amazonia_LAI.jpg|thumb|420px|Blattindex des Amazonasgebietes]]
Bei großräumiger Abholzung aber kann sich die Wirkung aufgrund des Feuchtemangels umkehren.
Da die Summe aus sensibler und latenter Wärme durch die Nettostrahlung gespeist wird (siehe [[Landnutzung]]), ist auch in den Tropen die Albedoänderung von Relevanz – allerdings für den Niederschlag und die lokale Zirkulation, und weniger für die Temperatur. Paradoxerweise ist es dennoch nicht der direkte Einfluss der Albedo, der dazu führt, dass weniger Nettostrahlung am Boden absorbiert wird. Bei geringerer Bewölkung kommt mehr Sonnenlicht dort an, was den Effekt der höheren Albedo der Erdoberfläche ungefähr ausgleicht – vom Weltraum aus gesehen bleibt die Albedo also beinahe unverändert.<ref>Betts, A.K. (1999): Self-beneficial effects of vegetationon climate in an Ocean-Atmosphere General Circulation Model. Geophysical Research Letters, vol. 26, no. 10, 1457-1460</ref> <ref>Zhang, H., Henderson-Sellers, A., McGuffie, K. (1996): Impacts of Tropical Deforestation: Part I: Process Analysis of Local Climate Change. Journal of Climate, vol. 9, 1497-1517</ref> Die Nettostrahlung sinkt dagegen erst indirekt als Folge höherer langwelliger Ausstrahlung (denn die Temperatur am Boden ist höher) und gesunkender Gegenstrahlung (denn in der Atmosphäre befindet sich weniger Wasserdampf).
Steigt die Albedo über einen gewissen Schwellwert, so entsteht weniger Konvektion, weniger hochreichende Bewölkung und weniger Niederschlag<ref>Mylne, M.F., Rowntree, P.R. (1992): Modelling the Effects of Albedo Change associated with Tropical Deforestation. Climatic Change, vol. 21, 317-343</ref>
. In Afrika, wo die Böden besonders hell sind, könnte dieser Effekt am stärksten und der Temperaturanstieg am geringsten sein. Zudem kommt es zu noch einer weiteren Rückkopplung: Trockene Böden haben eine höhere Albedo, so dass noch weniger Energie an der Oberfläche verfügbar ist, was die Konvektion hemmt und den Niederschlagsmangel so weiter verschärft. Insgesamt zeigt sich also, dass der Niederschlag in den Tropen von allen drei Einflussgrößen, Evapotranspiration, Rauhigkeit und Albedo abhängt und das Endresultat sehr schwer vorherzusagen ist.
Ausnahmen z.B. für den Sommermonsun in Ostindien und Bangladesh, wo vermutlich auch großräumige Entwaldung zu mehr Feuchtekonvergenz führen würde, da die Luft direkt vom Ozean kommt. Die Monsunzirkulation würde daher noch verstärkt.

== Globale Konsequenzen ==
Auf globaler Skala ist jedoch besonders die Beeinflussung der Prozesse in der [[Innertropische Konvergenzzone | innertropischen Konvergenzzone]] (ITCZ) relevant. In diesem Bereich stoßen die hochreichenden tropischen Gewitter an die Obergrenze der [[Aufbau der Atmosphäre | Troposphäre]], so dass die Luft auseinanderströmt und Feuchte und Energie in höhere Breiten transportiert. Zu jedem Zeitpunkt sind mehrere tausend solcher "hot towers" aktiv. Eine Änderung ihrer Verteilung hätte globale Konsequenzen. Auch der Subtropenjet, ein Band hoher Windgeschwindigkeiten bei etwa 30°, erhält so seine Energie.

Außerdem regt die Veränderung der Konvektionszentren in der Atmosphäre Wellen an, die sich unter bestimmten Bedingungen in mittlere Breiten ausbreiten können. Da die Ursachen im Fall von Landnutzungsänderungen lange Zeit andauern, können solche permanenten Wellenanomalien zu einem veränderten Klima auch an Orten außerhalb der Tropen führen. Klimamodelle zeigen, dass die bereits erfolgte Abholzung in den Tropen zu einer nordwärtigen Verschiebung und Abschwächung sowohl des Jets als auch der ITCZ geführt haben könnte.<ref>Chase, T.N., Pielke Sr., R.A., Kittel, T.G.F., Nemani, R.R., Running, S.W. (2000): Simulated impacts of historical land cover changes on global climate in northern winter. Climate Dynamics, vol. 16, 93-105</ref> Beobachtungen lassen darauf schließen, dass Klimaänderungen durch Waldrodung mit natürlichen Klimaschwankungen in Wechselwirkung treten.

Wie der (rein biogeophysikalische) Einfluss tropischer Entwaldung auf die globale Mitteltemperatur ist, ist bislang nicht restlos geklärt. Zwar erwärmen sich die Tropen in den Regionen der Entwaldung, aufgrund der stark geschwächten Evapotranspiration wird jedoch auch weniger Wasserdampf in höhere Breiten exportiert. Auf der gesamten Erde wird daher der Treibhauseffekt schwächer, die Meeresoberflächentemperaturen sinken und es wird dadurch noch weniger Wasser verdunstet. Es ist möglich, dass dieser Effekt global der (biogeophysikalisch) dominierende ist; die globale Erwärmung aufgrund der Freisetzung des Kohlendioxids aus der Biomasse der tropischen Wälder kann er jedoch nicht aufwiegen.<ref>Claußen, M., Brovkin, V., Ganopolski, A. (2001): Biogeophysical versus biogeochemical feedbacks of large-scale land cover change. Geophysical Research Letters, vol. 28, no. 6, 1011-1014</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://bildungsserver.hamburg.de/aenderung-der-bodenbedeckung/2063608/bodenbedeckung-tropen-artikel.html Änderung der Bodenbedeckung in den Tropen] Artikel auf dem Hamburger Bildungsserver

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temperatur_Suedamerika_Jahr_rcp85_diff2.png |Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Regionaldaten zu Südamerika'''] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Deforestation (hohe Breiten)
|ähnlich wie=Deforestation (mittlere Breiten)
|Teil von=Landnutzung
|Beeinflusst=Kohlenstoffkreislauf
|verursacht=Artensterben
|Unterrichtsmaterial=Germanwatch (2008): [http://www.germanwatch.org/rio/ab-trop.pdf Die Bedrohung der tropischen Regenwälder und der internationale Klimaschutz]
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Deforestation (hohe Breiten), Deforestation (mittlere Breiten), Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Wälder im Klimawandel (einfach)

2017-11-13T09:55:53Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Tropischer_Regenwald.jpg‎ |thumb|300 px| Tropischer Regenwald auf Barro Colorado Island, Panama]]
Die Wälder der Erde bedecken etwa 3500 Millionen Hektar (ha) Land. Somit ist ein großer Teil der weltweiten Landflächen, nämlich 30%, wenn man die großen mit Eis bedeckten Landmassen Grönland und die Antarktis nicht einbezieht, mit Wald bedeckt. Mehr als die Hälfte der Waldflächen (ca. 57%) liegen in sehr armen, so genannten Entwicklungsländern. Bei dem dort vorkommenden Wald handelt es sich zum großen Teil um tropischen Regenwald.
Weltweit nehmen die Waldflächen stetig ab. Wälder werden hauptsächlich gerodet, um die Flächen für den Ackerbau nutzbar zu machen.
Die gesamte Waldfläche der Erde ist zwischen 1980 und 1995 um 180 Millionen ha (ca. 5%) zurückgegangen.

Wälder liefern dem Menschen viele wichtige Ressourcen (z.B. Holz) und werden gern als Erholungsraum genutzt. Eine weitere wichtige Aufgabe des Waldes liegt in seiner Bedeutung für das gesamte [[Klimasystem]]. Wälder beeinflussen selbst das Klima, da sie ein Teil vieler Stoff- und Energiekreisläufe sind. Der vom Menschen verursachte Klimawandel hat jedoch auch schwerwiegende Folgen für unsere heutigen Wälder.

== Bedeutung der Wälder für das Klimasystem ==

Pflanzen und Bäume nehmen beim Prozess der Photosynthese das [[Treibhausgase|Treibhausgas]] CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre auf und wandeln es in pflanzliche Biomasse um. Nachdem die Pflanzen absterben, verrottet die Biomasse. Dadurch wird wieder CO<sub>2</sub> an die Atmosphäre abgegeben. Wälder spielen also eine große Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf.
Weiterhin sind Wälder durch ihre tiefgrüne Farbe dunkler als beispielsweise schneebedeckte Flächen. Dunkle Flächen nehmen Lichtenergie auf und geben die Energie wieder als Wärme ab. Dadurch erwärmt sich die Atmosphäre. Helle Flächen dagegen reflektieren das Licht und strahlen das einfallende Sonnenlicht wieder als Lichtenergie an die Umgebung ab. Dadurch wird die Atmosphäre abgekühlt. Neben dem Kohlenstoffkreislauf, beeinflussen Wälder also auch den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre]].
Wälder bremsen außerdem Luftströmungen ab und fördern die Fähigkeit der Pflanzendecke, Wasser aufzunehmen und zu speichern. Bäume nehmen weiterhin mit ihren Wurzeln Wasser aus dem Boden auf. Ein Teil des aufgenommenen Wassers verdunstet wieder und gelangt als Wasserdampf in die Atmosphäre. Dort können sich aus dem Wasserdampf Wolken bilden. Wälder beeinflussen also auch den Wasserhaushalt der Atmosphäre.

== Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Wälder ==
[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|300 px|Klimahüllen für die Fichte in für Deutschland heute und in Zukunft ]]
Wälder sind Lebensgemeinschaften aus vielen verschiedenen Tier- und Pflanzenarten sowie zahlreichen Mikroorganismen, die stark an das heutige Klima angepasst sind. Wenn sich klimatische Faktoren wie z.B. die Temperaturen und Niederschläge im Zuge des Klimawandels verändern, werden sich auch die Artenzusammensetzungen der Wälder und das Wachstumsverhalten der Bäume verändern. Es kann außerdem vermehrt zu Waldbränden und Insektenbefall kommen.

=== Standortveränderungen ===

Jede Baumart benötigt bestimmte klimatische Bedingungen (z.B. Temperatur, Niederschlagsmenge), um zu gedeihen. Da sich diese Faktoren durch den Klimawandel verändern, verlagern sich auch die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten vorkommene können. Diese Gebiete nennt man Klimahüllen oder Wohlfühlbereiche. Um den Klimahüllen zu folgen, müssten sich Bäume mit einer Geschwindigkeit von 500-600 km pro Jahrhundert ausbreiten.
Bäume benötigen nach ihrer Aussaat jedoch meist einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten, um selbst Samen zu bilden und sich dadurch zu verbreiten. So brauchten verschiedene Baumarten nach der letzten Kaltzeit zwischen 50 und 1000 Jahren, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln.
Weiterhin ist die Geschwindigkeit, mit der Baumarten ihren Klimahüllen folgen können, von Art zu Art verschieden. Dadurch kann es zu völlig neuen Artenzusammensetzungen von Wäldern gegenüber heute kommen.
Wie Waldgemeinschaften konkret auf den Klimawandel der nächsten Jahrzehnte reagieren werden, hängt zum einen von den jeweiligen regionalen Veränderungen der verschiedenen klimatischen Faktoren und zum anderen von der Reaktion der Forstwirtschaft auf den Klimawandel ab.

=== Veränderung des Baumwachstums ===
[[Bild:Borealer_Wald.jpg|thumb|300 px| Borealer Wald in Alaska]]
Neben den sehr langsam ablaufenden Standortveränderungen von einzelnen Baumarten und Wäldern, verändert sich durch den Anstieg der Temperatur und des CO<sub>2</sub>-Gehaltes auch auch das Wachstumsverhalten von Bäumen. Bereits heute lassen sich solche Veränderungen im Baumwachstum erkennen.
Regionale Beobachtungen und Modelluntersuchungen zeigen für die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts eine Zunahme der Wachstumsrate von Bäumen in einigen Gebieten der mittleren und höheren Breiten.

Ein Grund für das verstärkte Baumwachstum ist die Zunahme der Kohlendioxidkonzentration der Atmosphäre. Da Pflanzen CO<sub>2</sub> benötigen um zu wachsen, ist für sie eine höhere CO<sub>2</sub>-Konzentration zunächst von Vorteil. Weiterhin verlängert sich durch die höheren Temperaturen die Wachstumszeit der Bäume. Für die Nordische Fichte in Österreich beispielsweise hat sich die Wachstumszeit zwischen 1961 und 1991 um 11 Tage verlängert, da sich die Jahrestemperatur um 0,72 °C und die Wintertemperatur um 2,36 °C erhöht hat. Als Folge hat die Wachstumsrate des Stammvolumens um rund 10% zugenommen.

Beobachtungen in Alaska haben ergeben, dass eine Temperaturerhöhung nicht immer ein verstärktes Baumwachstum zur Folge haben muss. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts konnte ein solcher Zusammenhang beobachtet werden, in der zweiten Hälfte jedoch nicht mehr.
Für viele Standorte wurde eine Verringerung des Baumwachstums in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur festgestellt. Der Hauptgrund für die Verringerung des Baumwachstums mit steigenden Temperaturen ist die zunehmende Trockenheit.

Ein Beispiel hierfür ist das Wachstumsverhalten der Weißfichte, die in den borealen Wäldern Nordamerikas vorkommt. Sie reagiert auf Trockenstress durch höhere Temperaturen mit einem verminderten Baumwachstum, dass an der Dikke der Baumringe abgelesen werden kann.

=== Zunahme von Waldbränden ===
[[Bild:Waldbrand.jpg |thumb|300 px|Waldbrand in den USA]]
* Hauptartikel [[Zunahme von Waldbränden (einfach)]]
Klimatische Veränderungen können auch die Zunahme von Waldbränden zur Folge haben. Waldbrände gehören besonders in den zeitweise trockeneren Tropen und in den Subtropen zum natürlichen Jahreszyklus. Sie können jedoch durch veränderte klimatische Bedingungen und menschliche Einflüsse erheblich verstärkt werden. Ein gutes Beispiel für das Zusammenwirken menschlicher und klimatischer Faktoren sind die Waldbrände in Indonesien während der [[El Niño 1997/98|El Niño]]-Periode 1997-1998. Die Brände wurden in den meisten Fällen durch Brandrodung verursacht. Ihre Ausbreitung und Dauer war aber wesentlich durch die Trockenheit bedingt, die als Folge der El-Niño-Periode in dieser Region herrschte. Auch in den höheren Breiten macht sich der klimatische Einfluss auf Waldbrände bemerkbar. So haben sich in den letzten 20 Jahren die Waldbrände in den borealen Wäldern des westlichen Nordamerika parallel zu der beobachteten Erwärmung in der Region verdoppelt. Ähnliche Beobachtungen gibt es auch aus den Waldgebieten Eurasiens. Obwohl z.B. in Skandinavien intensive Maßnahmen größere Feuer erfolgreich verhindert haben, brannten in den letzten Jahrzehnten in borealen Gebieten rund um die Polargebiete jährlich 5-10 Millionen ha Wald pro Jahr.

=== Insektenbefall ===
[[Bild:Bayerischer_wald_kahlgefressen.jpg|thumb|300 px|Schäden im Bayrischen Wald durch den Befall von Borkenkäfern]]
* Hauptartikel [[Insektenbefall von Wäldern]]
Neben [[Dürren]] und Bränden kann durch den Klimawandel auch die Schädigung von Wäldern durch Insektenbefall zunehmen. Vor allem die Wälder der borealen und gemäßigten Zone sind gefährdet. Dort können durch die Erwärmung Krankheitserreger und Insekten heimisch werden, die dort bisher nicht vorkommen. Bereits im 20. Jahrhundert konnte in Kanada und Russland beobachtet werden, dass mit steigende Temperaturen die Zerstörung von Bäumen durch Insekten zugenommen hat. So wurden die Waldzerstörungen durch Insekten in Kanada zwischen 1920 und 1995 auf 75 Millionen ha geschätzt, mit einer ansteigenden Rate nach 1970.

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp2m_Europa_Sommer_DiffII_rcp45.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag],

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Südamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Nordamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ '''Afrika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4398726/afrika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4399280/afrika-niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ '''Asien''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358606/w-s-asien-eistage/ Temperatur (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275248/w-s-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4362524/o-so-asien-temperatur/ Temperatur (Süd-Ost-Asien)] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4363726/o-so-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-Ost-Asien)].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur hochaufgelöst], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag hochaufgelöst].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Ausführlich=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Nordamerika
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
|Prozess=Zunahme von Waldbränden (einfach)
|Prozess=Insektenbefall von Wäldern (einfach)
|umfasst=Deforestation (Tropen)
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Biosphäre im Klimasystem, Zunahme von Waldbränden (einfach), Insektenbefall von Wäldern (einfach), Deforestation (Tropen), Ökosysteme, Vegetation</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Einfache Artikel]]

Datei:Temperatur Suedamerika Jahr rcp85 diff2.png

2017-11-13T09:51:59Z

Anne Felsberg: Änderung der Jahresmitteltemperatur über dem Amazonasgebiet für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenqu…

Änderung der Jahresmitteltemperatur über dem Amazonasgebiet für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

Datei:Ph-Ozean DiffII global Jahr rcp8.png

2017-11-13T09:34:45Z

Anne Felsberg: /* Lizenzhinweis */

Änderung des pH-Wertes an der Meeresoberfläche für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [http://www.cccma.ec.gc.ca/data/license.shtml Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis], geplottet mit Panoply
|}

Datei:Ph-Ozean DiffII global Jahr rcp8.png

2017-11-13T09:34:23Z

Anne Felsberg: /* Lizenzhinweis */

Änderung des pH-Wertes an der Meeresoberfläche für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über [http://www.cccma.ec.gc.ca/data/license.shtml Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis], geplottet mit Panoply
|}

Fischerei

2017-11-13T09:32:09Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Maldivesfish2.jpg|thumb|520px|Fische und Korallenriffe vor den Malediven]]
== Die Fischereiwirtschaft ==

Die globale Fischerei erwirtschaftet jährlich 80 – 85 Milliarden US$. Direkt und indirekt werden durch sie etwa 520 Millionen Menschen beschäftigt, was 8% der Weltbevölkerung entspricht. Vor allem in maritimen Niedriglohnländern ist die Arbeit in der Fischerei von großer Bedeutung, da sie die Ärmsten der Welt mit einem Einkommen und Nahrung versorgt.<ref name="Sumaila 2011"> Sumaila, U.R., Cheung. W.W.L., Lam, V. W.Y., Pauly, D. and Samuel Herrick, S. (2011): Climate change impacts on the biophysics and economics of world fisheries, NATURE CLIMATE CHANGE Vol. I</ref>

Der Anteil der Kalorien aus Fischprodukten an der Welternährung ist sehr gering: In 2009 wurden global pro Kopf 18.4kg Fisch konsumiert.<ref name="WBGU 2013"> Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen WBGU, Berlin (2013): [http://www.wbgu.de/hauptgutachten/hg-2013-meere/ Welt im Wandel: Menschheitserbe Meer.] Hauptgutachten 2013 </ref> Allerdings versorgt die Fischereiwirtschaft drei Milliarden Menschen mit 20% ihres Bedarfs an tierischem Eiweiß. Insgesamt trägt der konsumierte Fisch zu 16.5% des globalen tierischen Proteinbedarfs bei, sein Anteil an Protein allgemein liegt bei 6.4%.<ref name="FAO 2010"> [http://www.fao.org/docrep/015/ba0058t/ba0058t.pdf FAO (2010): Yearbook. Fishery and Aquaculture Statistics] </ref>

In der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts erlebte die marine Fischerei einen Aufschwung: Die Anlandungen stiegen von 16.8 Millionen Tonnen pro Jahr in 1950 auf 96.4 Millionen Tonnen pro Jahr in 1996; seitdem stagnieren die Erträge der marinen Fischerei bei etwa 80 Millionen Tonnen pro Jahr mit einer leicht fallenden Tendenz. Die Fischerei aus Binnengewässern und dem Meer stagniert bei etwa 90 Millionen Tonnen.<ref name="FAO 2010" /> Von dem global angelandeten Fisch stammt der Großteil aus der marinen Fischerei (52.1%). Hiervon werden 90% der Erträge in den Ausschließlichen Wirtschaftszonen (AWZ) der Küstenstaaten erwirtschaftet, etwa 10% stammen aus der Hohen See.<ref name="WBGU 2013" /> 7.6% der globalen Fischproduktion werden durch die Süßwasserfischerei erwirtschaftet und etwa 40% stammen aus der Aquakultur. 64.3% der Fische, die in der Aquakultur gezüchtet wurden, stammten in 2010 aus dem Meer und 35.7% aus Binnengewässern. Die Aquakultur hat seit 2001 um 6.3% pro Jahr zugenommen; in absoluten Werten bedeutet das, dass sich die Fangmenge aus der Aquakultur von 34.6 Millionen Tonnen in 2001 auf 59.9 Millionen Tonnen in 2010 gesteigert hat.<ref name="FAO 2010" />

Insgesamt trägt die Aquakultur zum Überleben der Fischerei-Industrie bei und tendiert dazu, die Versorgung und die Preise zu stabilisieren. Der Top-Fischerei-Staat ist China gefolgt von Indonesien, Indien und den USA.<ref name="FAO 2010" /> Etwa 40.4% der globalen Fischereifänge werden weggeworfen, weil sie entweder zu klein sind, ihr Fang verboten ist oder kein profitabler Markt existiert. Das Wegwerfen von Beifang ist nur in der industriellen Fischerei üblich.<ref name="Davies 2009"> Davies, R.W.D., Cripps, S.J., Nickson, A. And Porter, G. (2009): Defining and estimating global marine fisheries bycatch, Marine Policy, Vol. 33, Issue 4</ref>

Die Fischerei konzentriert sich überwiegend auf Arten, die weit oben im Nahrungsnetz stehen (z.B. Thunfisch und Kabeljau).<ref name="WBGU 2013" /> Zu den global am meisten gefischten Arten gehört der Anchovis (obwohl der Anchovisfang in 2010 im Vergleich zum Vorjahr um 39% gesunken ist), gefolgt von dem Alaska Seelachs, dem Echten Bonito (Thunfisch), dem atlantischen Hering und der Japanischen Makrele.<ref name="FAO 2010" />

Die Überfischung ist die wichtigste Ursache für den Verlust der biologischen Vielfalt in den Meeresökosystemen.<ref name="WBGU 2013" /> Nach Schätzungen der FAO sind
* 30% der globalen Fischbestände überfischt
* 57% der globalen Fischbestände voll ausgeschöpft, gemessen am höchstmöglichen Dauerauftrag und
* 12.7% der globalen Fischbestände theoretisch in der Lage, höhere Fangerträge zu verkraften.<ref name="WBGU 2013" />

Die Fischereiwirtschaft ist weltweit auch durch den Klimawandel betroffen. Seine Auswirkungen schlagen sich in Änderungen in der Primärproduktion, in Verschiebungen der Verteilung der Bestände und in Änderungen der potentiellen Erträge von überfischten marinen Spezies nieder.<ref name="Sumaila 2011" />

== Lebensräume der Fische im Klimawandel ==

Mit dem Beginn der Industrialisierung nahm der menschliche Einfluss auf die [[Atmosphäre_im_Klimasystem|Atmosphäre]], die Landsysteme und die Meere zu. Damit änderten und ändern sich auch immer noch die Lebensräume der Fische.

=== Ozeane ===

==== Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean ====
Hauptartikel: [[Kohlenstoff im Ozean]]
[[Bild:Ozean ph aenderung.jpg|thumb|420px|Geschätzte Verringerung des pH-Werts an der Meeresoberfläche durch anthropogenes Kohlendioxid in der Atmosphäre zwischen ca. 1700 und den 1990er-Jahren.]]
Die Meere spielen eine zentrale Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Vor der Industrialisierung gab der Ozean jährlich etwa 0.6 Gt Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, also die Menge, die in Form organischen Materials über die Flüsse eingetragen wurde. Da der Kohlenstoff des organischen Materials über Photosynthese aus der Atmosphäre stammte, änderte der Austausch den CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre nicht und es herrschte ein Gleichgewicht im System.

Erst die anthropogene Störung des Kohlenstoffkreislaufs machte das Meer zu einer CO<sub>2</sub>-Senke: Steigt das CO<sub>2</sub> in der Atmosphäre, gibt diese solange Kohlenstoffdioxid an den Ozean ab, bis die Partialdrücke im Oberflächenwasser und in der Atmosphäre wieder ausgeglichen sind. Daher führen CO<sub>2</sub>-Emissionen in der Atmosphäre zwangsläufig zu einem Übergang von CO<sub>2</sub> in den Ozean. Mittlerweile nimmt der Ozean jährlich mehr als 2 Gt Kohlenstoff in Form von CO<sub>2</sub> (entspricht 7.3 Gt CO<sub>2</sub>) auf: Das ist etwa ein Drittel der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen. Ein Teil des CO<sub>2</sub> gelangt dann auf verschiedenen Wegen in die Tiefe der Meere, allerdings verbleibt das CO<sub>2</sub> auch teilweise im Oberflächenwasser oder wird von Pflanzen aufgenommen. Insgesamt sind im Meer etwa 38.000 Gt Kohlenstoff gespeichert, was das Fünfzigfache des Kohlenstoffgehalts der Atmosphäre ist.

Das CO<sub>2</sub> löst sich im Meerwasser und bildet eine schwache Säure, sodass der pH-Wert absinkt und es so zu einer [[Ozeanversauerung]] kommt. Seit der Industrialisierung ist der pH-Wert der Ozeane um 0.1 Einheiten gesunken, der Säuregehalt hat also um etwa 30% zugenommen. Mit dem pH-Wert ändert sich auch die Konzentration der Karbonat-Ionen im Meerwasser, welche von Meeresorganismen benötigt werden, um Kalkschalen zu bilden.

Für die [[Korallenriffe]], welche vielen Fischarten als Habitate dienen, ist der zunehmende CO<sub>2</sub>-Ausstoß die am schnellsten wachsende Bedrohung, da die Kalkbildung von der Konzentration von Karbonationen abhängt. Die Kalkbildung ist die Grundlage für das Wachstum der Korallenriffe und wirkt der Erosion entgegen. Korallenriffe gelten als artenreichstes Ökosystem der Meere; sie sind vor allem in flachen, nährstoffarme Gewässern in den Tropen zu finden (30° nördliche bis 30° südliche Breite). Rund 4000 Fischarten leben in Korallenriffen; sie dienen den Fischen als Fress- und Laichstätten. Korallen leben in Symbiose mit den sogenannten Zooxanthellen, einer Algenart.<ref name="Sumaila 2011" />

==== Erwärmung der Meere ====
Hauptartikel: [[Erwärmung des Ozeans]]

Ein weiterer Effekt durch den Klimawandel ist die zunehmende Erwärmung der Meere; die oberflächennahen Temperaturen steigen und liegen heute um +0.7 °C höher als in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die tieferen Schichten des Ozeans haben sich hingegen sehr viel weniger erwärmt (> +0.004 °C zwischen 1955 – 1998). Durch den erhöhten Temperaturunterschied zwischen der Meeresoberfläche und den darunterliegenden Schichten ist das oberflächennahe Meerwasser stärker geschichtet,[[Bild:Ozeanerwaermung.gif|thumb|420px|Veränderung des Wärmegehalts in den oberen Schichten des Ozeans]] wodurch die Tiefenkonvektion verringert wird.<ref name="WBGU 2013" /> Der Anstieg der Wassertemperaturen ist in den hohen Breiten der Nordhemisphäre im Nordatlantik am stärksten.<ref name="IPCC 2013"> Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Chapter 3 – Observations: Ocean</ref> Damit ist auch der Rückgang des Meereises gekoppelt. Zusätzlich folgt aus der Erwärmung und der Versauerung, dass sich die Anfälligkeit der Korallenriffe erhöht. Geraten Korallen in eine Stresssituation (z.B. durch zu hohe oder zu niedrige Temperaturen, durch zu intensives Licht), stoßen sie die Algen, mit denen sie in Symbiose leben, aus ihrem Gewebe aus. Da dann das Korallenskelett sichtbar wird, das ohne die Algen nur noch blass gefärbt ist, spricht man bei diesem Effekt von der Korallenbleiche. Hält die Korallenbleiche über einen langen Zeitraum an, verhungern die Korallen und sterben ab.<ref name="Sumaila 2011" />
Einige Untersuchungen zeigen, dass die globale Phytoplankton-Biomasse im Ozean über die letzten 50 Jahre abgenommen hat, dieses Ergebnis ist allerdings umstritten.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung und der stabileren Schichtung folgt im offenen Ozean eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration. Die Erwärmung verringert die Löslichkeit von Sauerstoff im Meerwasser, während die stabilere Schichtung den Transport von sauerstoffreichem Oberflächenwasser in tiefere Schichten reduziert, wo Sauerstoff kontinuierlich von Meeresorganismen aufgezehrt wird. Das Ausmaß der klimawandelbedingten Sauerstoffabnahme wird daher von der Wärmemenge bestimmt, die der Ozean aufnimmt. In den letzten 50 Jahren konnte in den meisten Regionen der tropischen Meere eine abnehmende Sauerstoffkonzentration beobachtet werden; damit breiten sich auch sauerstoffarme Zonen aus. Ähnliches konnte auch im Nordpazifik beobachtet werden.

Die erhöhte Meerestemperatur, die stabilere Schichtung und die damit verbundene Reduktionen des Sauerstoffgehalts haben deutliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme: Es kommt zu Änderungen in der Artenzusammensetzung, zu räumlichen Verschiebungen der Populationen und zu einem veränderten Nahrungsnetz.<ref name="WBGU 2013" />

=== Süßwassersysteme ===

In Süßwassersystemen können ähnliche Effekte wie in den Meeren beobachtet werden.
Durch die Klimaerwärmung steigen auch im Süßwasser die Wassertemperaturen und mit den steigenden Wassertemperaturen sinkt die Sauerstofflöslichkeit. Gleichzeitig steigt die Schädlichkeit von Giftstoffen (z.B. Schwermetalle) für Fische.

Auch die hydrologischen Bedingungen unterliegen aufgrund des Klimawandels Änderungen: So ändert sich das Ausmaß der saisonalen Wasserstände durch Änderungen beim Niederschlag. Außerdem erhöhen sich durch die Klimaerwärmung auch die Strom- und Grundwassertemperaturen; gemäßigte Regionen sind hierdurch stärker betroffen als tropische Ströme, bei denen die Grundwassertemperaturen beinahe den Temperaturen der Ströme in den Sommermonaten entsprechen.

Ebenfalls führt die Erwärmung und die erhöhte UV-B-Einstrahlung zu veränderten Schichtungsmustern: In großen Seen werden die tiefen Schichten (Hypolimnion) nicht durch das Sonnenlicht erreicht. Gleichzeitig werden die oberflächennahen Wasserschichten (Epilimnion) durch die erhöhte Einstrahlung immer stärker erwärmt, sodass sich ein Dichtegradient zwischen den Schichten bildet, der die Durchmischung der Schichten verhindert. Die Erwärmung sorgt dafür, dass dieser Gradient immer früher im Jahr gebildet wird.

Eine weitere Auswirkung des Klimawandels ist der drohende [[Wasserressourcen_und_Klimawandel|Wasserverlust]] in einigen stehenden Gewässern. Das betrifft zum Beispiel den Mittelmeerraum, Südafrika, Mittelamerika und Südaustralien. Erhöhte Temperaturen und Sonneneinstrahlung könnten die gegenwärtigen Wasserverlustraten dieser Systeme erhöhen, da mehr Wasser verdampft als durch Niederschlag in die Gewässer eingetragen wird. <ref name="Ficke 2007"> Ficke, A. D., Myrick, C. A., Hansen, L.J. (2007): Potential impacts of global climate change on freshwater fisheries, Springer Science+Media B.V. 2007</ref>

== Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischbestände ==

Die Verschiebungen von Fischbeständen ist die am meisten erwähnte Reaktion von marinen Spezies auf Umweltänderungen. Ozeanströmungen und Temperaturen ändern die Ausbreitung von Larven und damit die Vernetzung der marinen Populationen. Es konnte beobachtet werden, dass die Rekrutierung vieler überfischter Fische und wirbelloser Tiere mit ihren Umweltbedingungen zusammenhängt.

Weiterhin wandern die Fische polwärts und in tieferes Wasser: Das konnte bereits im Nordatlantik, an der US-Ostküste, im Beringmeer und vor Australien beobachtet werden. Unter anderem konnte festgestellt werden, dass sich das Zentrum von Verteilungen von 15 Spezies (aus 36), bestehend aus benthischen Fischen, in höhere Breiten verschoben haben, einige dieser Spezies haben sich auch in tiefere Gewässer bei einer Rate von 3m pro Jahrzehnt bewegt.

Das Ausmaß und die Richtung der Auswirkungen durch den Klimawandel sind immer noch unsicher; das liegt zum Teil daran, dass bei Schätzungen oft global das offene Meer betrachtet wird, der Großteil der Fische wird jedoch in kontinentalen Sockeln gefangen.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Ozeanversauerung ===
Hauptartikel: [[Ozeanversauerung]]

Zwischen der Luft und dem Ozean findet ein permanenter Gasaustausch statt. Das bedeutet, dass mit dem Anstieg des CO<sub>2</sub>-Gehalts der Atmosphäre auch die Reaktion zu Kohlensäure im Meer zunimmt. Damit werden Protonen frei und das Meer versauert. Ein CO<sub>2</sub>-Anstieg in diesem Ausmaß und in so kurzer Zeit hat noch nie in der Erdgeschichte stattgefunden, daher ist bis jetzt unklar, welche Folgen er auf die marine Fauna hat.<ref name="WOR I 2010"> [http://worldoceanreview.com/wp-content/downloads/wor1/WOR1_gesamt.pdf World Ocean Review (2010): Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere]</ref> Allerdings ist sicher, dass insbesondere kalkbildende Organismen, zum Beispiel Korallen, Muscheln und Mikroplanktonarten, von der Versauerung betroffen sind. Eine der direkten Auswirkungen ist, dass Organismen Schwierigkeiten haben, Skelettstrukturen aufzubauen. Auch das Plankton gehört zu den kalkbildenden Arten und ist für etwa ¾ der globalen marinen Kalkbildung verantwortlich. Über den Export von Kalk in die Tiefsee spielen sie nicht nur eine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, sondern sie liefern zusätzlich durch die Ausbildung großer Planktonblüten Nahrung für andere Meerestiere. Die verringerte Kalkbildung beeinträchtigt die Überlebensfähigkeit der Organismen, sodass sich die Konkurrenzverhältnisse zugunsten nicht kalkbildender Arten verschieben werden.<ref name="WBGU 2013" />

Auch die Organismen der Fische werden durch den steigenden CO<sub>2</sub>-Gehalt beeinflusst. In den Fischen können ähnliche Vorgänge wie bei der Lösung von CO<sub>2</sub> im Wasser beobachtet werden, da CO<sub>2</sub> ungehindert durch Zellmembranen wandert: In den Körperzellen und im Blut führt die vermehrte CO<sub>2</sub>-Aufnahme zu einer pH-Absenkung. Der Organismus muss dann diese Störung des natürlichen Säure-Base-Haushalts kompensieren und das Gelingen dieses Unterfangens ist von Art zu Art unterschiedlich. Die beschriebene Verschiebung kann zu Beeinträchtigungen des Wachstums und der Fortpflanzungsfähigkeit führen und im Extremfall sogar das Überleben einer Art in ihrem Lebensraum gefährden.

Besonders CO<sub>2</sub>-tolerant sind mobile und aktive Tiere wie Fische, Krebstiere und Kopffüßer (z.B. Tintenfische).<ref name="WOR I 2010" /> Ausgewachsene Fische sind physiologisch gut in der Lage, die zu erwartenden erhöhten atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Konzentrationen abzupuffern, juvenile Stadien sind jedoch sehr empfindlich: Das schlägt sich in deutlich verringerten Überlebensraten von Fischlarven nieder, die bei erhöhten CO<sub>2</sub>-Konzentrationen schlüpfen. Beim Kabeljau konnten beispielsweise direkte Gewebeschäden an den Larven beobachtet werden. Außerdem zeigen Fischlarven unter Versauerung Verhaltensänderungen gegenüber Räubern sowie Störungen des Geruchssinns.

Das Phytoplankton, welche die Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes des Ozean ist, ist direkt von der Versauerung betroffen, da es ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vorkommt.<ref name="WOR I 2010" />

=== Die Klima-Erwärmung und ihre Sekundäreffekte ===

Bereits natürliche Klimaänderungen, wie zum Beispiel das [[ENSO|El-Niño-Phänomen]], können bei Fischpopulationen Wanderungen oder starke Bestandsschwankungen auslösen. Die anthropogene Klimaerwärmung hat bereits zu räumlichen Verschiebungen von Meerespopulationen in Richtung der Pole und in tieferes Wasser geführt.<ref name="WBGU 2013" />

In den Tropen und den mittleren Breiten wird die marine Produktivität hauptsächlich durch Nährstoffe begrenzt, in polaren und subpolaren Regionen sind jedoch Licht und die Temperatur die wesentlichen begrenzenden Faktoren. Marine Fische reagieren auf die Erwärmung des Ozeans mit Änderungen in den Verteilungen, der Menge, der Phänologie und der Körpergröße, was letztendlich auch die Fischerei betrifft.<ref name="Cheung 2013">Cheung, W.W.L., Watson, R. and Daniel Pauly, D. (2013): Signature of ocean warming in global fisheries catch, Macmillan Publishers Limited</ref> In tropischen Regionen sind die Auswirkungen durch den Klimawandel weniger zu spüren als in den mittleren und hohen Breiten.<ref name="WBGU 2013" />

Höhere Temperaturen erschweren auch die Sauerstoffversorgung: Dadurch werden die Funktion, das Wachstum und die Reproduktion von Meeresfischen reduziert. Die Temperatur beeinflusst die Gebiete und den Erfolg der Reproduktion; sie ist außerdem nicht nur für einzelne Organismen ein entscheidender Faktor. Außerdem konnte beobachtet werden, dass polare Fische die Fähigkeit verloren haben, sogenannte „Heat shock proteins“ zu produzieren, die Zellstrukturen reparieren, die durch relativ hohe Temperaturen geschädigt wurden. Das macht sie besonders empfindlich gegenüber Temperaturänderungen.<ref name="Ficke 2007" /> Auch Meeresökosysteme reagieren sensibel und schnell auf Temperaturerhöhungen. Auf großen Skalen sind die Muster mariner Biodiversität eng mit dem Klimawandel gekoppelt. Erhebliche Gebietsverschiebungen bei marinen Arten und in der Folge mögliche Störungen von Ökosystemleistungen sind zu erwarten;<ref name="WBGU 2013" /> die Verteilungsränder und Schwerpunkte vieler mariner und wirbelloser Fische verschieben sich, indem sie den Änderungen im Ozean folgen. Spezies verschieben sich also mit der Klimaaerwärmung polwärts und <ref name="WBGU 2013" /> eine „Tropikalisierung“ (wachsende Dominanz von Warmwasserfischen) ist aufgrund der Ozeanerwärmung zu erwarten. Die Erwärmung könnte dazu führen, dass die thermische Toleranz von tropischen Spezies überschritten wird und sich so ihr Fangpotential verringert. Die Tropen sind also besonders verwundbar.<ref name="Cheung 2013" />
Aus der Erwärmung der Wassertemperaturen folgt eine verstärkte Schichtung, die den Transport von Nährstoffen aus tieferen Schichten an die Meeresoberfläche verhindert, sodass die Nahrungszufuhr gefährdet wird.

Die Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich jetzt schon auf allen trophischen Ebenen:
Im Nordpazifik kann die niedrige Phytoplanktonproduktion über mehrere trophische Stufen mit niedrigeren Fischerträgen korrelieren. In Australien hingegen ist die Primärproduktion von Phytoplankton durch den anthropogenen Klimawandel gestiegen, sodass auch die regionalen Fischerträge steigen.
Die Abnahme des Phytoplankton im letzten Jahrhundert hängt mit den gestiegenen Oberflächentemperaturen zusammen.<ref name="WBGU 2013" />

=== Sauerstoffarme Zonen ===

[[Bild:Verteilung_Sauerstoffminimumzonen.jpg|thumb|420px|Verteilung der Sauerstoffminimumzonen in den Ozeanen (hier: lila markiert)]] Viele Organismen hängen stark vom Sauerstoffgehalt ab. Bereiche, in denen zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, um das Überleben der Fische zu sichern, werden als sauerstoffarme/- lose Zonen oder auch als Totwasserzonen bezeichnet. Die Anzahl und die Ausdehnung von Totwasserzonen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, ihre Auswirkung wurde bis jetzt aber eher unterschätzt. Insgesamt beträgt die Fläche an sauerstoffarmen Zonen in mehr als 400 Meeresgegenden mehr als 245.000 km². Je länger sich die Sauerstoffarmut ausbildet, desto länger wird die Erholung und die Rekolonisierung der benthischen Habitate dauern. Im tropischen Nordostatlantik birgt der verringerte Sauerstoffgehalt eine Gefahr für die bereits überfischten Thun- und Schwertfischbestände. Sauerstoffarme Zonen könnten aber andedrerseits auch den Räuberdruck auf Arten verringern, die gegenüber Sauerstoffarmut tolerant sind. Jedenfalls sind die Fischereierträge bislang nicht so stark reduziert, wie es aufgrund hoher Stickstoffeinträge zu erwarten wäre.<ref name="WBGU 2013" />

Besonders in Nebenmeeren wie der Ostsee ist die Sauerstoffarmut ein großes Problem. Neben der Eutrophierung begünstigt der Klimawandel das Wachstum von beispielsweise [[Cyanobakterien_der_Ostsee_im_Klimawandel|Cyanobakterien]] (umgangssprachlich auch Blaualgen genannt). Bei der Zersetzung der Biomasse wird dann Sauerstoff verbraucht, sodass sauerstoffarme Zonen gebildet bzw. verstärkt werden.

Wärmeres Wasser erhöht einerseits den Sauerstoffbedarf beim anabolen Stoffwechsel der Fische, während es andererseits die Sauerstofflöslichkeit des Wassers verringert. Individuen mit kleinerer Körpergröße haben einen geringeren Bedarf an Sauerstoff, weil ihre Körperoberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen größer ist. Modellsimulationen haben daher bis 2050 eine Reduktion des mittleren maximalen Körpergewichts um 14-24 % global vorhergesagt. An sechs von acht kommerziellen Fischarten wurde dieser Zusammenhang zum ersten Mal für die Nordsee empirisch nachgewiesen. So wurden Reduktionen der Länge zwischen den beiden Zeiträumen 1973-1977 und 1993-1997 beim Schellfisch um 29 %, beim Hering um 13 %, bei der männlichen Seezunge um 13 % festgestellt. Im Mittel betrug die Verringerung der Länge bei den untersuchten Arten 16 %. Die Reduktion der Körpergröße ging einher mit einer Temperaturzunahme von 1-2 °C und hatte eine Abnahme der Fangmenge bei den betroffenen Arten um 23 % zur Folge.<ref>Baudron, A.R. (2014): Warming temperatures and smaller body sizes: synchronous changes in growth of North Sea fishes, Global Change Biology (2014), doi: 10.1111/gcb.12514</ref>

== Projektionen ==

Insgesamt wird der Klimawandel die bereits bestehenden Stressoren auf die Fischbestände verstärken. Als weitreichende Wirkungen sind räumliche Verschiebungen von Populationen und die veränderte Artenzusammensetzung mariner Ökosysteme zu erwarten, diese sind aber im Detail schwer vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Veränderungen im Ozean ===

Der anthropogene Klimawandel resultiert in Langzeitänderungen in der Atmosphäre und im Ozean. Dazu gehören die Ozeanerwärmung, die Verminderung von Meereis, ein stärker geschichteter Ozean und die zunehmende Versauerung. Es wird erwartet, dass sich diese Entwicklungen zukünftig fortsetzen werden. Auch die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, Änderungen in der Primärproduktion, ein weiterer [[Meeresspiegel der Zukunft|Meeresspiegelanstieg]] und das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen werden vorhergesagt.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung der Meere folgt eine verstärkte Schichtung (also: schwache Durchmischung) des Meerwassers und eine abgeschwächte Ozeanzirkulation.<ref name="WBGU 2013" />
Die Versauerung ist nur auf extrem langen Zeitskalen irreversibel. Die Geschwindigkeit der Versauerung ist heute mehr als hundert Mal schneller als in den letzten 65 Millionen Jahren. Die stärkste pH-Änderung wird künftig in der Arktis erwartet, da die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch schmelzendes Meereis erhöht wird; außerdem mindern die Süßwassereinträge durch das schmelzende Eis die Sättigung.<ref name="Sumaila 2011" />

Der größte Sauerstoffverlust wird in mittleren und höheren Breiten erwartet; bereits sauerstoffärmere und weniger produktive tropische und subtropische Gebiete zeigen in Modellsimulationen geringere Änderungen. Der Sauerstoffgehalt könnte im globalen Mittel in diesem Jahrhundert um 1 – 7% abnehmen. Die klimawandelbedingte Sauerstoffabnahme ist auf gesellschaftlich relevanten Zeitskalen irreversibel.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Auswirkungen auf die Fischbestände ===

Es wird erwartet, dass Fische in warmem Wasser eine kleinere maximale Körpergröße ausbilden und bei ihrer ersten Reife kleiner sein werden. Kleinere Fische haben in warmen Gewässern eine erhöhte Sterblichkeitsrate. Das sind wichtige Faktoren, die die Populationsdynamik und -produktivität beeinflussen.<ref name="Sumaila 2011" /> [[Bild:Verteilungsänderungen WORI.jpg|thumb|420px|Verteilung invasiver Fischarten in den Ozeanen. Regionen, in denen heimische Arten nicht verdrängt oder beeinträchtigt werden, sind grün. ]]

Fische, deren Habitate in Kaltwasserregionen sind, werden am meisten unter dem Stress der Klimaerwärmung leiden. Dieser abiotische Stress könnte dadurch verschärft werden, dass Veränderungen schneller eintreten, als sich die Arten daran anpassen können. Können sich Arten nicht anpassen, werden sie sich in günstigere Habitate zurückziehen müssen. Gelingt ihnen das nicht schnell genug oder können sie sich nicht hinreichend verbreiten oder in ihrer neuen Lebensgemeinschaft behaupten, werden sie aussterben. Beide Fälle haben lokale Artenverschiebungen zur Folge, die dazu führen, dass sensitive Arten verschwinden, während sich opportunistische, anpassungsfähigere Arten verbreiten werden.<ref name="WBGU 2013" />

Mit der verstärkten Schichtung der Meere wird die Primärproduktion verringert, global wird mit zunehmendem Klimawandel eine abnehmende aquatische Produktion einschließlich der Fischereiproduktion prognostiziert. Im wärmeren Klima treten möglicherweise El-Niño-Bedingungen immer häufiger und stärker auf, was die Verminderung der globalen Ozeanproduktion verstärkt.<ref name="WBGU 2013" />

Es gilt als sicher, dass wirbellose Tiere am meisten unter der Versauerung der Ozeane leiden werden.
Global gesehen werden Arten verloren gehen und Ökosysteme werden sich ändern. In einzelnen Fällen können Ökosysteme regionale Veränderungen der Artengemeinschaft, z.B. durch Zuwanderung, verkraften. In der Antarktis könnten Planktonalgen von der Meerwassererwärmung sogar profitieren, ebenfalls ist die Aussüßung der östlichen Ostsee ein Vorteil für süßwasserliebende Arten. Zusätzlich kann es durch die Einwanderung fremder Spezies in manchen Lebensräumen zu einer kurzfristigen Erhöhung der biologischen Vielfalt kommen. Generell sind die regionalen Auswirkungen jedoch sehr schwer abzuschätzen.<ref name="WOR I 2010" /> Da die Anpassungspotentiale unterschiedlich ausgeprägt sind, könnten sich die Konkurrenzverhältnisse zwischen den Arten drastisch verschieben, strukturelle Veränderungen im marinen Nahrungsnetz sind jedoch kaum vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Auswirkungen auf die marine Fischerei ===

Die Fischerei wird stark beeinflusst, da sich sowohl die Quantität, Qualität und Vorhersagbarkeit des marinen Fischfangs ändern werden. Ein direkter Einfluss ist zum Beispiel die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, die sich auf die Physiologie und die Verteilung von pelagischen marinen Organismen auswirkt.<ref name="Sumaila 2011" /> Diese Verschiebungen werden in Gewinnen und Verlusten für die Spezies resultieren und die Strukturen der Fischbestände ändern. Allerdings können die Verteilungsverschiebungen auch neues Potential bieten. Durch die Ozeanerwärmung wird ein Anstieg bei der Menge der Hummer in den tieferen Gewässern vor West-Australien erwartet und auch in der Nordsee könnte es zu einem vermehrten Aufkommen von Warmwasserspezies wie dem Wolfsbarsch kommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Mögliche Konsequenzen für die Fischerei könnten sein, dass sich Preis und Wert der Fische, die Kosten, die Einkommen, der Gewinn für die Betriebe und die wirtschaftliche Rendite ändern. Die Auswirkungen könnten ähnlich ausfallen wie beim El-Niño-Phänomen: In El-Niño-Phasen werden vor Südamerika (Chile, Peru) weniger pelagische marine Spezies angelandet, dafür steigen die Anlandungen der Südostasiatischen Makrele. Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die Gewinne nicht nur von der Quantität, sondern auch von der Fangzusammensetzung abhängen. So ist beispielsweise im Keltischen Meer die Zahl der Fänge gestiegen; aber aufgrund der gehäuften kleineren, minderwertigen Spezies unter ihnen hat der Wert der Anlandungen insgesamt abgenommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Zusätzlich wird eine stark steigende Nachfrage nach Fischprodukten prognostiziert, da die Weltbevölkerung steigt und immer mehr Menschen Fisch konsumieren. Dieser Konsum kann nicht allein durch Wildfischerei befriedigt werden, da die Fisch-Erträge nicht steigen werden. Stattdessen muss die Fischereiintensität vorübergehend gemindert werden, um eine Erholung der Bestände zu erreichen.<ref name="WBGU 2013" />

Auf den Kontinentalsockeln (bis auf hohe Breiten) werden die Fangpotentiale überall zurückgehen und auf Hoher See insgesamt eher zunehmen. Treiber hierfür sind Populationsverschiebungen und Änderungen in der Primärproduktion. In der Arktis und der Subarktis ist eine Zunahme der Fangpotentiale um 30 – 70% möglich, in den Tropen wird jedoch mit Abnahmen um bis zu 40% gerechnet.
Das erhöhte Fangpotential in der Arktis und Subarktis könnte auch durch die Versauerung der Ozeane und weniger gelöstem Sauerstoff wieder relativiert werden.<ref name="Sumaila 2011" /> Generell ist davon auszugehen, dass sich Warmwasserspezies durchsetzen werden.

=== Auswirkungen auf die Süßwasserfischerei ===

==== Fische in gemäßigten Regionen ====

Generell wird das Wachstum der Fische in gemäßigten Regionen mit der Temperatur steigen, bis die Umgebungstemperatur optimal für die jeweilige Spezies ist. Etwa 90% des jährlichen Wachstumsprozesses der Fische fällt in die Sommermonate, da hier die Futterverfügbarkeit maximal ist und die Wassertemperaturen optimal für das Wachstum der Fische ist. Die Erwärmung weitet diesen Zeitraum weiter aus und sorgt für weniger Winterstress.

Gleichzeitig führt die Erwärmung zu einem gesteigerten Energiebedarf, da sich mit steigenden Temperaturen auch der Stoffwechsel der Fische erhöht. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird von den Fischen durch eine vermehrte Nahrungsaufnahme kompensiert, allerdings können Gebiete mit begrenzter Nahrungsverfügbarkeit nicht mit dem erhöhten Bedarf mithalten. Ein Anstieg der Menge der Kaltwasserfische ist also nur zu erwarten, wenn auch mehr Futter zur Verfügung steht.
Auch die Reproduktion könnte durch die erhöhten Temperaturen beeinträchtigt werden: Besonders verwundbar sind Spezies, die große Eier und ein kleines Gelege legen und erst spät die sexuelle Reife erreichen („equilibrium species“). Am wenigsten durch den Klimawandel betroffen sind sogenannten opportunistische Spezies (frühe Reife, kleine Eier, kleines Gelege, häufiges Laichen).<ref name="Ficke 2007" />

==== Tropische Fische ====

Tropische Süßwasser-Fische, die zum Beispiel im Victoriasee in Ostafrika zu finden sind, können sich gut an steigende Temperaturen anpassen. Da die Klimaerwärmung die Tropen ohnehin nicht stark treffen wird, ist es wahrscheinlich, dass tropische Fische im Gegensatz zu Fischen in polaren und gemäßigten Gebieten wenig durch die Erwärmung leiden werden. Außerdem suggerieren einige Studien, dass tropische Fische gegenüber geminderten gelösten Sauerstoffkonzentrationen sehr widerstandsfähig sind.<ref name="Ficke 2007" />

Insgesamt gilt es jedoch als sicher, dass geänderte Strömungsregime einen größeren Schaden anrichten werden als steigende Temperaturen. Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, dass der Klimawandel in den Tropen durch andere Effekte wie der [[Deforestation_(Tropen)|Entwaldung]] und Änderungen in der Landnutzung überschattet wird. Eine Entwaldung im Amazonasgebiet könnte beispielsweise dazu führen, dass es in Parana und Paraguay zu erhöhtem Niederschlag und in Uruguay und Negro zu vermindertem Niederschlag kommen könnte. Bei diesem Szenario würde die Fischereiproduktivität dann durch Änderungen im Störmungsregime variieren.<ref name="Ficke 2007" />

==== Polare Fische und Fische in hohen Breiten ====

Viele Süßwasserfische in den hohen Breiten sind bis in gemäßigte Zonen verbreitet. Die Klimaerwärmung könnte für Fische in polaren Regionen und in hohen Breiten positiv sein, da sich aus der daraus folgenden Eisschmelze mehr Habitate für die Fische ergeben könnten. Während sie sich jedoch in höhere Breiten ausbreiten können, steigt die Konkurrenz an den äquatorwärtigen Grenzen der Habitate in den mittleren Breiten, da sich mehr Fische aus gemäßigten Regionen ansiedeln. Daher ist ebenso eine Reduzierung der Habitate für polare Fische durchaus möglich. Da die Fische an die kalten Temperaturen in polaren Gegenden gewöhnt sind, sind sie sehr empfindlich gegenüber Temperaturerhöhungen.<ref name="Ficke 2007" />

=== Aquakultur ===

[[Bild:Aquakultur_Vestmanna.jpg|thumb|420px|Aufzucht von Lachs vor Vestmanna/Färöer]] Der Haupteinfluss der globalen Erwärmung ist auch bei der Aquakultur die daraus resultierende steigende Wassertemperatur. Diese ist besonders bedeutsam für die Aquakultur in gemäßigten Regionen und kaltem Wasser. Die Erwärmung bietet länger optimale Konditionen für die Fischzucht, sodass der ökonomische Anreiz künftig steigen wird, da beispielsweise Energiekosten gesenkt werden können.

Der Meeresspiegelanstieg könnte in den Tropen und Subtropen dazu führen, dass es größeres Potential für Fischfarmen gibt.

Aber auch bei der Aquakultur hat der Klimawandel nicht nur Vorteile. So wird erwartet, dass die erhöhten Wassertemperaturen die Aquakultur in gemäßigten Zonen, insbesondere bei der Kultivierung von Lachs, einschränken wird. Das liegt daran, dass in diesen Zonen schon die ideale Zuchttemperatur vorliegt und diese durch die Erwärmung dann überschritten wird. Insgesamt könnten sich die Zuchtbedingungen polwärts verschieben.<ref name="WBGU 2013" />

Außerdem könnten in einigen Ländern und Regionen die steigenden Temperaturen zu einer vermehrten Algenblüte und der Verbreitung von Krankheiten führen. Das ist besonders problematisch, da Fische in Aquakulturen bereits eine verminderte genetische Variabilität vorweisen, die sie anfälliger für Erreger machen. Die verminderte genetische Variabilität verringert zusätzlich die Anpassungsfähigkeit an die veränderten Umweltbedingungen.<ref name="Ficke 2007" />

Die Aquakultur wird auch indirekt durch den Klimawandel betroffen: Die Auswirkungen, die dieser auf die marine Fischerei hat, beeinträchtigt auch die Aquakultur, da die Rohmaterialien für die Produktion von Fischmehl und -öl überwiegend aus der marinen Fischerei stammen.

== Fischerei als Klimafaktor ==

Es sollte nicht übersehen werden, dass die Fischerei durch ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen auch ein Verursacher von Emissionen ist. Allein die Fischereiflotte emittiert jährlich 43 – 134 Millionen Tonnen CO<sub>2</sub>. Umgerechnet bedeutet das, dass für 1t Lebendgewicht an angelandetem Fisch 1.7 Tonnen CO<sub>2</sub> freigesetzt werden.

Bei der Wildfischerei ist der Fischfang die Phase im Lebenszyklus, die der Umwelt am meisten schadet. Hierbei spielt der Brennstoffverbrauch der Fischerboote eine besonders große Rolle; Schleppnetzfischerei ist weit energieaufwändiger als Fischerei mit Ringwadennetzen. Passive Methoden wie Haken und Fallen sind besonders energieeffizient. Die stärkste Belastung wird durch die Hochseefischerei verursacht, die aufgrund der weiten Distanzen zwischen Fanggebieten und Häfen besonders emissionsintensiv sind.<ref name="WBGU 2013" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Ph-Ozean_DiffII_global_Jahr_rcp8.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus verschiedenen Daten eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|beeinflusst von=Erwärmung des Ozeans
|beeinflusst von=Kohlenstoff im Ozean
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaänderungen Europa, Kryosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>
[[Kategorie:Wirtschaft und Soziales]]
[[Kategorie:Ozean]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Fischerei

2017-11-13T09:31:32Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Maldivesfish2.jpg|thumb|520px|Fische und Korallenriffe vor den Malediven]]
== Die Fischereiwirtschaft ==

Die globale Fischerei erwirtschaftet jährlich 80 – 85 Milliarden US$. Direkt und indirekt werden durch sie etwa 520 Millionen Menschen beschäftigt, was 8% der Weltbevölkerung entspricht. Vor allem in maritimen Niedriglohnländern ist die Arbeit in der Fischerei von großer Bedeutung, da sie die Ärmsten der Welt mit einem Einkommen und Nahrung versorgt.<ref name="Sumaila 2011"> Sumaila, U.R., Cheung. W.W.L., Lam, V. W.Y., Pauly, D. and Samuel Herrick, S. (2011): Climate change impacts on the biophysics and economics of world fisheries, NATURE CLIMATE CHANGE Vol. I</ref>

Der Anteil der Kalorien aus Fischprodukten an der Welternährung ist sehr gering: In 2009 wurden global pro Kopf 18.4kg Fisch konsumiert.<ref name="WBGU 2013"> Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen WBGU, Berlin (2013): [http://www.wbgu.de/hauptgutachten/hg-2013-meere/ Welt im Wandel: Menschheitserbe Meer.] Hauptgutachten 2013 </ref> Allerdings versorgt die Fischereiwirtschaft drei Milliarden Menschen mit 20% ihres Bedarfs an tierischem Eiweiß. Insgesamt trägt der konsumierte Fisch zu 16.5% des globalen tierischen Proteinbedarfs bei, sein Anteil an Protein allgemein liegt bei 6.4%.<ref name="FAO 2010"> [http://www.fao.org/docrep/015/ba0058t/ba0058t.pdf FAO (2010): Yearbook. Fishery and Aquaculture Statistics] </ref>

In der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts erlebte die marine Fischerei einen Aufschwung: Die Anlandungen stiegen von 16.8 Millionen Tonnen pro Jahr in 1950 auf 96.4 Millionen Tonnen pro Jahr in 1996; seitdem stagnieren die Erträge der marinen Fischerei bei etwa 80 Millionen Tonnen pro Jahr mit einer leicht fallenden Tendenz. Die Fischerei aus Binnengewässern und dem Meer stagniert bei etwa 90 Millionen Tonnen.<ref name="FAO 2010" /> Von dem global angelandeten Fisch stammt der Großteil aus der marinen Fischerei (52.1%). Hiervon werden 90% der Erträge in den Ausschließlichen Wirtschaftszonen (AWZ) der Küstenstaaten erwirtschaftet, etwa 10% stammen aus der Hohen See.<ref name="WBGU 2013" /> 7.6% der globalen Fischproduktion werden durch die Süßwasserfischerei erwirtschaftet und etwa 40% stammen aus der Aquakultur. 64.3% der Fische, die in der Aquakultur gezüchtet wurden, stammten in 2010 aus dem Meer und 35.7% aus Binnengewässern. Die Aquakultur hat seit 2001 um 6.3% pro Jahr zugenommen; in absoluten Werten bedeutet das, dass sich die Fangmenge aus der Aquakultur von 34.6 Millionen Tonnen in 2001 auf 59.9 Millionen Tonnen in 2010 gesteigert hat.<ref name="FAO 2010" />

Insgesamt trägt die Aquakultur zum Überleben der Fischerei-Industrie bei und tendiert dazu, die Versorgung und die Preise zu stabilisieren. Der Top-Fischerei-Staat ist China gefolgt von Indonesien, Indien und den USA.<ref name="FAO 2010" /> Etwa 40.4% der globalen Fischereifänge werden weggeworfen, weil sie entweder zu klein sind, ihr Fang verboten ist oder kein profitabler Markt existiert. Das Wegwerfen von Beifang ist nur in der industriellen Fischerei üblich.<ref name="Davies 2009"> Davies, R.W.D., Cripps, S.J., Nickson, A. And Porter, G. (2009): Defining and estimating global marine fisheries bycatch, Marine Policy, Vol. 33, Issue 4</ref>

Die Fischerei konzentriert sich überwiegend auf Arten, die weit oben im Nahrungsnetz stehen (z.B. Thunfisch und Kabeljau).<ref name="WBGU 2013" /> Zu den global am meisten gefischten Arten gehört der Anchovis (obwohl der Anchovisfang in 2010 im Vergleich zum Vorjahr um 39% gesunken ist), gefolgt von dem Alaska Seelachs, dem Echten Bonito (Thunfisch), dem atlantischen Hering und der Japanischen Makrele.<ref name="FAO 2010" />

Die Überfischung ist die wichtigste Ursache für den Verlust der biologischen Vielfalt in den Meeresökosystemen.<ref name="WBGU 2013" /> Nach Schätzungen der FAO sind
* 30% der globalen Fischbestände überfischt
* 57% der globalen Fischbestände voll ausgeschöpft, gemessen am höchstmöglichen Dauerauftrag und
* 12.7% der globalen Fischbestände theoretisch in der Lage, höhere Fangerträge zu verkraften.<ref name="WBGU 2013" />

Die Fischereiwirtschaft ist weltweit auch durch den Klimawandel betroffen. Seine Auswirkungen schlagen sich in Änderungen in der Primärproduktion, in Verschiebungen der Verteilung der Bestände und in Änderungen der potentiellen Erträge von überfischten marinen Spezies nieder.<ref name="Sumaila 2011" />

== Lebensräume der Fische im Klimawandel ==

Mit dem Beginn der Industrialisierung nahm der menschliche Einfluss auf die [[Atmosphäre_im_Klimasystem|Atmosphäre]], die Landsysteme und die Meere zu. Damit änderten und ändern sich auch immer noch die Lebensräume der Fische.

=== Ozeane ===

==== Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean ====
Hauptartikel: [[Kohlenstoff im Ozean]]
[[Bild:Ozean ph aenderung.jpg|thumb|420px|Geschätzte Verringerung des pH-Werts an der Meeresoberfläche durch anthropogenes Kohlendioxid in der Atmosphäre zwischen ca. 1700 und den 1990er-Jahren.]]
Die Meere spielen eine zentrale Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Vor der Industrialisierung gab der Ozean jährlich etwa 0.6 Gt Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, also die Menge, die in Form organischen Materials über die Flüsse eingetragen wurde. Da der Kohlenstoff des organischen Materials über Photosynthese aus der Atmosphäre stammte, änderte der Austausch den CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre nicht und es herrschte ein Gleichgewicht im System.

Erst die anthropogene Störung des Kohlenstoffkreislaufs machte das Meer zu einer CO<sub>2</sub>-Senke: Steigt das CO<sub>2</sub> in der Atmosphäre, gibt diese solange Kohlenstoffdioxid an den Ozean ab, bis die Partialdrücke im Oberflächenwasser und in der Atmosphäre wieder ausgeglichen sind. Daher führen CO<sub>2</sub>-Emissionen in der Atmosphäre zwangsläufig zu einem Übergang von CO<sub>2</sub> in den Ozean. Mittlerweile nimmt der Ozean jährlich mehr als 2 Gt Kohlenstoff in Form von CO<sub>2</sub> (entspricht 7.3 Gt CO<sub>2</sub>) auf: Das ist etwa ein Drittel der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen. Ein Teil des CO<sub>2</sub> gelangt dann auf verschiedenen Wegen in die Tiefe der Meere, allerdings verbleibt das CO<sub>2</sub> auch teilweise im Oberflächenwasser oder wird von Pflanzen aufgenommen. Insgesamt sind im Meer etwa 38.000 Gt Kohlenstoff gespeichert, was das Fünfzigfache des Kohlenstoffgehalts der Atmosphäre ist.

Das CO<sub>2</sub> löst sich im Meerwasser und bildet eine schwache Säure, sodass der pH-Wert absinkt und es so zu einer [[Ozeanversauerung]] kommt. Seit der Industrialisierung ist der pH-Wert der Ozeane um 0.1 Einheiten gesunken, der Säuregehalt hat also um etwa 30% zugenommen. Mit dem pH-Wert ändert sich auch die Konzentration der Karbonat-Ionen im Meerwasser, welche von Meeresorganismen benötigt werden, um Kalkschalen zu bilden.

Für die [[Korallenriffe]], welche vielen Fischarten als Habitate dienen, ist der zunehmende CO<sub>2</sub>-Ausstoß die am schnellsten wachsende Bedrohung, da die Kalkbildung von der Konzentration von Karbonationen abhängt. Die Kalkbildung ist die Grundlage für das Wachstum der Korallenriffe und wirkt der Erosion entgegen. Korallenriffe gelten als artenreichstes Ökosystem der Meere; sie sind vor allem in flachen, nährstoffarme Gewässern in den Tropen zu finden (30° nördliche bis 30° südliche Breite). Rund 4000 Fischarten leben in Korallenriffen; sie dienen den Fischen als Fress- und Laichstätten. Korallen leben in Symbiose mit den sogenannten Zooxanthellen, einer Algenart.<ref name="Sumaila 2011" />

==== Erwärmung der Meere ====
Hauptartikel: [[Erwärmung des Ozeans]]

Ein weiterer Effekt durch den Klimawandel ist die zunehmende Erwärmung der Meere; die oberflächennahen Temperaturen steigen und liegen heute um +0.7 °C höher als in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die tieferen Schichten des Ozeans haben sich hingegen sehr viel weniger erwärmt (> +0.004 °C zwischen 1955 – 1998). Durch den erhöhten Temperaturunterschied zwischen der Meeresoberfläche und den darunterliegenden Schichten ist das oberflächennahe Meerwasser stärker geschichtet,[[Bild:Ozeanerwaermung.gif|thumb|420px|Veränderung des Wärmegehalts in den oberen Schichten des Ozeans]] wodurch die Tiefenkonvektion verringert wird.<ref name="WBGU 2013" /> Der Anstieg der Wassertemperaturen ist in den hohen Breiten der Nordhemisphäre im Nordatlantik am stärksten.<ref name="IPCC 2013"> Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Chapter 3 – Observations: Ocean</ref> Damit ist auch der Rückgang des Meereises gekoppelt. Zusätzlich folgt aus der Erwärmung und der Versauerung, dass sich die Anfälligkeit der Korallenriffe erhöht. Geraten Korallen in eine Stresssituation (z.B. durch zu hohe oder zu niedrige Temperaturen, durch zu intensives Licht), stoßen sie die Algen, mit denen sie in Symbiose leben, aus ihrem Gewebe aus. Da dann das Korallenskelett sichtbar wird, das ohne die Algen nur noch blass gefärbt ist, spricht man bei diesem Effekt von der Korallenbleiche. Hält die Korallenbleiche über einen langen Zeitraum an, verhungern die Korallen und sterben ab.<ref name="Sumaila 2011" />
Einige Untersuchungen zeigen, dass die globale Phytoplankton-Biomasse im Ozean über die letzten 50 Jahre abgenommen hat, dieses Ergebnis ist allerdings umstritten.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung und der stabileren Schichtung folgt im offenen Ozean eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration. Die Erwärmung verringert die Löslichkeit von Sauerstoff im Meerwasser, während die stabilere Schichtung den Transport von sauerstoffreichem Oberflächenwasser in tiefere Schichten reduziert, wo Sauerstoff kontinuierlich von Meeresorganismen aufgezehrt wird. Das Ausmaß der klimawandelbedingten Sauerstoffabnahme wird daher von der Wärmemenge bestimmt, die der Ozean aufnimmt. In den letzten 50 Jahren konnte in den meisten Regionen der tropischen Meere eine abnehmende Sauerstoffkonzentration beobachtet werden; damit breiten sich auch sauerstoffarme Zonen aus. Ähnliches konnte auch im Nordpazifik beobachtet werden.

Die erhöhte Meerestemperatur, die stabilere Schichtung und die damit verbundene Reduktionen des Sauerstoffgehalts haben deutliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme: Es kommt zu Änderungen in der Artenzusammensetzung, zu räumlichen Verschiebungen der Populationen und zu einem veränderten Nahrungsnetz.<ref name="WBGU 2013" />

=== Süßwassersysteme ===

In Süßwassersystemen können ähnliche Effekte wie in den Meeren beobachtet werden.
Durch die Klimaerwärmung steigen auch im Süßwasser die Wassertemperaturen und mit den steigenden Wassertemperaturen sinkt die Sauerstofflöslichkeit. Gleichzeitig steigt die Schädlichkeit von Giftstoffen (z.B. Schwermetalle) für Fische.

Auch die hydrologischen Bedingungen unterliegen aufgrund des Klimawandels Änderungen: So ändert sich das Ausmaß der saisonalen Wasserstände durch Änderungen beim Niederschlag. Außerdem erhöhen sich durch die Klimaerwärmung auch die Strom- und Grundwassertemperaturen; gemäßigte Regionen sind hierdurch stärker betroffen als tropische Ströme, bei denen die Grundwassertemperaturen beinahe den Temperaturen der Ströme in den Sommermonaten entsprechen.

Ebenfalls führt die Erwärmung und die erhöhte UV-B-Einstrahlung zu veränderten Schichtungsmustern: In großen Seen werden die tiefen Schichten (Hypolimnion) nicht durch das Sonnenlicht erreicht. Gleichzeitig werden die oberflächennahen Wasserschichten (Epilimnion) durch die erhöhte Einstrahlung immer stärker erwärmt, sodass sich ein Dichtegradient zwischen den Schichten bildet, der die Durchmischung der Schichten verhindert. Die Erwärmung sorgt dafür, dass dieser Gradient immer früher im Jahr gebildet wird.

Eine weitere Auswirkung des Klimawandels ist der drohende [[Wasserressourcen_und_Klimawandel|Wasserverlust]] in einigen stehenden Gewässern. Das betrifft zum Beispiel den Mittelmeerraum, Südafrika, Mittelamerika und Südaustralien. Erhöhte Temperaturen und Sonneneinstrahlung könnten die gegenwärtigen Wasserverlustraten dieser Systeme erhöhen, da mehr Wasser verdampft als durch Niederschlag in die Gewässer eingetragen wird. <ref name="Ficke 2007"> Ficke, A. D., Myrick, C. A., Hansen, L.J. (2007): Potential impacts of global climate change on freshwater fisheries, Springer Science+Media B.V. 2007</ref>

== Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischbestände ==

Die Verschiebungen von Fischbeständen ist die am meisten erwähnte Reaktion von marinen Spezies auf Umweltänderungen. Ozeanströmungen und Temperaturen ändern die Ausbreitung von Larven und damit die Vernetzung der marinen Populationen. Es konnte beobachtet werden, dass die Rekrutierung vieler überfischter Fische und wirbelloser Tiere mit ihren Umweltbedingungen zusammenhängt.

Weiterhin wandern die Fische polwärts und in tieferes Wasser: Das konnte bereits im Nordatlantik, an der US-Ostküste, im Beringmeer und vor Australien beobachtet werden. Unter anderem konnte festgestellt werden, dass sich das Zentrum von Verteilungen von 15 Spezies (aus 36), bestehend aus benthischen Fischen, in höhere Breiten verschoben haben, einige dieser Spezies haben sich auch in tiefere Gewässer bei einer Rate von 3m pro Jahrzehnt bewegt.

Das Ausmaß und die Richtung der Auswirkungen durch den Klimawandel sind immer noch unsicher; das liegt zum Teil daran, dass bei Schätzungen oft global das offene Meer betrachtet wird, der Großteil der Fische wird jedoch in kontinentalen Sockeln gefangen.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Ozeanversauerung ===
Hauptartikel: [[Ozeanversauerung]]

Zwischen der Luft und dem Ozean findet ein permanenter Gasaustausch statt. Das bedeutet, dass mit dem Anstieg des CO<sub>2</sub>-Gehalts der Atmosphäre auch die Reaktion zu Kohlensäure im Meer zunimmt. Damit werden Protonen frei und das Meer versauert. Ein CO<sub>2</sub>-Anstieg in diesem Ausmaß und in so kurzer Zeit hat noch nie in der Erdgeschichte stattgefunden, daher ist bis jetzt unklar, welche Folgen er auf die marine Fauna hat.<ref name="WOR I 2010"> [http://worldoceanreview.com/wp-content/downloads/wor1/WOR1_gesamt.pdf World Ocean Review (2010): Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere]</ref> Allerdings ist sicher, dass insbesondere kalkbildende Organismen, zum Beispiel Korallen, Muscheln und Mikroplanktonarten, von der Versauerung betroffen sind. Eine der direkten Auswirkungen ist, dass Organismen Schwierigkeiten haben, Skelettstrukturen aufzubauen. Auch das Plankton gehört zu den kalkbildenden Arten und ist für etwa ¾ der globalen marinen Kalkbildung verantwortlich. Über den Export von Kalk in die Tiefsee spielen sie nicht nur eine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, sondern sie liefern zusätzlich durch die Ausbildung großer Planktonblüten Nahrung für andere Meerestiere. Die verringerte Kalkbildung beeinträchtigt die Überlebensfähigkeit der Organismen, sodass sich die Konkurrenzverhältnisse zugunsten nicht kalkbildender Arten verschieben werden.<ref name="WBGU 2013" />

Auch die Organismen der Fische werden durch den steigenden CO<sub>2</sub>-Gehalt beeinflusst. In den Fischen können ähnliche Vorgänge wie bei der Lösung von CO<sub>2</sub> im Wasser beobachtet werden, da CO<sub>2</sub> ungehindert durch Zellmembranen wandert: In den Körperzellen und im Blut führt die vermehrte CO<sub>2</sub>-Aufnahme zu einer pH-Absenkung. Der Organismus muss dann diese Störung des natürlichen Säure-Base-Haushalts kompensieren und das Gelingen dieses Unterfangens ist von Art zu Art unterschiedlich. Die beschriebene Verschiebung kann zu Beeinträchtigungen des Wachstums und der Fortpflanzungsfähigkeit führen und im Extremfall sogar das Überleben einer Art in ihrem Lebensraum gefährden.

Besonders CO<sub>2</sub>-tolerant sind mobile und aktive Tiere wie Fische, Krebstiere und Kopffüßer (z.B. Tintenfische).<ref name="WOR I 2010" /> Ausgewachsene Fische sind physiologisch gut in der Lage, die zu erwartenden erhöhten atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Konzentrationen abzupuffern, juvenile Stadien sind jedoch sehr empfindlich: Das schlägt sich in deutlich verringerten Überlebensraten von Fischlarven nieder, die bei erhöhten CO<sub>2</sub>-Konzentrationen schlüpfen. Beim Kabeljau konnten beispielsweise direkte Gewebeschäden an den Larven beobachtet werden. Außerdem zeigen Fischlarven unter Versauerung Verhaltensänderungen gegenüber Räubern sowie Störungen des Geruchssinns.

Das Phytoplankton, welche die Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes des Ozean ist, ist direkt von der Versauerung betroffen, da es ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vorkommt.<ref name="WOR I 2010" />

=== Die Klima-Erwärmung und ihre Sekundäreffekte ===

Bereits natürliche Klimaänderungen, wie zum Beispiel das [[ENSO|El-Niño-Phänomen]], können bei Fischpopulationen Wanderungen oder starke Bestandsschwankungen auslösen. Die anthropogene Klimaerwärmung hat bereits zu räumlichen Verschiebungen von Meerespopulationen in Richtung der Pole und in tieferes Wasser geführt.<ref name="WBGU 2013" />

In den Tropen und den mittleren Breiten wird die marine Produktivität hauptsächlich durch Nährstoffe begrenzt, in polaren und subpolaren Regionen sind jedoch Licht und die Temperatur die wesentlichen begrenzenden Faktoren. Marine Fische reagieren auf die Erwärmung des Ozeans mit Änderungen in den Verteilungen, der Menge, der Phänologie und der Körpergröße, was letztendlich auch die Fischerei betrifft.<ref name="Cheung 2013">Cheung, W.W.L., Watson, R. and Daniel Pauly, D. (2013): Signature of ocean warming in global fisheries catch, Macmillan Publishers Limited</ref> In tropischen Regionen sind die Auswirkungen durch den Klimawandel weniger zu spüren als in den mittleren und hohen Breiten.<ref name="WBGU 2013" />

Höhere Temperaturen erschweren auch die Sauerstoffversorgung: Dadurch werden die Funktion, das Wachstum und die Reproduktion von Meeresfischen reduziert. Die Temperatur beeinflusst die Gebiete und den Erfolg der Reproduktion; sie ist außerdem nicht nur für einzelne Organismen ein entscheidender Faktor. Außerdem konnte beobachtet werden, dass polare Fische die Fähigkeit verloren haben, sogenannte „Heat shock proteins“ zu produzieren, die Zellstrukturen reparieren, die durch relativ hohe Temperaturen geschädigt wurden. Das macht sie besonders empfindlich gegenüber Temperaturänderungen.<ref name="Ficke 2007" /> Auch Meeresökosysteme reagieren sensibel und schnell auf Temperaturerhöhungen. Auf großen Skalen sind die Muster mariner Biodiversität eng mit dem Klimawandel gekoppelt. Erhebliche Gebietsverschiebungen bei marinen Arten und in der Folge mögliche Störungen von Ökosystemleistungen sind zu erwarten;<ref name="WBGU 2013" /> die Verteilungsränder und Schwerpunkte vieler mariner und wirbelloser Fische verschieben sich, indem sie den Änderungen im Ozean folgen. Spezies verschieben sich also mit der Klimaaerwärmung polwärts und <ref name="WBGU 2013" /> eine „Tropikalisierung“ (wachsende Dominanz von Warmwasserfischen) ist aufgrund der Ozeanerwärmung zu erwarten. Die Erwärmung könnte dazu führen, dass die thermische Toleranz von tropischen Spezies überschritten wird und sich so ihr Fangpotential verringert. Die Tropen sind also besonders verwundbar.<ref name="Cheung 2013" />
Aus der Erwärmung der Wassertemperaturen folgt eine verstärkte Schichtung, die den Transport von Nährstoffen aus tieferen Schichten an die Meeresoberfläche verhindert, sodass die Nahrungszufuhr gefährdet wird.

Die Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich jetzt schon auf allen trophischen Ebenen:
Im Nordpazifik kann die niedrige Phytoplanktonproduktion über mehrere trophische Stufen mit niedrigeren Fischerträgen korrelieren. In Australien hingegen ist die Primärproduktion von Phytoplankton durch den anthropogenen Klimawandel gestiegen, sodass auch die regionalen Fischerträge steigen.
Die Abnahme des Phytoplankton im letzten Jahrhundert hängt mit den gestiegenen Oberflächentemperaturen zusammen.<ref name="WBGU 2013" />

=== Sauerstoffarme Zonen ===

[[Bild:Verteilung_Sauerstoffminimumzonen.jpg|thumb|420px|Verteilung der Sauerstoffminimumzonen in den Ozeanen (hier: lila markiert)]] Viele Organismen hängen stark vom Sauerstoffgehalt ab. Bereiche, in denen zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, um das Überleben der Fische zu sichern, werden als sauerstoffarme/- lose Zonen oder auch als Totwasserzonen bezeichnet. Die Anzahl und die Ausdehnung von Totwasserzonen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, ihre Auswirkung wurde bis jetzt aber eher unterschätzt. Insgesamt beträgt die Fläche an sauerstoffarmen Zonen in mehr als 400 Meeresgegenden mehr als 245.000 km². Je länger sich die Sauerstoffarmut ausbildet, desto länger wird die Erholung und die Rekolonisierung der benthischen Habitate dauern. Im tropischen Nordostatlantik birgt der verringerte Sauerstoffgehalt eine Gefahr für die bereits überfischten Thun- und Schwertfischbestände. Sauerstoffarme Zonen könnten aber andedrerseits auch den Räuberdruck auf Arten verringern, die gegenüber Sauerstoffarmut tolerant sind. Jedenfalls sind die Fischereierträge bislang nicht so stark reduziert, wie es aufgrund hoher Stickstoffeinträge zu erwarten wäre.<ref name="WBGU 2013" />

Besonders in Nebenmeeren wie der Ostsee ist die Sauerstoffarmut ein großes Problem. Neben der Eutrophierung begünstigt der Klimawandel das Wachstum von beispielsweise [[Cyanobakterien_der_Ostsee_im_Klimawandel|Cyanobakterien]] (umgangssprachlich auch Blaualgen genannt). Bei der Zersetzung der Biomasse wird dann Sauerstoff verbraucht, sodass sauerstoffarme Zonen gebildet bzw. verstärkt werden.

Wärmeres Wasser erhöht einerseits den Sauerstoffbedarf beim anabolen Stoffwechsel der Fische, während es andererseits die Sauerstofflöslichkeit des Wassers verringert. Individuen mit kleinerer Körpergröße haben einen geringeren Bedarf an Sauerstoff, weil ihre Körperoberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen größer ist. Modellsimulationen haben daher bis 2050 eine Reduktion des mittleren maximalen Körpergewichts um 14-24 % global vorhergesagt. An sechs von acht kommerziellen Fischarten wurde dieser Zusammenhang zum ersten Mal für die Nordsee empirisch nachgewiesen. So wurden Reduktionen der Länge zwischen den beiden Zeiträumen 1973-1977 und 1993-1997 beim Schellfisch um 29 %, beim Hering um 13 %, bei der männlichen Seezunge um 13 % festgestellt. Im Mittel betrug die Verringerung der Länge bei den untersuchten Arten 16 %. Die Reduktion der Körpergröße ging einher mit einer Temperaturzunahme von 1-2 °C und hatte eine Abnahme der Fangmenge bei den betroffenen Arten um 23 % zur Folge.<ref>Baudron, A.R. (2014): Warming temperatures and smaller body sizes: synchronous changes in growth of North Sea fishes, Global Change Biology (2014), doi: 10.1111/gcb.12514</ref>

== Projektionen ==

Insgesamt wird der Klimawandel die bereits bestehenden Stressoren auf die Fischbestände verstärken. Als weitreichende Wirkungen sind räumliche Verschiebungen von Populationen und die veränderte Artenzusammensetzung mariner Ökosysteme zu erwarten, diese sind aber im Detail schwer vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Veränderungen im Ozean ===

Der anthropogene Klimawandel resultiert in Langzeitänderungen in der Atmosphäre und im Ozean. Dazu gehören die Ozeanerwärmung, die Verminderung von Meereis, ein stärker geschichteter Ozean und die zunehmende Versauerung. Es wird erwartet, dass sich diese Entwicklungen zukünftig fortsetzen werden. Auch die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, Änderungen in der Primärproduktion, ein weiterer [[Meeresspiegel der Zukunft|Meeresspiegelanstieg]] und das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen werden vorhergesagt.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung der Meere folgt eine verstärkte Schichtung (also: schwache Durchmischung) des Meerwassers und eine abgeschwächte Ozeanzirkulation.<ref name="WBGU 2013" />
Die Versauerung ist nur auf extrem langen Zeitskalen irreversibel. Die Geschwindigkeit der Versauerung ist heute mehr als hundert Mal schneller als in den letzten 65 Millionen Jahren. Die stärkste pH-Änderung wird künftig in der Arktis erwartet, da die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch schmelzendes Meereis erhöht wird; außerdem mindern die Süßwassereinträge durch das schmelzende Eis die Sättigung.<ref name="Sumaila 2011" />

Der größte Sauerstoffverlust wird in mittleren und höheren Breiten erwartet; bereits sauerstoffärmere und weniger produktive tropische und subtropische Gebiete zeigen in Modellsimulationen geringere Änderungen. Der Sauerstoffgehalt könnte im globalen Mittel in diesem Jahrhundert um 1 – 7% abnehmen. Die klimawandelbedingte Sauerstoffabnahme ist auf gesellschaftlich relevanten Zeitskalen irreversibel.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Auswirkungen auf die Fischbestände ===

Es wird erwartet, dass Fische in warmem Wasser eine kleinere maximale Körpergröße ausbilden und bei ihrer ersten Reife kleiner sein werden. Kleinere Fische haben in warmen Gewässern eine erhöhte Sterblichkeitsrate. Das sind wichtige Faktoren, die die Populationsdynamik und -produktivität beeinflussen.<ref name="Sumaila 2011" /> [[Bild:Verteilungsänderungen WORI.jpg|thumb|420px|Verteilung invasiver Fischarten in den Ozeanen. Regionen, in denen heimische Arten nicht verdrängt oder beeinträchtigt werden, sind grün. ]]

Fische, deren Habitate in Kaltwasserregionen sind, werden am meisten unter dem Stress der Klimaerwärmung leiden. Dieser abiotische Stress könnte dadurch verschärft werden, dass Veränderungen schneller eintreten, als sich die Arten daran anpassen können. Können sich Arten nicht anpassen, werden sie sich in günstigere Habitate zurückziehen müssen. Gelingt ihnen das nicht schnell genug oder können sie sich nicht hinreichend verbreiten oder in ihrer neuen Lebensgemeinschaft behaupten, werden sie aussterben. Beide Fälle haben lokale Artenverschiebungen zur Folge, die dazu führen, dass sensitive Arten verschwinden, während sich opportunistische, anpassungsfähigere Arten verbreiten werden.<ref name="WBGU 2013" />

Mit der verstärkten Schichtung der Meere wird die Primärproduktion verringert, global wird mit zunehmendem Klimawandel eine abnehmende aquatische Produktion einschließlich der Fischereiproduktion prognostiziert. Im wärmeren Klima treten möglicherweise El-Niño-Bedingungen immer häufiger und stärker auf, was die Verminderung der globalen Ozeanproduktion verstärkt.<ref name="WBGU 2013" />

Es gilt als sicher, dass wirbellose Tiere am meisten unter der Versauerung der Ozeane leiden werden.
Global gesehen werden Arten verloren gehen und Ökosysteme werden sich ändern. In einzelnen Fällen können Ökosysteme regionale Veränderungen der Artengemeinschaft, z.B. durch Zuwanderung, verkraften. In der Antarktis könnten Planktonalgen von der Meerwassererwärmung sogar profitieren, ebenfalls ist die Aussüßung der östlichen Ostsee ein Vorteil für süßwasserliebende Arten. Zusätzlich kann es durch die Einwanderung fremder Spezies in manchen Lebensräumen zu einer kurzfristigen Erhöhung der biologischen Vielfalt kommen. Generell sind die regionalen Auswirkungen jedoch sehr schwer abzuschätzen.<ref name="WOR I 2010" /> Da die Anpassungspotentiale unterschiedlich ausgeprägt sind, könnten sich die Konkurrenzverhältnisse zwischen den Arten drastisch verschieben, strukturelle Veränderungen im marinen Nahrungsnetz sind jedoch kaum vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Auswirkungen auf die marine Fischerei ===

Die Fischerei wird stark beeinflusst, da sich sowohl die Quantität, Qualität und Vorhersagbarkeit des marinen Fischfangs ändern werden. Ein direkter Einfluss ist zum Beispiel die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, die sich auf die Physiologie und die Verteilung von pelagischen marinen Organismen auswirkt.<ref name="Sumaila 2011" /> Diese Verschiebungen werden in Gewinnen und Verlusten für die Spezies resultieren und die Strukturen der Fischbestände ändern. Allerdings können die Verteilungsverschiebungen auch neues Potential bieten. Durch die Ozeanerwärmung wird ein Anstieg bei der Menge der Hummer in den tieferen Gewässern vor West-Australien erwartet und auch in der Nordsee könnte es zu einem vermehrten Aufkommen von Warmwasserspezies wie dem Wolfsbarsch kommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Mögliche Konsequenzen für die Fischerei könnten sein, dass sich Preis und Wert der Fische, die Kosten, die Einkommen, der Gewinn für die Betriebe und die wirtschaftliche Rendite ändern. Die Auswirkungen könnten ähnlich ausfallen wie beim El-Niño-Phänomen: In El-Niño-Phasen werden vor Südamerika (Chile, Peru) weniger pelagische marine Spezies angelandet, dafür steigen die Anlandungen der Südostasiatischen Makrele. Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die Gewinne nicht nur von der Quantität, sondern auch von der Fangzusammensetzung abhängen. So ist beispielsweise im Keltischen Meer die Zahl der Fänge gestiegen; aber aufgrund der gehäuften kleineren, minderwertigen Spezies unter ihnen hat der Wert der Anlandungen insgesamt abgenommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Zusätzlich wird eine stark steigende Nachfrage nach Fischprodukten prognostiziert, da die Weltbevölkerung steigt und immer mehr Menschen Fisch konsumieren. Dieser Konsum kann nicht allein durch Wildfischerei befriedigt werden, da die Fisch-Erträge nicht steigen werden. Stattdessen muss die Fischereiintensität vorübergehend gemindert werden, um eine Erholung der Bestände zu erreichen.<ref name="WBGU 2013" />

Auf den Kontinentalsockeln (bis auf hohe Breiten) werden die Fangpotentiale überall zurückgehen und auf Hoher See insgesamt eher zunehmen. Treiber hierfür sind Populationsverschiebungen und Änderungen in der Primärproduktion. In der Arktis und der Subarktis ist eine Zunahme der Fangpotentiale um 30 – 70% möglich, in den Tropen wird jedoch mit Abnahmen um bis zu 40% gerechnet.
Das erhöhte Fangpotential in der Arktis und Subarktis könnte auch durch die Versauerung der Ozeane und weniger gelöstem Sauerstoff wieder relativiert werden.<ref name="Sumaila 2011" /> Generell ist davon auszugehen, dass sich Warmwasserspezies durchsetzen werden.

=== Auswirkungen auf die Süßwasserfischerei ===

==== Fische in gemäßigten Regionen ====

Generell wird das Wachstum der Fische in gemäßigten Regionen mit der Temperatur steigen, bis die Umgebungstemperatur optimal für die jeweilige Spezies ist. Etwa 90% des jährlichen Wachstumsprozesses der Fische fällt in die Sommermonate, da hier die Futterverfügbarkeit maximal ist und die Wassertemperaturen optimal für das Wachstum der Fische ist. Die Erwärmung weitet diesen Zeitraum weiter aus und sorgt für weniger Winterstress.

Gleichzeitig führt die Erwärmung zu einem gesteigerten Energiebedarf, da sich mit steigenden Temperaturen auch der Stoffwechsel der Fische erhöht. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird von den Fischen durch eine vermehrte Nahrungsaufnahme kompensiert, allerdings können Gebiete mit begrenzter Nahrungsverfügbarkeit nicht mit dem erhöhten Bedarf mithalten. Ein Anstieg der Menge der Kaltwasserfische ist also nur zu erwarten, wenn auch mehr Futter zur Verfügung steht.
Auch die Reproduktion könnte durch die erhöhten Temperaturen beeinträchtigt werden: Besonders verwundbar sind Spezies, die große Eier und ein kleines Gelege legen und erst spät die sexuelle Reife erreichen („equilibrium species“). Am wenigsten durch den Klimawandel betroffen sind sogenannten opportunistische Spezies (frühe Reife, kleine Eier, kleines Gelege, häufiges Laichen).<ref name="Ficke 2007" />

==== Tropische Fische ====

Tropische Süßwasser-Fische, die zum Beispiel im Victoriasee in Ostafrika zu finden sind, können sich gut an steigende Temperaturen anpassen. Da die Klimaerwärmung die Tropen ohnehin nicht stark treffen wird, ist es wahrscheinlich, dass tropische Fische im Gegensatz zu Fischen in polaren und gemäßigten Gebieten wenig durch die Erwärmung leiden werden. Außerdem suggerieren einige Studien, dass tropische Fische gegenüber geminderten gelösten Sauerstoffkonzentrationen sehr widerstandsfähig sind.<ref name="Ficke 2007" />

Insgesamt gilt es jedoch als sicher, dass geänderte Strömungsregime einen größeren Schaden anrichten werden als steigende Temperaturen. Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, dass der Klimawandel in den Tropen durch andere Effekte wie der [[Deforestation_(Tropen)|Entwaldung]] und Änderungen in der Landnutzung überschattet wird. Eine Entwaldung im Amazonasgebiet könnte beispielsweise dazu führen, dass es in Parana und Paraguay zu erhöhtem Niederschlag und in Uruguay und Negro zu vermindertem Niederschlag kommen könnte. Bei diesem Szenario würde die Fischereiproduktivität dann durch Änderungen im Störmungsregime variieren.<ref name="Ficke 2007" />

==== Polare Fische und Fische in hohen Breiten ====

Viele Süßwasserfische in den hohen Breiten sind bis in gemäßigte Zonen verbreitet. Die Klimaerwärmung könnte für Fische in polaren Regionen und in hohen Breiten positiv sein, da sich aus der daraus folgenden Eisschmelze mehr Habitate für die Fische ergeben könnten. Während sie sich jedoch in höhere Breiten ausbreiten können, steigt die Konkurrenz an den äquatorwärtigen Grenzen der Habitate in den mittleren Breiten, da sich mehr Fische aus gemäßigten Regionen ansiedeln. Daher ist ebenso eine Reduzierung der Habitate für polare Fische durchaus möglich. Da die Fische an die kalten Temperaturen in polaren Gegenden gewöhnt sind, sind sie sehr empfindlich gegenüber Temperaturerhöhungen.<ref name="Ficke 2007" />

=== Aquakultur ===

[[Bild:Aquakultur_Vestmanna.jpg|thumb|420px|Aufzucht von Lachs vor Vestmanna/Färöer]] Der Haupteinfluss der globalen Erwärmung ist auch bei der Aquakultur die daraus resultierende steigende Wassertemperatur. Diese ist besonders bedeutsam für die Aquakultur in gemäßigten Regionen und kaltem Wasser. Die Erwärmung bietet länger optimale Konditionen für die Fischzucht, sodass der ökonomische Anreiz künftig steigen wird, da beispielsweise Energiekosten gesenkt werden können.

Der Meeresspiegelanstieg könnte in den Tropen und Subtropen dazu führen, dass es größeres Potential für Fischfarmen gibt.

Aber auch bei der Aquakultur hat der Klimawandel nicht nur Vorteile. So wird erwartet, dass die erhöhten Wassertemperaturen die Aquakultur in gemäßigten Zonen, insbesondere bei der Kultivierung von Lachs, einschränken wird. Das liegt daran, dass in diesen Zonen schon die ideale Zuchttemperatur vorliegt und diese durch die Erwärmung dann überschritten wird. Insgesamt könnten sich die Zuchtbedingungen polwärts verschieben.<ref name="WBGU 2013" />

Außerdem könnten in einigen Ländern und Regionen die steigenden Temperaturen zu einer vermehrten Algenblüte und der Verbreitung von Krankheiten führen. Das ist besonders problematisch, da Fische in Aquakulturen bereits eine verminderte genetische Variabilität vorweisen, die sie anfälliger für Erreger machen. Die verminderte genetische Variabilität verringert zusätzlich die Anpassungsfähigkeit an die veränderten Umweltbedingungen.<ref name="Ficke 2007" />

Die Aquakultur wird auch indirekt durch den Klimawandel betroffen: Die Auswirkungen, die dieser auf die marine Fischerei hat, beeinträchtigt auch die Aquakultur, da die Rohmaterialien für die Produktion von Fischmehl und -öl überwiegend aus der marinen Fischerei stammen.

== Fischerei als Klimafaktor ==

Es sollte nicht übersehen werden, dass die Fischerei durch ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen auch ein Verursacher von Emissionen ist. Allein die Fischereiflotte emittiert jährlich 43 – 134 Millionen Tonnen CO<sub>2</sub>. Umgerechnet bedeutet das, dass für 1t Lebendgewicht an angelandetem Fisch 1.7 Tonnen CO<sub>2</sub> freigesetzt werden.

Bei der Wildfischerei ist der Fischfang die Phase im Lebenszyklus, die der Umwelt am meisten schadet. Hierbei spielt der Brennstoffverbrauch der Fischerboote eine besonders große Rolle; Schleppnetzfischerei ist weit energieaufwändiger als Fischerei mit Ringwadennetzen. Passive Methoden wie Haken und Fallen sind besonders energieeffizient. Die stärkste Belastung wird durch die Hochseefischerei verursacht, die aufgrund der weiten Distanzen zwischen Fanggebieten und Häfen besonders emissionsintensiv sind.<ref name="WBGU 2013" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Ph-Ozean_DiffII_global_Jahr_rcp8.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus verschiedenen Daten eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|beeinflusst von=Erwärmung des Ozeans
|beeinflusst von=Kohlenstoff im Ozean
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaänderungen Europa, Kryosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>
[[Kategorie:Wirtschaft und Soziales]]
[[Kategorie:Ozean]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Fischerei

2017-11-13T09:31:01Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

Datei:Ph-Ozean DiffII global Jahr rcp8.png

2017-11-13T09:30:11Z

Anne Felsberg: Änderung des pH-Wertes an der Meeresoberfläche für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquelle: Zur Verfü…

Änderung des pH-Wertes an der Meeresoberfläche für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über [http://www.cccma.ec.gc.ca/data/license.shtml Canadian Centre for Climate Modelling and A
nalysis], geplottet mit Panoply
|}

Wälder im Klimawandel: Deutschland

2017-11-13T09:08:23Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Wald Schorfheide.jpg|thumb|520 px|Die Schorfheide, eines der größten zusammenhängenden Waldgebiete in Deutschland]]
== Wälder und Klima in der Gegenwart ==

Die deutschen Wälder bestehen aus Baumarten, die mehr oder weniger gut an die klimatischen Bedingungen Deutschlands angepasst sind. Großräumig ist das Auftreten einer Baumart durch verschiedene Klimaparameter wie [[Temperatur]], [[Niederschlag]], Feuchtigkeit u.a. bestimmt. Wirtschaftliche Interessen können jedoch innerhalb gewisser Schwankungsbreiten auch zur Nutzung weniger guter Standorte führen. So gibt es in Deutschland Baumarten, deren Verbreitungsschwerpunkt nicht unbedingt in mitteleuropäischen, sondern eher in submediterranen, borealen oder alpinen Regionen liegen. Die Fichte etwa bevorzugt ein trocken-kaltes bzw. feucht-kaltes Klima, wie man es in Skandinavien bzw. in den Alpen findet und ist an das warm-feuchte mitteleuropäische Klima nur begrenzt angepasst. Andererseits ist etwa die Rotbuche auf das Klima in Deutschland hervorragend eingestellt.<ref name="Kölling 2007a">C. Kölling, L. Zimmermann (2007): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/gefahrstoffe_koelling_2007_01.pdf Die Anfälligkeit der Wälder Deutschlands gegenüber dem Klimawandel], Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 67, 259-268 -
</ref>

Im Sommer werden in Deutschland die Bäume besonders durch Hitze und Trockenheit gefährdet. Dabei kann es zur Verringerung des Volumens der Zellen durch Wassermangel und zur Verlangsamung des Wachstums kommen. Besonders wenn das Wurzelwachstum aufgrund von Wassermangel eingestellt wird, kommt es zu deutlichen Trockenschäden. Bäume besitzen allerdings verschiedene Mechanismen, um sich gegen Austrocknung zu wehren. Dazu gehören die Bildung einer wachsartigen Oberfläche auf den Blättern, einer sog. Kutikula, die die Verdunstung einschränkt, die teilweise Schließung der Stomata ebenfalls zur Vermeidung von allzu großer Verdunstung, eine Veränderung der Blattstellung zur Vermeidung starker Sonnenbestrahlung etc. Wie stark Bäume durch den Klimawandel geschädigt werden, hängt nicht zuletzt von ihren gegenwärtigen Standorten ab. Sind die Bäume gegenwärtig an den Standort optimal angepasst, wird es auch durch den Klimawandel zu keinen gravierenden Schäden kommen.<ref name="Roloff">Roloff, A., B. Grundmann (2008): [http://www.wald-in-not.de/download/KLAM.pdf Klimawandel und Baumarten-Verwendung für Waldökosysteme], TU-Dresden
</ref>

== Projektionen ==

Bei einer Klimaänderung ändern sich auch die Wachstumsbedingungen der Baumarten in deutschen Wäldern. Regionale [[Klimaprojektionen_Deutschland|Klimamodellberechnungen für Deutschland]] gehen von einer Temperaturerhöhung um 2,5 bis 4,5 °C in diesem Jahrhundert aus, wobei sich die Wintermonate wahrscheinlich stärker erwärmen werden als die Sommermonate. Die Niederschläge werden im Sommer möglicherweise um 20 % ab-, im Winter um 20 % zunehmen. Insgesamt wird es also wärmere und trockenere Sommer und wärmere und feuchtere Winter geben als gegenwärtig. Eine solche Klimaänderung hat für die verschiedenen Baumarten unterschiedlich Folgen. Danach lassen sich die Baumarten grob in drei Gruppen teilen:<ref name="Roloff" />

# Baumarten, für die die Klimaänderung praktisch keine negativen Konsequenzen haben wird. Dazu gehören die Arten mit submediterranem Verbreitungsschwerpunkt wie Esskastanie und Flaumeiche. Außerdem die Trauben- und Stieleiche sowie die Gemeine Esche und die Sommerlinde. Diese Arten nehmen in Deutschland weniger als 15 % der Waldfläche ein.
# Baumarten, bei denen der Klimawandel mit geringen Verschlechterungen der Wachstumsbedingungen zu Buche schlagen wird wie Ahorn, Birke, Rotbuche, Douglasie und Winterlinde, die zusammen weniger als 25 % der der Waldfläche in Deutschland einnehmen.
# Baumarten, die aus wirtschaftlichen Gründen jetzt schon außerhalb ihres natürlichen kühleren Verbreitungsgebietes in Deutschland angebaut wurden und die daher bei einer Erwärmung und größerer Sommertrockenheit am stärksten in Mitleidenschaft gezogen werden. Dazu gehören die Fichte, die Waldkiefer, die Europäische Lärche und die Weißtanne, die zusammen auf über 50 % der Waldfläche in Deutschland angebaut werden.

== Einzelne Baumarten ==
===Buche===
Für die Buche werden sich durch den Klimawandel die Standortbedingungen verbessern. Sie ist durch eine hohe Toleranz gegenüber nicht zu lange anhaltenden Trockenperioden gekennzeichnet. Sie besitzt auch die Möglichkeit zu einer evolutionären Anpassung an trockene Bedingungen. Bei extremer Trockenheit wird sie jedoch möglicherweise durch Eichen-Trockenwälder verdrängt werden.<ref name="Roloff" />

In einer Untersuchung für Bayern zeigt sich die Buche ebenfalls den künftigen Klimaänderungen gewachsen.<ref name="Kölling 2007b">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Walentowski (2007): Klimawandel: Was geschieht mit Buche und Fichte?, AFZ-DerWald 11, 584-588</ref> Unter den gegenwärtigen Klimabedingungen kann die Buche überall bis auf die höchsten Gebirgslagen angebaut werden. "Bayern ist ein Buchenland."<ref name="Kölling 2007b" /> Bei einer moderaten Temperaturerhöhung um 1,8 °C und einer geringen Niederschlagsabnahme um 40 mm nach dem Szenario B1 ergeben sich nur geringfügige Änderungen in den Wachstumsbedingungen. Die Buche kann in einige bisher zu kalte Gebirgsregionen vordringen und muss sich aus einigen wenigen zu warm und zu trocken werdenden Gebieten, z.B. in Unterfranken, zurückziehen. Sie behauptet aber den weitaus größten Teil ihres bisherigen Siedlungsgebietes.

===Eiche===
Die Eiche wird in Deutschland wahrscheinlich vom Klimawandel am stärksten profitieren. Aufgrund ihrer tiefreichenden Pfahlwurzeln könnte sie sich vermehrt in Trockengebieten des Norddeutschen Tieflands ausbreiten und hier mit der Kiefer günstige Mischwälder bilden. Im Süden Brandenburgs und im Norden Sachsens könnte die Eiche die Buche ersetzen, für die es hier möglicherweise zu trocken wird. Die Ausbreitung von Eichen-Kiefern-Mischwäldern sind in jedem Fall positiv einzuschätzen, da sie durch die Laubstreu weniger stark zur Versauerung neigen und die Feuchtigkeit besser im Boden halten als reine Nadelwälder.<ref name="Roloff" />

===Kiefer===
Die Kiefer ist im Nordostdeutschen Tiefland die dominierende Waldbaumart. Sie könnte künftig in Konkurrenz mit hoch wachsenden und starke Schatten werfenden Laubbäumen an Bedeutung verlieren. Auch die Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern könnte durch den Klimawandel zunehmen. Dennoch wird der Kiefer ein hohe Anpassungsfähigkeiten an künftige klimatische Bedingungen zugesprochen, so dass sie wahrscheinlich im ostniedersächsischen Tiefland, in Nord- und Mittelbrandenburg die Hauptbaumart bleiben wird.<ref name="Roloff" />

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
===Fichte===
Die Fichte gilt angesichts des Klimawandels als der Problembaum in Deutschland. Das liegt vor allem daran, dass die Fichte aufgrund ihrer ökonomischen Vorteile am weitesten außerhalb ihrer optimalen Standortgebiete angebaut wurde. Der aktueller Anteil der Fichte an der deutschen Waldfläche beträgt 28 %, womit sie in Deutschland die wichtigste Baumart ist. Die Ausbreitung der Fichte begann als Folge der niedrigen Temperaturen der [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleinen Eiszeit]] im 18. Jahrhundert. Auch die zuvor erfolgte Übernutzung von Laubbäumen erleichterte es der Fichte in früher reine Laubwaldgebiete vorzudringen. Obwohl die Fichte durch die allmähliche Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert und besonders im 20. Jahrhundert in vielen Gebieten Deutschlands nicht mehr optimale Bedingungen vorfand, wurde sie zunehmend außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes angebaut.<ref name="Kölling2009">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Borchert (2009): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/lwf_aktuell_fichte_2009_01.pdf Von der „Kleinen Eiszeit“ zu „Großen Heißzeit“. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Fichtenanbaus in Deutschland], Bayerische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft LWF aktuell 69, 58-61</ref>

Das natürliche Verbreitungsgebiet der Fichte liegt in Nordosteuropa und Skandinavien sowie in Mitteleuropa in höheren Lagen. Aktuell findet sie sich aber auch in tieferen Lagen Mitteleuropas, wo die Temperaturen vielfach um 2 °C höher liegen. Die Fichte reagiert hier besonders empfindlich auf heiße und trockene Sommer. Im Rekordsommer 2003 zeigte sie im Vergleich zu anderen Baumarten ausgesprochen starke Trockenschäden.<ref name="Roloff" />

Weil die Fichte in Deutschland schon heute nicht mehr unter klimatisch optimalen Bedingungen gedeiht, wird auch eine mäßige Temperaturerhöhung von 1,5 bis 2 °C in Zukunft gravierende Auswirkungen auf die Anbaumöglichkeiten dieses wichtigen Nutzbaumes haben. Hinzu kommt noch die Gefahr durch Borkenkäfer, Buchdrucker oder Kupferstecher, deren Aktivitäten sich mit der Temperatur erhöhen.<ref>C. Kölling, T. Knoke, P. Schall, C. Ammer (2009):
[http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/forstarchiv_2009_fichte_01.pdf Überlegungen zum Risiko des Fichtenanbaus in Deutschland vor dem Hintergrund des Klimawandels], Forstarchic 80, 42-54</ref> (Siehe hierzu: [[Insektenbefall von Wäldern]].) Dennoch wird sie in höheren Lagen der Mittelgebirge Norddeutschlands wie im Sauerland, Harz und Thüringer Wald auch in Zukunft wohl die Hauptbaumart bleiben.<ref name="Roloff" />

Klimahüllen (s. Abb.) zeigen Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse einer bestimmten geographischen Region, z.B. der Waldflächen Deutschlands, im Vergleich mit sogenannten klimatischen Wohlfühlbereichen für bestimmte Baumarten, z.B. der Fichte. Danach liegt der Wohlfühlbereich der Fichte schon heute größtenteils außerhalb Deutschlands, und ein erheblicher Teil Deutschlands ist für den Fichtenanbau zu warm. Bei einer künftigen Klimaänderung nimmt dieser Teil deutlich zu.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* [http://www.climate-service-center.de/036465/index_0036465.html.de Klimawandel und Biodiversität: Folgen für Deutschland]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp2m_Europa_Jahr_DiffII_rcp85.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Räumlich Teil von=Wälder im Klimawandel: Europa
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Deutschland
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Deutschland
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaänderungen in Deutschland, Klimaprojektionen Deutschland, Waldbrände, Landnutzung, Phänologie, Deforestation (mittlere Breiten), Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Datei:Temp2m Europa Jahr DiffII rcp85.png

2017-11-13T09:07:40Z

Anne Felsberg: Änderung der Jahresmitteltemperatur über Deutschland für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquelle: Zur…

Änderung der Jahresmitteltemperatur über Deutschland für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

Wälder im Klimawandel

2017-11-13T08:55:55Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Temp_Wald.jpg|thumb|450px|Temperierter Wald in Oregon, USA.]]
Die Wälder der Erde bedecken etwa 42 Millionen km<sup>2</sup> bzw. 30% der globalen Landfläche, wobei in den Tropen 42 %, in den gemäßigten Breiten 25 % und in den borealen Gebieten 33 % der Landoberfläche mit Wald bedeckt sind. Wälder sind von großer Bedeutung für das menschliche Leben und Wirtschaften und stellen einer der artenreichsten Ökosysteme dar. Sie liefern Holz für Brenn- und Bauzwecke, stellen ein bedeutendes Trinkwasserreservoir dar, besitzen einen hohen Erholungswert und spielen im gegenwärtigen Klimawandel eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenke. <ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.5</ref>

== Veränderung der Waldfläche ==

In den mittleren Breiten hat die Rodung von Wäldern schon sehr früh eingesetzt. In Europa wurde bereits seit der Antike das regionale Klima auf diese Weise z.T. nachhaltig verändert. So wurden vor bereits 2000 Jahren umfangreiche Rodungen im Mittelmeerraum vorgenommen, um Ackerland zu gewinnen oder Bauholz für Schiffe und Häuser zu schlagen. Die Folge war eine weit reichende Entwaldung des gesamten Mittelmeerraumes.<ref name="Entwaldung">Vgl. hierzu E. Specht (Uni Magdeburg): [http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Kapitel1_VerbrennungSS2003.pdf Verbrennungstechnik (WS 07/08)] "Brennstoff Holz" (Seite 9 f. von 14 der PDF-Datei)</ref> Heute sind große Teile der Wälder in Europa, China und den östlichen USA für die ackerbauliche Nutzung beseitigt. [[Deforestation (Tropen)|In den Tropen ist die Waldrodung]] in großem Stil erst seit etwa einem halben Jahrhundert von Bedeutung. Ursachen sind die Gewinnung von Tropenholz, die Anlage von Rinderweiden oder von Sojafeldern. Alle tropischen Wälder der Erde umfassten 1990 17,6 Mio km<sup>2</sup>; in den 1990er Jahren gingen davon 152 000 km<sup>2</sup> pro Jahr verloren.<ref name="Bonan">Bonan, G.B. (2008): Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests, Science 320, 1444-1449</ref>
[[Bild:Waldbedeckung.jpg|thumb|450px|Wichtige Beziehungen zwischen Wald und Klima]]

== Bedeutung von Wäldern im Klimasystem ==

=== Wälder und Kohlendioxid ===

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen. Das ist schon darin begründet, dass Wälder dominierend an dem Kohlenstoffaustausch zwischen den terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre beteiligt sind. Wälder nehmen CO<sub>2</sub> direkt aus der Atmosphäre auf, da sie es zum Wachsen brauchen. In Wäldern sind 45 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert, allein in den tropischen Wäldern 25 %.<ref name="Bonan" /> Bei der Veratmung geben sie einen Teil davon wieder direkt ab, weitere Teile werden bei der Verrottung von Pflanzenteilen emittiert. Bäume, die im Wachstum begriffen sind, oder eine sich ausdehnende Pflanzendecke nehmen mehr Kohlendioxid auf, als sie abgeben. Bei absterbenden Bäumen oder der Verringerung einer Pflanzendecke, z.B. durch Abholzung, ist das Umgekehrte der Fall.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeochemische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeochemische Rückkopplungsprozesse]]

[[Bild:Wald ackerland albedo.jpg|thumb|450px|Unterschied der Albedo bei Waldbedeckung und Ackerfläche ]]
=== Wälder und Strahlungshaushalt ===
Wälder beeinflussen außerdem die Albedo der Erdoberfläche und damit den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre | Strahlungshaushalt]]. Die biogeophysikalischen Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Atmosphäre bestehen vor allem im Austausch von Energie und Wasser. Die beiden physikalischen Schlüsselgrößen, die diesen Austausch steuern, sind die Albedo, die die Strahlung, und die Evapotranspiration (Verdunstung und Transpiration), die den Wasserkreislauf und die Temperatur beeinflusst.

Wälder haben mit 10 % eine sehr viel geringere [[Albedo]] als z.B. Schnee- (bis zu 90 %), Wüstenoberflächen (ca. 30 %) oder Ackerflächen. Der Hauptgrund sind die dunklen Oberflächen von Wäldern. Hinzu kommt, dass Wälder eine komplizierte geometrische Oberflächenstrukur besitzen und daher das einfallende Licht vielfach reflektieren und absorbieren. Wichtig sind dabei die Blattfläche, die Blattorientierung im Verhältnis zum Lichteinfall, die Lichtdurchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Blätter. Bei Schneeflächen spielen Struktur und Alter des Schnees, der Verschmutzungsgrad, z.B. durch Rußablagerungen, und andere Faktoren eine Rolle. Auch Ackerflächen und Weiden können je nach Bewuchs eine unterschiedliche Albedo aufweisen, die jedoch geringer als die von Schnee oder Wüstenböden ist.

Bei einer geringen Albedo wird die einfallende Strahlung in hohem Maße absorbiert und die Oberfläche erwärmt sich stark. Dadurch wird langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieüberschuss der erwärmten Erdoberfläche wird aber auch durch sensible und [[latente Wärme]] abtransportiert. Ein sensibler (fühlbarer) Wärmefluss bedeutet, dass erwärmte Luft vom Boden in die Atmosphäre transportiert wird. Ein latenter Wärmefluss entsteht dadurch, dass dem Boden und der erwärmten Luft unmittelbar darüber durch Verdunstung Energie entzogen wird, die dann in höheren Luftschichten bei der Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser (Tröpfchen) wieder freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Albedo, z.B. durch Abholzung von Wald, bedeutet daher immer eine Abkühlung, eine Verringerung der Albedo, z.B. durch Aufforstung, eine Erwärmung.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeophysikalische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeophysikalische Rückkopplungsprozesse]]

=== Wälder und Wasserkreislauf ===
Wälder bremsen bodennahe Luftströmungen und fördern die Aufnahme- und die Speicherfähigkeit der Vegetationsdecke für Wasser und dessen Verdunstung. Damit sind sie ein wichtiger Faktor im [[Wasserkreislauf]] der Atmosphäre. Besonders die tropischen Regenwälder verdunsten viel Wasser, das in Form von Wasserdampf über große Entfernungen verfrachtet wird und in trockeneren Gebieten zur Wolkenbildung und zum Niederschlag beiträgt. Gleichzeitig wird dabei auch die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf gebunden und über große Strecken verteilt. Da Wälder extrem klimaangepasste Lebensgemeinschaften darstellen, haben klimatische Veränderungen auf ihre Verteilung, ihre Artenzusammensetzung und ihr Wachstum erhebliche Auswirkungen. Klimatische Bedingungen wirken sowohl direkt durch Temperatur, Niederschläge und Wind als auch über verschiedene Vermittlungsfaktoren, wie vor allem Waldbrände und Insekten- und Krankheitsbefall, auf den Wald.

== Migration und Wachstumsrate ==

=== Standortveränderungen ===

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
Bedingt durch den Klimawandel verlagern sich die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten bezüglich verschiedener Klimafaktoren gut gedeihen, die so genannten Klimahüllen bzw. Wohlfühlbereiche.
Wie Waldgemeinschaften konkret auf den Klimawandel der nächsten Jahrzehnte reagieren werden, hängt entscheidend von den jeweiligen regionalen Veränderungen der verschiedenen klimatischen Faktoren in Wechselwirkung mit der Forstwirtschaft ab. Untersuchungen über vergangene klimatische Veränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung auf ein sich wandelndes Klima deutlich langsamer reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation, da Bäume von der Saat bis zur Reife oft mehrere Jahrzehnte benötigen. In Anpassung an die neuen Klimabedingungen nach der letzten Kaltzeit haben verschiedene Baumarten zwischen 50 und 1000 Jahre gebraucht, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln. Um den prognostizierten Klimaänderungen der nächsten Jahrzehnte zu folgen, müssten die Migrationsraten jedoch bei 500-600 km pro Jahrhundert liegen.<ref>Winnett, S.M. (1998): The potential effects of climate change on U.S. forests: a review, Climate Research 11, 39-49</ref> Dabei lassen sich die Wachstumsraten der Vergangenheit nicht einmal auf die heute vielfach durch menschliche Eingriffe fragmentierten Landschaften übertragen, in denen der Migration zahlreiche Barrieren entgegenstehen, wodurch die Migrationsraten in einem künftigen Klima deutlich auf weniger als 50 km pro 100 Jahre gedrückt oder sogar gegen Null tendieren werden.<ref>Iverson, L.R., A.P. and M.W. Schwartz (1999): Modeling potential future individual tree-species distributions in the eastern United States under a climate change scenario: a case study with Pinus virginiana, Ecological Modelling 115, 77-93 </ref>

Modellsimulationen, die von einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C bei einer Verdopplung des gegenwärtigen CO<sub>2</sub>-Gehaltes in den nächsten 70-80 Jahren ausgehen, kommen zu dem Ergebnis, dass die Ausbreitung von Wäldern in klimatisch aktuell geeignete Gebiete nur sehr verzögert ablaufen wird.<ref>Solomon, A.M. and A.P. Kirilenko (1997): Climate change and terrestrial biomass: what if trees do not migrate?, Global Ecology and Biogeography Letters 6, 139-148</ref> Dabei reagieren die einzelnen Baumarten oft sehr verschieden, was zu einer völlig neuen Zusammensetzung der Wälder führen kann. Ein Teil der Wälder wird "verarmen" oder sogar verschwinden, da bestimmte Baumsorten in den neuen klimatischen Bedingungen nicht überleben können. So werden Fichten und Kiefern in Norddeutschland und in Skandinavien (bei einer Verschiebung der für boreale Wälder geeigneten Klimazone während des 21. Jahrhunderts um 150-550 km nach Norden) wahrscheinlich weitgehend durch Buchen und Birken ersetzt und langfristig in die Tundra-Regionen vordringen. In den USA werden nördliche Nadel- und Laubwälder an ihrer Südgrenze fast ganz verschwinden, wie eine Untersuchung über das Gebiet der Großen Seen ergab,<ref>Ehman, J. L., W. Fan, J. C. Randolph, J. Southworth and N.T. Welch (2002): An integrated GIS and modeling approach for assessing the transient response of forests of the southern Great Lakes region to a doubled CO<sub>2</sub> climate, Forest Ecology and Management 155, 237-255</ref> und nur begrenzt durch südliche Baumarten ersetzt werden, was insgesamt zu einem Verlust an Diversität führen wird. In den borealen Gebieten ist damit zu rechnen, dass sich die Schwerpunkte der Waldbestände nach Norden verschieben. Während gegenwärtig in Finnland 70 % der Waldbestände in der Südhälfte des Landes zu finden sind und 30 % in der Nordhälfte, ergeben Modellberechnungen eine gleichwertige Verteilung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106</ref> Im Alpenraum wird es zu einem Vordringen von Bäumen in die subalpine und alpine Zone kommen.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140; Kellomäki, S., I. Rouvinen, H. Peltola, H. Strandman and R. Steinbrecher: Impact of global warming on the tree species composition of boreal forests in Finland and effects on emissions of isoprenoids (2001), Global Change Biology 7, 531-544</ref>

=== Verstärkung des Baumwachstums ===

[[Bild:Baumwachstum1961-1990.gif|thumb|550 px|Klimaänderung und Baumwachstum in Österreich von 1961 bis 1990. Die Darstellung zeigt den Anstieg der Jahresmitteltemperatur und die Zunahme der jährlichen Wachstumsperiode (definiert als die Zahl der Tage mit einer Durchschnittstemperatur über 5 oC) sowie die Zunahme des Stammwachstums in Prozent.]]

Gegenüber der nur sehr verzögert ablaufenden Standortveränderung lassen sich Veränderungen im Wachstumsverhalten durch einen Anstieg der Temperatur und des CO<sub>2</sub>-Gehaltes bereits heute erkennen. So zeigen regionale Beobachtungen und Modelluntersuchungen für die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts eine Zunahme der Wachstumsrate von Bäumen in einigen Gebieten der mittleren und höheren Breiten.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140</ref> Die Gründe liegen außer in der Zunahme der [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidkonzentration]] der Atmosphäre nicht zuletzt in der höheren Temperatur und der Verlängerung der Wachstumszeit, die sich für die Nordische Fichte in Österreich in der Zeit von 1961 bis 1990 durch den Anstieg der Jahrestemperatur um 0,72 °C und der Wintertemperatur um 2,36 °C um 11 zusätzliche Tage erhöht hat. Als Folge hat die Nettoprimärproduktion um 3,5 % und die Wachstumsrate des Stammvolumens um rund 10% zugenommen.<ref>Hasenauer, H., R. N. Ramakrishna, K. Schadauer and S. W. Running (1999): Forest growth response to changing climate between 1961 and 1990 in Austria, Forest Ecology and Management 122, 209-219 </ref>

Entsprechend wird mit einer deutlichen Verstärkung des Baumwachstums in einigen europäischen Regionen auch für die nächsten Jahrzehnte gerechnet. Nach Modellberechnungen wird bis zum Ende des 21. Jahrhunderts an der nördlichen Baumgrenze (70 °N) eine Temperaturerhöhung von 4 °C und eine Ausdehnung der Wachstumsperiode von gegenwärtig 110-120 Tagen auf 150-160 Tage erwartet.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 142</ref> Für Nordfinnland, wo bis zum Jahre 2100 ein Temperaturanstieg von 4 °C und eine Zunahme der Niederschläge um 10 % angenommen wird, haben Modellberechnungen bis 2100 eine Erhöhung der Wachstumsraten um 30 % gegenüber der Entwicklung bei gleichbleibenden klimatischen Bedingungen ergeben. Im wesentlichen ist dafür die Zunahme des Wachstums bei Kiefern und Fichten sowie der höhere Anteil von Birken verantwortlich. In Südfinnland wird die Wachstumsrate bis zum Jahre 2070 um etwa 10 % durch das veränderte Klima zunehmen, danach jedoch bei einer Temperaturerhöhung von über 3 °C zurückgehen.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106 </ref> Eine wesentliche Voraussetzung für das Eintreffen dieser Projektionen ist ein ausreichender Anstieg der Niederschläge, der die erhöhte Evapotranspirationsleistung durch die gestiegenen Temperaturen und die größere Bodentrockenheit durch das frühere Abschmelzen der Schneedecke ausgleicht. Bereits im 20. Jahrhundert sind die Niederschläge im nördlichen Europa um 10-40 % gestiegen, ein Trend, der höchstwahrscheinlich auch in den folgenden Jahrzehnten anhalten wird.

=== Verringerung des Baumwachstums ===

[[Bild:BaumwachstumVerringert.gif|thumb|550 px|Sommertemperaturen 1906-1998 (Abweichungen vom Mittel des dargestellten Zeitraums) und das jährliche Wachstum der Baumringe der Weißfichte im zentralen Alaska (Fairbanks)]]

[[Bild:Szenarien-Forstwirtschaft.jpg|thumb|600 px|Biomasse in t/ha bei zwei Klima- und drei forstwirtschaftlichen Szenarien ]]

Die finnischen Ergebnisse können möglicherweise auch auf andere boreale Wälder, z.B. im übrigen Skandinavien und Russland, übertragen werden. Allerdings haben Beobachtungen in Alaska ergeben, dass eine Temperaturerhöhung nicht mit einem verstärkten Baumwachstum gekoppelt sein muss. Zwar konnte eine solche Korrelation in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet werden, zeigte sich jedoch nicht mehr für die letzten Jahrzehnte trotz weiterhin zunehmender Erwärmung in den untersuchten Gebieten. Vielmehr wurde für viele Standorte eine Verringerung des Baumwachstums in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur festgestellt. Als Erklärung wird dafür primär eine Beeinträchtigung des Wachstums durch temperaturbedingte Trockenheit angenommen. Hinzu kommt, dass steigende Temperaturen die Strauchvegetation begünstigen, die mit den Bäumen um die Ressourcen von Wasser und Nährstoffen im Boden konkurrieren.<ref>Lloyd, A.H., and L. Christopher (2002): Spatial and Temporal Variability in the Growth and Climate Response of Treeline Trees in Alaska, Climatic Change 52, 481-509</ref> Gerade die Weißfichte, die in den borealen Wäldern des westlichen nordamerikanischen Kontinents eine der produktivsten und verbreitetsten Baumarten ist, reagiert auf Trockenstress durch höhere Temperaturen deutlich mit einem verminderten Baumwachstum, ablesbar an der Dikke der Baumringe. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass höhere Temperaturen und ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt das Wachstum bei reifen Bäume in den hohen Breiten selbst in Norwegen kaum beeinflussen.<ref>Rasmussen, L., C. Beier and A. Bergstedt (2002): Experimental manipulations of old pine forest ecosystems to predict the potential tree growth effects of increased CO<sub>2</sub> and temperature in a future climate, Forest Ecology and Management 158, 179-188</ref> Eine weitere Erwärmung wird daher wahrscheinlich dazu führen, dass die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Bäume der höheren Breiten geringer als vielfach vermutet sein wird und daher von den borealen Wäldern insgesamt eher eine positive als eine negative Rückkopplung des Treibhauseffekts zu erwarten ist.<ref>Barber, V.A., G.P. Juday and B.P. Finney (2000): Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress, Nature 405, 668-673; Briffa, K.R., F.H. Schweingruber, P.D. Jones, T.J. Osborn, S.G. Shiyatov and E. A. Vaganov (1998): Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes, Nature 391, 678-682</ref>

Auch in trockeneren Regionen der mittleren Breiten liegen die Dinge ähnlich. Modellsimulationen für das Bundesland Brandenburg im Nordosten Deutschlands z.B. sagen bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts neben einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1,5 °C eine deutliche Abnahme der jährlichen Niederschlagsmenge um 40-140 mm voraus. Als Folge wird der Artenreichtum der brandenburgischen Wälder deutlich zurückgehen. Vor allem wird der Bestand an Buchen abnehmen und der von trockenresistenten Sorten wie Kiefern, Eichen und Linden zunehmen. Je nachdem, wie die Forstwirtschaft auf den Wandel reagiert, wird die Produktivität der brandenburgischen Wälder mehr oder weniger stark abnehmen und die Biomasse pro ha nach 110 Jahren gegenüber heute durchschnittlich um 53-67 % zurückgehen. Das Klimaszenario S0 in der Tabelle 1 geht von einem unveränderten Klima der Jahre 1951-1990 aus, das Szenario S1 von einer Temperaturzunahme um 1,5 °C und einer Niederschlagsabnahme um 40-140 mm in den nächsten 55 Jahren. Bei der Forstwirtschaft werden drei Wege unterschieden:
# die traditionelle Methode (FS1), die die ökonomisch wichtigen Arten begünstigt,
# die adaptive Methode (FS2), die die klimatisch am besten angepasten Sorten bevorzugt, und
# die auf hohe Diversität setzende Methode (FS3).
Die klimatischen Veränderungen und die Veränderungen im Waldbestand haben auch eine Verminderung der Grundwasseranreicherung um 33-37 % zur Folge und damit Konsequenzen für die Wasserversorgung des Ballungsraums Berlin und anderer Agglomerationen.<ref>P. Lasch, M. Lindner, M. Erhard, F. Suckow and A. Wenzel (2002): Regional impact assessment on forest structure and functions under climate change - the Brandenburg case study, Forest Ecology and Management, Volume 162, Issue 1, 1 June 2002, Pages 73-86</ref>

Für den mediterranen Raum zeigen Modelluntersuchungen, dass positive Effekte durch die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration dann zu erwarten sind, wenn sich auch die Niederschläge gegenüber heute erhöhen.<ref>Sabaté, S., C.A. Gracia and A. Sánchez (2002): Likely effects of climate change on growth of Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinus pinaster, Pinus sylvestris and Fagus sylvatica forests in the Mediterranean region, Forest Ecology and Management 162, 32-37</ref> Falls die temperaturbedingte Erhöhung der Evapotranspiration nicht durch höhere Niederschläge ausgeglichen werden, kommt es zu Trockenstress, der sowohl für die Artenzusammensetzung wie für das durchschnittliche Baumwachstum negative Folgen hat.

== Zunahme von Waldbränden ==
Hauptartikel:
* [[Waldbrände]]
* [[Waldbrände in hohen Breiten]]
* [[Waldbrände im Mittelmeerraum]]
* [[Waldbrände in den Tropen]]

== Insektenbefall ==
[[Bild:Borkenkäfer.jpg|thumb|420 px|junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte]]

Neben Dürren und Bränden ist die Schädigung durch Insektenbefall ein weiterer Faktor, der im Zusammenhang mit dem Klimawandel durch den Menschen beachtet werden muss. Betroffen sind vor allem die Wälder der borealen und gemäßigten Zone, in denen durch die Erwärmung Krankheitserreger und Insekten heimisch werden können, die dort bisher unbekannt waren. Bereits im 20. Jahrhundert konnten in Kanada und Russland im Zusammenhang mit steigenden Temperaturen zunehmende Zerstörungen an Bäumen durch Insekten beobachtet werden. So wurden die Waldzerstörungen durch Insekten in Kanada zwischen 1920 und 1995 auf 75 Millionen ha geschätzt, mit einer ansteigenden Rate nach 1970. Die aktuellen Schäden in russischen Wäldern durch Insektenbefall und Krankheiten werden auf 4 Millionen ha pro Jahr angenommen. Insgesamt geht man davon aus, dass die Schäden durch Insekten und Krankheiten in Sibirien und Kanada etwa gleich groß wie die durch Feuer sind.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, 5.6.2.2.2.</ref>

=== Borkenkäferbefall in Mitteleuropa und Kanada ===
[[Bild:KäferSchweiz.gif|thumb|600 px|Menge des Käferholzes (in m<sup>3</sup>) und Anzahl der Käfernester in der Schweiz 1984-2001 ]]
In Mitteleuropa hat vor allem die zeitweilig enorm gestiegene Verbreitung des Fichtenborkenkäfers (Buchdrucker) Aufmerksamkeit erregt, dem zahlreiche Bäume zum Opfer fielen. Die Käfer bohren weitläufige Brutsysteme in die Rinde der Bäume. Zunächst werden kränkelnde oder sturmgeschädigte Fichten befallen. Diese können sich nicht wie gesunde Bäume durch Harzaustritt wehren. Der Buchdrucker braucht einen schönen, warmen und trockenen Sommer, damit sich mindestens zwei volle Generationen vom Ei bis zum erwachsenen Käfer bilden können. In günstigen Jahren können sich bis zu 3 Käfergenerationen entwickeln. Das Brutsystem eines Weibchens enthält ca. 40 Larven. Mit jeder Generation vervielfacht sich demnach die Anzahl der Buchdrucker. Auch gesunde Fichten können sich nicht gegen unbegrenzt viele Käfer wehren und fallen dem Buchdrucker schließlich auch zum Opfer. In den Jahren 1990 und 1999 haben die Stürme "Vivian" und "Lothar" zu einer Massenvermehrung von Buchdruckern geführt, da die vielen sturmgeschädigten Bäume viele Brutmöglichkeiten für die Buchdrucker boten. So hat es in den "Lothar"-Sturmschadengebieten eine Massenvermehrung des Buchdruckers gegeben, wie sie die Schweiz in den vergangenen 200 Jahren nicht erlebt hat.
Zu besonders großen Schäden ist es durch den Borkenkäfer und warme und trockene Sommer auch in Kanada gekommen, wo in den 1990er Jahren Fichten von annähernd der halben Waldfläche der Schweiz vernichtet wurden.<ref>Meier, F., R. Engesser, B. Forster und O. Odermatt (1999): Forstschutz-Überblick 1998, Birmensdorf (http://www.wsl.ch/forest/wus/pbmd/artikel/fsub98d.pdf)</ref>

Da durch den anthropogenen Klimawandel in mittleren und höheren Breiten sowohl mit einer verstärkten Sturmtätigkeit wie mit einer deutlichen Erwärmung und teilweise auch größerer Trockenheit zu rechnen ist, werden wohl auch die Borkenkäferschäden in Zukunft zunehmen.

=== Projektionen ===

Die Schäden durch Insektenbefall könnten sich in den folgenden Jahrzehnten deutlich verstärken. Die Nordgrenze des Verbreitungsgebietes des amerikanischen Tannentriebwicklers, der sich besonders nach Dürren und heißen, trockenen Sommern vermehrt, aber auch durch milde Winter begünstigt wird, wird sich wahrscheinlich deutlich polwärts verschieben. Einige seiner natürlichen Feinde könnten möglicherweise südlich des 50. Breitengrades bei einer Temperaturerhöhung verschwinden, was die Population des Tannentriebwicklers und die durch ihn verursachten Schäden dramatisch steigen lassen würde.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 5-10.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Links ==
* [http://www.waldundklima.de/ Wald und Klima] Internetportal zum Themenkomplex Wald/Waldnutzung, Holz und Holzverwendung unter dem Blickwinkel Klimawandel
* [http://www.waldwissen.net/ waldwissen.net] Informationsportal Wald mit einem Dossier [http://www.waldwissen.net/fokus/dossiers/bfw_dossier_klimawandel/index_DE Klimawandel und Forstwirtschaft]
* [http://www.bergwaldprojekt.de Bergwald-Projekt] Pflege von Wäldern u.a. in der Alpenregion
* [http://www.plant-for-the-planet.org Bäume pflanzen] mit Schulklassen Bäume pflanzen
* [http://www.wikiwoods.org Bäume pflanzen mit WikiWoods] mit Freiwilligen zusammen Wälder pflanzen
* [http://www.fao.org/forestry/fra/fra2010/en/ FAO-Bericht 2010 über den Zustand der Wälder weltweit]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp2m_Europa_Sommer_DiffII_rcp45.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag],

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Südamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Nordamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ '''Afrika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4398726/afrika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4399280/afrika-niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ '''Asien''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358606/w-s-asien-eistage/ Temperatur (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275248/w-s-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4362524/o-so-asien-temperatur/ Temperatur (Süd-Ost-Asien)] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4363726/o-so-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-Ost-Asien)].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur hochaufgelöst], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag hochaufgelöst].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Einfach=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Europa
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Nordamerika
|umfasst=Waldbrände
|Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Prozess=Deforestation (Tropen)
|prozess=Deforestation (hohe Breiten)
|umfasst=Phänologie
|ähnlich wie=Moore im Klimawandel
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
|Folge von=Langfristige Klimaänderungen
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Unterrichtsmaterial=[http://www.lehrer-online.de/klimaretter-wald.php Der Wald als Klimaretter!?] Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel und Wald bei Lehrer Online
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände, Deforestation, Phänologie, Moore im Klimawandel, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Aktuelle Klimaänderungen, Langfristige Klimaänderungen, Biosphäre im Klimasystem, Landnutzung, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Datei:Temp2m Europa Sommer DiffII rcp45.png

2017-11-13T08:54:14Z

Anne Felsberg: Änderung der mittleren Temperatur im Sommer über Europa für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP4.5. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquelle: Z…

Änderung der mittleren Temperatur im Sommer über Europa für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP4.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

Wälder im Klimawandel: Europa

2017-11-13T08:40:45Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Europa klimazonen.jpg|thumb|450px|Klimazonen in Europa (z.T. an Ländergrenzen orientiert)]]
== Europäische Wälder im Klimawandel ==

Wälder sind nicht zuletzt wegen der langen Lebensdauer der Bäume besonders sensitiv gegenüber dem Klimawandel. In Europa hat die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle 2003]] die Auswirkungen von wärmeren Verhältnissen auch auf die europäischen Wälder drastisch vor Augen geführt. So verringerte sich die Brutto-Produktivität bei allen europäischen Ökosystemen, die sich von einer Kohlenstoffsenke zu einer ungewöhnlichen Quelle von CO<sub>2</sub> wandelten, um 30 %.<ref>Ciais, Ph., et al. (2005): Europe-wide reduction in primary productivity caused by the heat and drought in 2003, Nature 437, 529-533</ref> Hitzewellen und [[Dürren]] werden durch den Klimawandel an Intensität und Häufigkeit vor allem in Mittel- und Südeuropa deutlich zunehmen. Auch [[Außertropische Stürme|Stürme]] haben in der jüngsten Vergangenheit große Schäden an Wäldern angerichtet und die Brutto-Produktivität in bestimmten Regionen ebenfalls deutlich reduziert.<ref>Lindroth, A., et al. (2009): Storms can cause Europe-wide reduction in forest carbon sink, Global Change Biology 15, 346–355</ref> Sie werden in Stärke und Häufigkeit allerdings künftig eher geringfügig zunehmen.

Jüngste Szenarienrechnungen zeigen, dass bis 2100 die Temperaturen zwischen 2 °C in Irland und 3 °C in Mitteleuropa bis 4-5 °C im nördlichen Skandinavien und Teilen des Mittelmeergebietes steigen könnten.<ref name="Lindner" /> Entsprechend den unterschiedlichen Änderungen des Klimas in den verschiedenen Klimazonen Europas werden auch die Wälder unterschiedlich reagieren.

== Bisherige Entwicklung ==
In den frühen 1980ern bestand weitgehende Einigkeit über eine weitreichenden Rückgang des europäischen Waldwachstums durch Luftschadstoffe, insbesondere durch die Versauerung des Bodens durch Schwefeldioxid und Stickstoffoxid. Die Schlagworte vom sauren Regen und Waldsterben bestimmten sogar die Schlagzeilen in den Medien. In den 1990er Jahren setzte sich die entgegengesetzte Auffassung durch. Bei zahlreichen Kiefern, Fichten und Buchen konnte ein Höhenwachstum von 25 % in den davor liegenden 40 Jahren beobachtet werden.

Aktuelle Untersuchungen über verschiedene Baumarten in zahlreichen europäischen Ländern von Spanien über Deutschland bis Finnland zeigen, dass das Waldwachstum primär auf zwei Gründe zurückzuführen ist:<ref>Solberg, S., et al. (2009):
Analyses of the impact of changes in atmospheric deposition and climate on forest growth in European monitoring plots: A stand growth approach, Forest Ecology and Management 258, 1735–1750</ref>
# auf eine erhöhte Stickstoffaufnahme,
# auf den durch den Klimawandel bedingten Temperaturanstieg.
Gegenüber der vorindustriellen Zeit hat sich die Stickstoffablagerung in Europa gegen Ende des 20. Jahrhunderts verdreifacht. Pro kg Stickstoffaufnahme wurde eine Zunahme der Produktivität des Waldbestandes um 1-1,9 % pro Jahr festgestellt, was ungefähr 19 kg zusätzlich gebundenem Kohlenstoff entspricht. Die Abhängigkeit des Wachstums vom Temperaturanstieg ist schwieriger zu bestimmen. Hier gibt es große regionale Unterschiede, die auch noch je nach Standort variieren. Wahrscheinlich hat das Wachstum von Stamm und Baumhöhe in den letzten Jahrzehnten bei einer Erwärmung um 1 °C in der Hauptwachstumsperiode von Mai bis August um 10 % zugenommen. Das gilt allerdings nicht für Europa südlich des 52. Breitengrades, wo aufgrund von zunehmender Trockenheit das Wachstum bei den meisten Baumarten zurückging. Eichen zeigten sich allerdings verhältnismäßig widerständig gegen Trockenheit.

== Projektionen ==

=== Boreale Zone (Skandinavien) ===

In Skandinavien wird eine Temperatursteigerung bis 2100 um 3,5-5 °C erwartet, wobei die Erwärmung im Winter mit 4-7 °C deutlich höher ausfallen wird als im Sommer mit 3-4 °C. Außerdem wird damit gerechnet, dass die Niederschläge um 40 % zunehmen werden, wiederum vor allem im Winter.<ref name="Lindner">Lindner, M., et al. (2010): Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems, Forest Ecology and Management 259, 698–709</ref>

Die Erhöhung der Temperatur wird die Wachstumszeit für Bäume deutlich verlängern und die Verrottung von organischem Material erhöhen. Das führt zu einem verstärkten Wachstum der Wälder und damit auch zu einer höheren CO<sub>2</sub>-Aufnahme. Wahrscheinlich wird sich auch die Artenzusammensetzung ändern, indem Laubbäume weiter nach Norden und die Baumvegetation in Tundragebiete vordringen werden. Im südlichen Skandinavien kann es jedoch Einschränkungen durch geringere Niederschläge im Sommer geben. Auch andere Probleme durch den Klimawandel sind denkbar: Mildere Winter können die Winterhärtung der Bäume abschwächen. Viele Insektenarten, die heute in Skandinavien nicht vorkommen, könnten sich nach Norden ausbreiten. (Vgl. hierzu auch: [[Insektenbefall von Wäldern (einfach)]].) So könnte der Schwammspinner, eine Schmetterlingsart, deren Raupen starke Blattschädlinge sind, seinen Lebensraum weiter nach Norden verlegen. Auch Pilzkrankheiten könnten sich durch höhere Temperaturen stärker ausbreiten.<ref name="Lindner" />

=== Gemäßigt maritimes Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur wird in Westeuropa und dem westlichen Mitteleuropa um ca. 2,5 bis 3,5 °C zunehmen, in Irland und Großbritannien mit 2-3 °C etwas weniger. Die Sommer werden wahrscheinlich trockener und heißer mit Temperaturzunahmen um bis zu 4 °C. Im nördlichen und westlichen Teil wird es insgesamt ausreichende Niederschläge geben, im südlichen und östlichen Teil können Dürren mit Wasserknappheit auftreten.<ref name="Lindner" />

Bei ausreichender Wasserverfügbarkeit wird die Temperaturerhöhung positive Effekte auf das Wachstum haben, in den trockeneren Gebieten allerdings eher negative Folgen. Dennoch könnte es selbst in der atlantischen Region zu einer Verringerung der Artenzahl kommen. Heimische Nadelbäume werden möglicherweise durch Laubbäume ersetzt, die an die neuen Verhältnisse besser angepasst sind. Das größte Problem für die Wälder in der gesamten Region werden aber wahrscheinlich Zerstörungen durch Sturmereignisse und Beeinträchtigungen durch Schadinsekten und Krankheiten sein. Bei höheren Temperaturen und geringeren Niederschlägen haben zahlreiche Insekten bessere Entwicklungsmöglichkeiten. Auch die verlängerte Vegetationsperiode kann z.B. bei Borkenkäfern eine zusätzliche Generation ermöglichen und damit die Population deutlich erhöhen.

=== Gemäßigt kontinentales Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur im östlichen Mittel- und Osteuropa wird bis zum Ende des Jahrhunderts wahrscheinlich um 3-4 °C, in der Schwarzmeer-Region auch bis 4,5 °C zunehmen. Die jährlichen Niederschläge werden etwas zunehmen, allerdings vor allem im Winter, während die Sommerniederschläge abnehmen werden.<ref name="Lindner" />

Entscheidend für die Entwicklung der Wälder wird die Wasserverfügbarkeit sein. Bei starken regionalen Unterschieden werden die Wachstumsbedingungen durch geringeren Niederschlag im Sommer stark eingeschränkt. Dadurch und durch höhere Wintertemperaturen wird es möglicherweise zu einem erhöhten Schädlingsbefall kommen. Der Borkenkäfer könnte aufgrund der milderen Winter eine zweite oder sogar dritte Generation ausbilden. Möglicherweise zunehmende Zerstörungen durch Waldbrände und Sturmschäden werden die Entwicklung von Schadinsekten vielfach begünstigen.

Aufgrund der Wasserbegrenzung wird die Produktivität von Nadelbäumen im kontinentalen Europa wahrscheinlich abnehmen. Die Aufnahme von Kohlendioxid könnte zunächst zunehmen. Es wird jedoch erwartet, dass gegen Ende des Jahrhunderts die Wälder dieser Region zu CO<sub>2</sub>-Quellen werden.

=== Mediterranes Klima ===

Im Mittelmeerraum wird mit einer Temperaturzunahme im Jahresmittel um 3-4 °C gerechnet, wobei die Unterschiede zwischen Sommer mit 4-5 °C und Winter mit 2-3 °C verhältnismäßig groß sind. Sehr problematisch werden sich wahrscheinlich die Niederschläge entwickeln. Im Jahresmittel werden sie bis zu 20 % zurückgehen, mit einer leichten Zunahme im Winter, aber mit Rückgängen bis zu 50 % im Sommer. Die Folgen werden Hitzewellen und Dürren sein. Aber auch mit einer Zunahme von Starkregenereignissen ist zu rechnen.<ref name="Lindner" />

Insgesamt wird damit gerechnet, dass vor allem durch heiße Perioden und Trockenheit das Wachstum der Wälder im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Schon in den letzten 50 Jahren konnte in den höheren Lagen der Pyrenäen bei einer Temperatursteigerung um 1,5 °C ein Rückgang der Buche und ihre schrittweise Verdrängung durch die Steineiche beobachtet werden. Auch in anderen Regionen wurde die Buche durch länger anhaltende Dürren stark in Mitleidenschaft gezogen. Hinzu kommt die Bedrohung durch Waldbrände, die künftig weiter zunehmen werden und die nicht nur den Wald unmittelbar zerstören, sondern auch zu einer Erosion und Austrocknung des Bodens beitragen.

Es wird damit gerechnet, dass durch die klimatischen Effekte die Holzproduktion im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Der zunehmende CO<sub>2</sub>-Gehalt wird das wahrscheinlich nicht kompensieren können, besonders dann nicht, wenn sich die Prognosen über zunehmende Waldbrände und Dürren bewahrheiten werden. In wenigen Jahrzehnten kann es zu einem Verlust an Artenvielfalt einer eher negativen Veränderung der Artenzusammensetzung der mediterranen Wälder kommen.<ref name="Lindner" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Niederschlag_Europa_rcp85_diff2_Jahr.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Regionaldaten zu Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur]

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Umfasst räumlich=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Waldbrände in hohen Breiten
|Umfasst Prozess=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaprojektionen Europa, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Datei:Niederschlag Europa rcp85 diff2 Jahr.png

2017-11-13T08:39:39Z

Anne Felsberg: Differenz der Jahressumme an Niederschlag in Europa für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5. ==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquelle: Zur Ver…

Differenz der Jahressumme an Niederschlag in Europa für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

Wälder im Klimawandel: Nordamerika

2017-11-13T08:29:22Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Temp Wald.jpg|thumb|540px|Wald in Oregon, USA]]
[[Bild:USA Biomasse.jpg|thumb|540px|Oberirdische Holz-Biomasse (~Verbreitungsgebiet von Wäldern) in den USA in t pro ha]]
= Wälder in den USA =

Die Waldgebiete der USA umfassen gegenwärtig 303 Millionen ha, was etwa einem Drittel der Fläche der USA und 8 % der globalen Waldgebiete entspricht.<ref name="Vose 2012">Vose, James M.; Peterson, David L.; Patel-Weynand, Toral, eds. (2012): [http://www.usda.gov/oce/climate_change/effects_2012/FS_Climate1114%20opt.pdf Effects of climatic variability and change on forest ecosystems: a comprehensive science synthesis for the U.S. forest sector.] Gen. Tech. Rep. PNW-GTR-870. Portland, OR: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station</ref> Vor der Besiedlung durch die Europäer war etwa die Hälfte des Gebietes der heutigen USA mit schätzungsweise 400 Millionen ha Wald bedeckt. Damals gab es ausgedehnte Wälder vor allem im Osten, die mehr und mehr in Ackerland umgewandelt wurden. Seit 1920 gab es dann kaum noch Rodungen, und die Waldfläche insgesamt ist seitdem konstant geblieben. In den östlichen USA kam es sogar zur Wiederbewaldung, da der Boden sich für die landwirtschaftliche Nutzung vielfach als nicht geeignet erwies. In jüngster Zeit, d.h. seit den 1990er Jahren, übertraf auch im Westen der Waldzuwachs die Entnahme von Holz.<ref name=Kohnle 2011">Kohnle, U. (2011): [http://www.waldwissen.net/lernen/weltforstwirtschaft/fva_usa_forstwirtschaft/index_DE Wald und Forstwirtschaft in den USA]</ref>

Wälder waren in den USA schon immer ein wichtiger ökonomischer Faktor. 56 % der Wälder sind daher in Privatbesitz, der Rest in öffentlicher Hand. Bei öffentlichen Wäldern spielen in der Regel Aspekte wie der Schutz von Wildtieren und von Wasserreservoiren sowie die Bewahrung touristischer Erholungsgebiete eine wichtige Rolle. Bei privaten Wäldern steht die ökonomische Nutzung an erster Stelle. Entsprechend sind Wälder in staatlicher oder kommunaler Hand meistens artenreicher, besitzen mehr Biomasse und werden besser gepflegt als private Wälder.<ref name="Joyce 2014">Joyce, L. A., S. W. Running, D. D. Breshears, V. H. Dale, R. W. Malmsheimer, R. N. Sampson, B. Sohngen, and C. W. Woodall (2014): [http://nca2014.globalchange.gov/system/files_force/downloads/low/NCA3_Full_Report_07_Forestry_LowRes.pdf Ch. 7: Forests. Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment], J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 175-194. doi:10.7930/J0Z60KZC</ref> Bei der Verteilung von Laub- und Nadelbäumen ist der Osten vor allem durch Laubbäume, der Westen durch Nadelwald geprägt.

Wälder tragen in den USA erheblich zum Klimaschutz bei, indem sie eine wichtige nationale [[Kohlenstoffkreislauf|Senke von Kohlenstoff]] bilden. So nahmen z.B. im Jahre 2011 die Waldökosysteme der USA und die damit verbundene Holzindustrie 16 % des [[Kohlendioxid]]s auf, das durch die Nutzung von fossilen Brennstoffen in den USA emittiert wurde. Zunehmend wird auch in der Öffentlichkeit die wichtige Rolle der Wälder beim Kohlenstoff-Management wahrgenommen.<ref name="Joyce 2014" />

== Klimaänderungen ==
* Hauptartikel: [[Klimaänderungen in Nordamerika]], [[Klimaprojektionen Nordamerika]]
In den letzten 100 Jahren hat sich das Klima in den USA erwärmt, allerdings regional sehr verschieden. Die südöstlichen USA haben sich sogar um 0,7 °C leicht abgekühlt, während in Alaska mit 4,5 °C die Temperaturen am stärksten gestiegen sind. Große Teile der nördlichen und westlichen USA haben sich um 1,5 °C erwärmt. Im 21. Jahrhundert wird sich die USA nach [[Klimamodelle|Modellprojektionen]] im Mittel je nach Szenario um 1-5 °C erwärmen. Dabei wird die Anzahl der Tage mit einer Maximumtemperatur von über 35 °C, an denen die Wahrscheinlichkeit von [[Hitzewellen]] sehr hoch ist, während dieses Jahrhunderts deutlich zunehmen. Die Hitzewellen selbst werden entsprechend länger ausfallen. So wird nach Modellberechnungen die durchschnittliche Länge der längsten Hitzewelle des Jahres im Südwesten der USA um 20 und mehr Tage länger sein als heute. Die Niederschläge werden im Südwesten um 6-12 % abnehmen, in den nördlichen Staaten um 6-10 % zunehmen.<ref name="Vose 2012" />

== Direkte Folgen des Klimawandels ==

Gegenwärtig wirken sich höhere Temperaturen und der höhere [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre]] auf einige Wälder der USA förderlich aus. In Gebieten, in denen das Baumwachstum durch niedrige Temperaturen und eine kurze Wachstumsperiode begrenzt sind, zeigt sich ein leichtes Wachstum der Wälder von unter 1 % pro Jahrzehnt. Satellitenbilder dokumentieren eine Verlängerung der Wachstumsperiode in den letzten 30 Jahren. Die Vorteile durch einen früheren Frühling können jedoch in manchen Regionen durch Sommertrockenheit zunichte gemacht werden.<ref name="Joyce 2014" />

Am Ende des 21. Jahrhunderts setzt die Schneeschmelze in den Rocky Mountains möglicherweise einen Monat früher ein. Der Stress durch [[Dürren in den USA|Trockenheit]] im Sommer könnte sich jedoch um zwei Monate verlängern. In den östlichen USA könnten ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt und höhere Temperaturen das Wachstum der Wälder und die Speicherung von CO<sub>2</sub> verstärken, falls genügend Wasser zur Verfügung steht. Trotz der gegenwärtigen leichten Zunahme des Baumwachstums wird erwartet, dass die Kohlenstoffspeicherung sich in Zukunft durch die Stressfaktoren des Klimawandels verringern wird, was besonders für die dürregefährdeten westlichen Wälder gilt.<ref name="Joyce 2014" />

== Indirekte Gefährdungen durch den Klimawandel ==

[[Waldbrände]], Insektenplagen, Krankheiten und invasive Arten sind die wichtigsten Gefährdungen der US-amerikanischen Wälder. Sie sind stark von den klimatischen Verhältnissen wie höhere Temperaturen, [[Dürren]] und Wassermangel und deren Veränderungen abhängig. Die verschiedenen Bedrohungen wie z.B. Dürren, Wassermangel, höhere Temperaturen, Krankheiten und Schädlinge stehen oft miteinander in Wechselwirkung. Dennoch gibt es regionale Unterschiede. So sind im Westen die Zerstörungen von Wäldern stark an die steigenden Temperaturen und den damit steigenden Wasserbedarf gebunden. Im Osten der USA spielt die Luftverschmutzung eine größere Rolle. Aber auch hier ist die Klimaerwärmung ein Problem.<ref name="Joyce 2014" />

=== Feuer ===

Waldbrände werden vor allem vom Klima und Menge und Art des brennbaren Materials bestimmt. Das Brennmaterial ist stark von der früheren und gegenwärtigen Landnutzung abhängig, z.B. von der Holzernte, der Brandbekämpfung etc., die je nach Region allerdings zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. So hat z.B. im trockenen Südwesten die Entfernung von feinem Brennmaterial durch Viehweide und Maßnahmen zur Brandbekämpfung die Anzahl der Bäume und damit auch die Menge an Brennmaterial erhöht, mit dem Ergebnis von größeren Bränden. In feuchteren Gebieten wie im maritimen Nordwesten haben dieselben Maßnahmen die Art der Waldbrände kaum verändert.<ref name="Vose 2012" />

Andererseits sind die Wetterverhältnisse immer noch die wichtigsten Voraussetzungen für das Ausbrechen von Waldbränden. Trockenheit und höhere Temperaturen sind die grundlegenden Bedingungen für Umfang und Dauer großer Brände. Der Klimawandel wird daher einen deutlichen Einfluss auf die Waldbrände in den USA haben. So ergaben Modellberechnungen, dass die jährlich von Waldbränden betroffenen Gebiete sich bis Ende dieses Jahrhunderts um weniger als 100 % bis mehr als 500 % ausdehnen werden, je nach Region und Klimaszenario.<ref name="Vose 2012" />
[[Bild:USA Bergkiefernkäferbefall.jpg|thumb|450px|Befall von Küstenkiefern durch Bergkiefernkäfer in Prince George (British Columbia, Kanada)]]
=== Insekten und Krankheiten ===

Die größte Gefahr für die Wälder der USA im Rahmen des Klimawandels geht allerdings von Insekten und Krankheiten aus, die schon heute größere Gebiete betreffen und höhere ökonomische Kosten verursachen als alle anderen Faktoren. Höhere Temperaturen werden Insekten wie Krankheitserreger in ihrer Verbreitung und Aktivitäten begünstigen. Schon jetzt zeigen sich stärkere Schäden durch Insekten und hier besonders durch den Borkenkäfer als noch vor 10 Jahren prognostiziert. Die gegenwärtige und für die Zukunft angenommene Temperatursteigerung wird die Sterblichkeit von Insekten im Winter reduzieren und ihre Verbreitungsgebiete nach Norden ausdehnen. Zugleich wird die Entwicklungsrate von Insekten und Krankheitserregern während der Wachstumszeit beschleunigt. Weitere klimatische Änderungen wie z.B. eine größere Trockenheit können bei bestimmten Bäumen die Resistenz gegen Insekten schwächen.<ref name="Vose 2012" />

Ein besonderes Problem stellt der Borkenkäfer dar. Zahlreiche Arten dieses Käfers befallen schon heute Millionen von ha Nadelwald besonders in den westlichen USA und haben besonders in den frühen 2000er Jahren große Schäden angerichtet. Dabei hat die zunehmende Temperatur eine wichtige Rolle gespielt, indem sie z.B. die Verbreitungsgebiete bestimmter Arten in die Höhe und nach Norden ausgedehnt hat. So findet sich ein ursprünglich mexikanischer Borkenkäfer bereits im Südwesten der USA. Eine besondere Plage ist der Bergkiefernkäfer (engl. Mountain pine beetle), der zahlreiche Kiefernarten im Westen der USA befallen hat. Untersuchungen haben höhere Temperaturen und größere Trockenheit als wichtige klimatische Ursache für die Verbreitung des Bergkiefernkäfers festgestellt. Halten die gegenwärtigen Klimaänderungen an, werden durch eine zunehmende Ausbreitung dieser Borkenkäferart weitere umfangreiche Schäden für den Kiefernbestand erwartet.<ref name="Vose 2012" />

=== Invasive Arten ===

Ein Problem für den Waldbestand können auch invasive Arten bzw. Neophyten sein. In den Ökosystemen der USA gibt es schätzungsweise 5000 nichtheimische Arten. So sind die in Europa heimischen Flockenblumen in den USA ein Neophyt, der auch in den Wäldern im Westen eine Plage ist. Die Wirkung invasiver Pflanzen kann sehr verschieden sein. Im allgemeinen haben sie eine Reduzierung der heimischen Biodiversität zur Folge, Veränderungen im biogeochemischen Zyklus, Änderungen in der Wassernutzung u.a. In den USA werden jedes Jahr Milliarden von Dollar ausgegeben, um den Wirkungen von Neophyten zu begegnen und sie in Grenzen zu halten. Zerstörungen durch Waldbrände, Dürren, Insektenplagen und Krankheiten begünstigen in der Regel das Vordringen von Neophyten. Der Klimawandel fördert in vielen Fällen das Überleben der eingeschleppten Arten und wird nach Modellberechnungen ihre Ausbreitung nach Norden ermöglichen.<ref name="Vose 2012" />

= Einzelnachweise =
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Niederschlag_Nordamerika_rcp85_diff2_Frühling.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Regionaldaten zu Nordamerika'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

= Lizenzhinweis =
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Nordamerika
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Nordamerika
|beeinflusst von=Dürren in den USA
|beeinflusst von=Hitzewellen in Nordamerika
|beeinflusst von=Wasserprobleme und Klimawandel in den USA
|Umfasst=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel: Nordamerika

2017-11-13T08:28:54Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Temp Wald.jpg|thumb|540px|Wald in Oregon, USA]]
[[Bild:USA Biomasse.jpg|thumb|540px|Oberirdische Holz-Biomasse (~Verbreitungsgebiet von Wäldern) in den USA in t pro ha]]
= Wälder in den USA =

Die Waldgebiete der USA umfassen gegenwärtig 303 Millionen ha, was etwa einem Drittel der Fläche der USA und 8 % der globalen Waldgebiete entspricht.<ref name="Vose 2012">Vose, James M.; Peterson, David L.; Patel-Weynand, Toral, eds. (2012): [http://www.usda.gov/oce/climate_change/effects_2012/FS_Climate1114%20opt.pdf Effects of climatic variability and change on forest ecosystems: a comprehensive science synthesis for the U.S. forest sector.] Gen. Tech. Rep. PNW-GTR-870. Portland, OR: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station</ref> Vor der Besiedlung durch die Europäer war etwa die Hälfte des Gebietes der heutigen USA mit schätzungsweise 400 Millionen ha Wald bedeckt. Damals gab es ausgedehnte Wälder vor allem im Osten, die mehr und mehr in Ackerland umgewandelt wurden. Seit 1920 gab es dann kaum noch Rodungen, und die Waldfläche insgesamt ist seitdem konstant geblieben. In den östlichen USA kam es sogar zur Wiederbewaldung, da der Boden sich für die landwirtschaftliche Nutzung vielfach als nicht geeignet erwies. In jüngster Zeit, d.h. seit den 1990er Jahren, übertraf auch im Westen der Waldzuwachs die Entnahme von Holz.<ref name=Kohnle 2011">Kohnle, U. (2011): [http://www.waldwissen.net/lernen/weltforstwirtschaft/fva_usa_forstwirtschaft/index_DE Wald und Forstwirtschaft in den USA]</ref>

Wälder waren in den USA schon immer ein wichtiger ökonomischer Faktor. 56 % der Wälder sind daher in Privatbesitz, der Rest in öffentlicher Hand. Bei öffentlichen Wäldern spielen in der Regel Aspekte wie der Schutz von Wildtieren und von Wasserreservoiren sowie die Bewahrung touristischer Erholungsgebiete eine wichtige Rolle. Bei privaten Wäldern steht die ökonomische Nutzung an erster Stelle. Entsprechend sind Wälder in staatlicher oder kommunaler Hand meistens artenreicher, besitzen mehr Biomasse und werden besser gepflegt als private Wälder.<ref name="Joyce 2014">Joyce, L. A., S. W. Running, D. D. Breshears, V. H. Dale, R. W. Malmsheimer, R. N. Sampson, B. Sohngen, and C. W. Woodall (2014): [http://nca2014.globalchange.gov/system/files_force/downloads/low/NCA3_Full_Report_07_Forestry_LowRes.pdf Ch. 7: Forests. Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment], J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 175-194. doi:10.7930/J0Z60KZC</ref> Bei der Verteilung von Laub- und Nadelbäumen ist der Osten vor allem durch Laubbäume, der Westen durch Nadelwald geprägt.

Wälder tragen in den USA erheblich zum Klimaschutz bei, indem sie eine wichtige nationale [[Kohlenstoffkreislauf|Senke von Kohlenstoff]] bilden. So nahmen z.B. im Jahre 2011 die Waldökosysteme der USA und die damit verbundene Holzindustrie 16 % des [[Kohlendioxid]]s auf, das durch die Nutzung von fossilen Brennstoffen in den USA emittiert wurde. Zunehmend wird auch in der Öffentlichkeit die wichtige Rolle der Wälder beim Kohlenstoff-Management wahrgenommen.<ref name="Joyce 2014" />

== Klimaänderungen ==
* Hauptartikel: [[Klimaänderungen in Nordamerika]], [[Klimaprojektionen Nordamerika]]
In den letzten 100 Jahren hat sich das Klima in den USA erwärmt, allerdings regional sehr verschieden. Die südöstlichen USA haben sich sogar um 0,7 °C leicht abgekühlt, während in Alaska mit 4,5 °C die Temperaturen am stärksten gestiegen sind. Große Teile der nördlichen und westlichen USA haben sich um 1,5 °C erwärmt. Im 21. Jahrhundert wird sich die USA nach [[Klimamodelle|Modellprojektionen]] im Mittel je nach Szenario um 1-5 °C erwärmen. Dabei wird die Anzahl der Tage mit einer Maximumtemperatur von über 35 °C, an denen die Wahrscheinlichkeit von [[Hitzewellen]] sehr hoch ist, während dieses Jahrhunderts deutlich zunehmen. Die Hitzewellen selbst werden entsprechend länger ausfallen. So wird nach Modellberechnungen die durchschnittliche Länge der längsten Hitzewelle des Jahres im Südwesten der USA um 20 und mehr Tage länger sein als heute. Die Niederschläge werden im Südwesten um 6-12 % abnehmen, in den nördlichen Staaten um 6-10 % zunehmen.<ref name="Vose 2012" />

== Direkte Folgen des Klimawandels ==

Gegenwärtig wirken sich höhere Temperaturen und der höhere [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre]] auf einige Wälder der USA förderlich aus. In Gebieten, in denen das Baumwachstum durch niedrige Temperaturen und eine kurze Wachstumsperiode begrenzt sind, zeigt sich ein leichtes Wachstum der Wälder von unter 1 % pro Jahrzehnt. Satellitenbilder dokumentieren eine Verlängerung der Wachstumsperiode in den letzten 30 Jahren. Die Vorteile durch einen früheren Frühling können jedoch in manchen Regionen durch Sommertrockenheit zunichte gemacht werden.<ref name="Joyce 2014" />

Am Ende des 21. Jahrhunderts setzt die Schneeschmelze in den Rocky Mountains möglicherweise einen Monat früher ein. Der Stress durch [[Dürren in den USA|Trockenheit]] im Sommer könnte sich jedoch um zwei Monate verlängern. In den östlichen USA könnten ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt und höhere Temperaturen das Wachstum der Wälder und die Speicherung von CO<sub>2</sub> verstärken, falls genügend Wasser zur Verfügung steht. Trotz der gegenwärtigen leichten Zunahme des Baumwachstums wird erwartet, dass die Kohlenstoffspeicherung sich in Zukunft durch die Stressfaktoren des Klimawandels verringern wird, was besonders für die dürregefährdeten westlichen Wälder gilt.<ref name="Joyce 2014" />

== Indirekte Gefährdungen durch den Klimawandel ==

[[Waldbrände]], Insektenplagen, Krankheiten und invasive Arten sind die wichtigsten Gefährdungen der US-amerikanischen Wälder. Sie sind stark von den klimatischen Verhältnissen wie höhere Temperaturen, [[Dürren]] und Wassermangel und deren Veränderungen abhängig. Die verschiedenen Bedrohungen wie z.B. Dürren, Wassermangel, höhere Temperaturen, Krankheiten und Schädlinge stehen oft miteinander in Wechselwirkung. Dennoch gibt es regionale Unterschiede. So sind im Westen die Zerstörungen von Wäldern stark an die steigenden Temperaturen und den damit steigenden Wasserbedarf gebunden. Im Osten der USA spielt die Luftverschmutzung eine größere Rolle. Aber auch hier ist die Klimaerwärmung ein Problem.<ref name="Joyce 2014" />

=== Feuer ===

Waldbrände werden vor allem vom Klima und Menge und Art des brennbaren Materials bestimmt. Das Brennmaterial ist stark von der früheren und gegenwärtigen Landnutzung abhängig, z.B. von der Holzernte, der Brandbekämpfung etc., die je nach Region allerdings zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. So hat z.B. im trockenen Südwesten die Entfernung von feinem Brennmaterial durch Viehweide und Maßnahmen zur Brandbekämpfung die Anzahl der Bäume und damit auch die Menge an Brennmaterial erhöht, mit dem Ergebnis von größeren Bränden. In feuchteren Gebieten wie im maritimen Nordwesten haben dieselben Maßnahmen die Art der Waldbrände kaum verändert.<ref name="Vose 2012" />

Andererseits sind die Wetterverhältnisse immer noch die wichtigsten Voraussetzungen für das Ausbrechen von Waldbränden. Trockenheit und höhere Temperaturen sind die grundlegenden Bedingungen für Umfang und Dauer großer Brände. Der Klimawandel wird daher einen deutlichen Einfluss auf die Waldbrände in den USA haben. So ergaben Modellberechnungen, dass die jährlich von Waldbränden betroffenen Gebiete sich bis Ende dieses Jahrhunderts um weniger als 100 % bis mehr als 500 % ausdehnen werden, je nach Region und Klimaszenario.<ref name="Vose 2012" />
[[Bild:USA Bergkiefernkäferbefall.jpg|thumb|450px|Befall von Küstenkiefern durch Bergkiefernkäfer in Prince George (British Columbia, Kanada)]]
=== Insekten und Krankheiten ===

Die größte Gefahr für die Wälder der USA im Rahmen des Klimawandels geht allerdings von Insekten und Krankheiten aus, die schon heute größere Gebiete betreffen und höhere ökonomische Kosten verursachen als alle anderen Faktoren. Höhere Temperaturen werden Insekten wie Krankheitserreger in ihrer Verbreitung und Aktivitäten begünstigen. Schon jetzt zeigen sich stärkere Schäden durch Insekten und hier besonders durch den Borkenkäfer als noch vor 10 Jahren prognostiziert. Die gegenwärtige und für die Zukunft angenommene Temperatursteigerung wird die Sterblichkeit von Insekten im Winter reduzieren und ihre Verbreitungsgebiete nach Norden ausdehnen. Zugleich wird die Entwicklungsrate von Insekten und Krankheitserregern während der Wachstumszeit beschleunigt. Weitere klimatische Änderungen wie z.B. eine größere Trockenheit können bei bestimmten Bäumen die Resistenz gegen Insekten schwächen.<ref name="Vose 2012" />

Ein besonderes Problem stellt der Borkenkäfer dar. Zahlreiche Arten dieses Käfers befallen schon heute Millionen von ha Nadelwald besonders in den westlichen USA und haben besonders in den frühen 2000er Jahren große Schäden angerichtet. Dabei hat die zunehmende Temperatur eine wichtige Rolle gespielt, indem sie z.B. die Verbreitungsgebiete bestimmter Arten in die Höhe und nach Norden ausgedehnt hat. So findet sich ein ursprünglich mexikanischer Borkenkäfer bereits im Südwesten der USA. Eine besondere Plage ist der Bergkiefernkäfer (engl. Mountain pine beetle), der zahlreiche Kiefernarten im Westen der USA befallen hat. Untersuchungen haben höhere Temperaturen und größere Trockenheit als wichtige klimatische Ursache für die Verbreitung des Bergkiefernkäfers festgestellt. Halten die gegenwärtigen Klimaänderungen an, werden durch eine zunehmende Ausbreitung dieser Borkenkäferart weitere umfangreiche Schäden für den Kiefernbestand erwartet.<ref name="Vose 2012" />

=== Invasive Arten ===

Ein Problem für den Waldbestand können auch invasive Arten bzw. Neophyten sein. In den Ökosystemen der USA gibt es schätzungsweise 5000 nichtheimische Arten. So sind die in Europa heimischen Flockenblumen in den USA ein Neophyt, der auch in den Wäldern im Westen eine Plage ist. Die Wirkung invasiver Pflanzen kann sehr verschieden sein. Im allgemeinen haben sie eine Reduzierung der heimischen Biodiversität zur Folge, Veränderungen im biogeochemischen Zyklus, Änderungen in der Wassernutzung u.a. In den USA werden jedes Jahr Milliarden von Dollar ausgegeben, um den Wirkungen von Neophyten zu begegnen und sie in Grenzen zu halten. Zerstörungen durch Waldbrände, Dürren, Insektenplagen und Krankheiten begünstigen in der Regel das Vordringen von Neophyten. Der Klimawandel fördert in vielen Fällen das Überleben der eingeschleppten Arten und wird nach Modellberechnungen ihre Ausbreitung nach Norden ermöglichen.<ref name="Vose 2012" />

= Einzelnachweise =
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Niederschlag_Nordamerika_rcp85_diff2_Frühling.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Regionaldaten zu Nordamerika'''] eigene Karten erzeugen:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].
Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

= Lizenzhinweis =
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Nordamerika
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Nordamerika
|beeinflusst von=Dürren in den USA
|beeinflusst von=Hitzewellen in Nordamerika
|beeinflusst von=Wasserprobleme und Klimawandel in den USA
|Umfasst=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Datei:Niederschlag Nordamerika rcp85 diff2 Frühling.png

2017-11-13T08:27:12Z

Anne Felsberg:

Veränderungen des Niederschlags in Nordamerika im Frühling für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

MediaWiki:Licenses

2017-11-13T08:25:48Z

Anne Felsberg:

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

MediaWiki:Licenses

2017-11-13T08:25:15Z

Anne Felsberg: Die Seite wurde neu angelegt: „-==Lizenzhinweis== {| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;" | Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die D…“

-==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Datenquelle: Zur Verfügung gestellt werden die Daten über das [https://esgf-data.dkrz.de/projects/esgf-dkrz/ Portal der Earth System Grid Federation], geplottet mit Panoply
|}

Datei:Niederschlag Nordamerika rcp85 diff2 Frühling.png

2017-11-13T08:23:27Z

Anne Felsberg: Veränderungen des Niederschlags in Nordamerika im Frühling für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

Veränderungen des Niederschlags in Nordamerika im Frühling für den Zeitraum 2071-2100 minus 1971-2000 nach dem Szenario RCP8.5.

Wälder im Klimawandel: Nordamerika

2017-11-13T00:53:43Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Temp Wald.jpg|thumb|540px|Wald in Oregon, USA]]
[[Bild:USA Biomasse.jpg|thumb|540px|Oberirdische Holz-Biomasse (~Verbreitungsgebiet von Wäldern) in den USA in t pro ha]]
= Wälder in den USA =

Die Waldgebiete der USA umfassen gegenwärtig 303 Millionen ha, was etwa einem Drittel der Fläche der USA und 8 % der globalen Waldgebiete entspricht.<ref name="Vose 2012">Vose, James M.; Peterson, David L.; Patel-Weynand, Toral, eds. (2012): [http://www.usda.gov/oce/climate_change/effects_2012/FS_Climate1114%20opt.pdf Effects of climatic variability and change on forest ecosystems: a comprehensive science synthesis for the U.S. forest sector.] Gen. Tech. Rep. PNW-GTR-870. Portland, OR: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station</ref> Vor der Besiedlung durch die Europäer war etwa die Hälfte des Gebietes der heutigen USA mit schätzungsweise 400 Millionen ha Wald bedeckt. Damals gab es ausgedehnte Wälder vor allem im Osten, die mehr und mehr in Ackerland umgewandelt wurden. Seit 1920 gab es dann kaum noch Rodungen, und die Waldfläche insgesamt ist seitdem konstant geblieben. In den östlichen USA kam es sogar zur Wiederbewaldung, da der Boden sich für die landwirtschaftliche Nutzung vielfach als nicht geeignet erwies. In jüngster Zeit, d.h. seit den 1990er Jahren, übertraf auch im Westen der Waldzuwachs die Entnahme von Holz.<ref name=Kohnle 2011">Kohnle, U. (2011): [http://www.waldwissen.net/lernen/weltforstwirtschaft/fva_usa_forstwirtschaft/index_DE Wald und Forstwirtschaft in den USA]</ref>

Wälder waren in den USA schon immer ein wichtiger ökonomischer Faktor. 56 % der Wälder sind daher in Privatbesitz, der Rest in öffentlicher Hand. Bei öffentlichen Wäldern spielen in der Regel Aspekte wie der Schutz von Wildtieren und von Wasserreservoiren sowie die Bewahrung touristischer Erholungsgebiete eine wichtige Rolle. Bei privaten Wäldern steht die ökonomische Nutzung an erster Stelle. Entsprechend sind Wälder in staatlicher oder kommunaler Hand meistens artenreicher, besitzen mehr Biomasse und werden besser gepflegt als private Wälder.<ref name="Joyce 2014">Joyce, L. A., S. W. Running, D. D. Breshears, V. H. Dale, R. W. Malmsheimer, R. N. Sampson, B. Sohngen, and C. W. Woodall (2014): [http://nca2014.globalchange.gov/system/files_force/downloads/low/NCA3_Full_Report_07_Forestry_LowRes.pdf Ch. 7: Forests. Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment], J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 175-194. doi:10.7930/J0Z60KZC</ref> Bei der Verteilung von Laub- und Nadelbäumen ist der Osten vor allem durch Laubbäume, der Westen durch Nadelwald geprägt.

Wälder tragen in den USA erheblich zum Klimaschutz bei, indem sie eine wichtige nationale [[Kohlenstoffkreislauf|Senke von Kohlenstoff]] bilden. So nahmen z.B. im Jahre 2011 die Waldökosysteme der USA und die damit verbundene Holzindustrie 16 % des [[Kohlendioxid]]s auf, das durch die Nutzung von fossilen Brennstoffen in den USA emittiert wurde. Zunehmend wird auch in der Öffentlichkeit die wichtige Rolle der Wälder beim Kohlenstoff-Management wahrgenommen.<ref name="Joyce 2014" />

== Klimaänderungen ==
* Hauptartikel: [[Klimaänderungen in Nordamerika]], [[Klimaprojektionen Nordamerika]]
In den letzten 100 Jahren hat sich das Klima in den USA erwärmt, allerdings regional sehr verschieden. Die südöstlichen USA haben sich sogar um 0,7 °C leicht abgekühlt, während in Alaska mit 4,5 °C die Temperaturen am stärksten gestiegen sind. Große Teile der nördlichen und westlichen USA haben sich um 1,5 °C erwärmt. Im 21. Jahrhundert wird sich die USA nach [[Klimamodelle|Modellprojektionen]] im Mittel je nach Szenario um 1-5 °C erwärmen. Dabei wird die Anzahl der Tage mit einer Maximumtemperatur von über 35 °C, an denen die Wahrscheinlichkeit von [[Hitzewellen]] sehr hoch ist, während dieses Jahrhunderts deutlich zunehmen. Die Hitzewellen selbst werden entsprechend länger ausfallen. So wird nach Modellberechnungen die durchschnittliche Länge der längsten Hitzewelle des Jahres im Südwesten der USA um 20 und mehr Tage länger sein als heute. Die Niederschläge werden im Südwesten um 6-12 % abnehmen, in den nördlichen Staaten um 6-10 % zunehmen.<ref name="Vose 2012" />

== Direkte Folgen des Klimawandels ==

Gegenwärtig wirken sich höhere Temperaturen und der höhere [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre]] auf einige Wälder der USA förderlich aus. In Gebieten, in denen das Baumwachstum durch niedrige Temperaturen und eine kurze Wachstumsperiode begrenzt sind, zeigt sich ein leichtes Wachstum der Wälder von unter 1 % pro Jahrzehnt. Satellitenbilder dokumentieren eine Verlängerung der Wachstumsperiode in den letzten 30 Jahren. Die Vorteile durch einen früheren Frühling können jedoch in manchen Regionen durch Sommertrockenheit zunichte gemacht werden.<ref name="Joyce 2014" />

Am Ende des 21. Jahrhunderts setzt die Schneeschmelze in den Rocky Mountains möglicherweise einen Monat früher ein. Der Stress durch [[Dürren in den USA|Trockenheit]] im Sommer könnte sich jedoch um zwei Monate verlängern. In den östlichen USA könnten ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt und höhere Temperaturen das Wachstum der Wälder und die Speicherung von CO<sub>2</sub> verstärken, falls genügend Wasser zur Verfügung steht. Trotz der gegenwärtigen leichten Zunahme des Baumwachstums wird erwartet, dass die Kohlenstoffspeicherung sich in Zukunft durch die Stressfaktoren des Klimawandels verringern wird, was besonders für die dürregefährdeten westlichen Wälder gilt.<ref name="Joyce 2014" />

== Indirekte Gefährdungen durch den Klimawandel ==

[[Waldbrände]], Insektenplagen, Krankheiten und invasive Arten sind die wichtigsten Gefährdungen der US-amerikanischen Wälder. Sie sind stark von den klimatischen Verhältnissen wie höhere Temperaturen, [[Dürren]] und Wassermangel und deren Veränderungen abhängig. Die verschiedenen Bedrohungen wie z.B. Dürren, Wassermangel, höhere Temperaturen, Krankheiten und Schädlinge stehen oft miteinander in Wechselwirkung. Dennoch gibt es regionale Unterschiede. So sind im Westen die Zerstörungen von Wäldern stark an die steigenden Temperaturen und den damit steigenden Wasserbedarf gebunden. Im Osten der USA spielt die Luftverschmutzung eine größere Rolle. Aber auch hier ist die Klimaerwärmung ein Problem.<ref name="Joyce 2014" />

=== Feuer ===

Waldbrände werden vor allem vom Klima und Menge und Art des brennbaren Materials bestimmt. Das Brennmaterial ist stark von der früheren und gegenwärtigen Landnutzung abhängig, z.B. von der Holzernte, der Brandbekämpfung etc., die je nach Region allerdings zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. So hat z.B. im trockenen Südwesten die Entfernung von feinem Brennmaterial durch Viehweide und Maßnahmen zur Brandbekämpfung die Anzahl der Bäume und damit auch die Menge an Brennmaterial erhöht, mit dem Ergebnis von größeren Bränden. In feuchteren Gebieten wie im maritimen Nordwesten haben dieselben Maßnahmen die Art der Waldbrände kaum verändert.<ref name="Vose 2012" />

Andererseits sind die Wetterverhältnisse immer noch die wichtigsten Voraussetzungen für das Ausbrechen von Waldbränden. Trockenheit und höhere Temperaturen sind die grundlegenden Bedingungen für Umfang und Dauer großer Brände. Der Klimawandel wird daher einen deutlichen Einfluss auf die Waldbrände in den USA haben. So ergaben Modellberechnungen, dass die jährlich von Waldbränden betroffenen Gebiete sich bis Ende dieses Jahrhunderts um weniger als 100 % bis mehr als 500 % ausdehnen werden, je nach Region und Klimaszenario.<ref name="Vose 2012" />
[[Bild:USA Bergkiefernkäferbefall.jpg|thumb|450px|Befall von Küstenkiefern durch Bergkiefernkäfer in Prince George (British Columbia, Kanada)]]
=== Insekten und Krankheiten ===

Die größte Gefahr für die Wälder der USA im Rahmen des Klimawandels geht allerdings von Insekten und Krankheiten aus, die schon heute größere Gebiete betreffen und höhere ökonomische Kosten verursachen als alle anderen Faktoren. Höhere Temperaturen werden Insekten wie Krankheitserreger in ihrer Verbreitung und Aktivitäten begünstigen. Schon jetzt zeigen sich stärkere Schäden durch Insekten und hier besonders durch den Borkenkäfer als noch vor 10 Jahren prognostiziert. Die gegenwärtige und für die Zukunft angenommene Temperatursteigerung wird die Sterblichkeit von Insekten im Winter reduzieren und ihre Verbreitungsgebiete nach Norden ausdehnen. Zugleich wird die Entwicklungsrate von Insekten und Krankheitserregern während der Wachstumszeit beschleunigt. Weitere klimatische Änderungen wie z.B. eine größere Trockenheit können bei bestimmten Bäumen die Resistenz gegen Insekten schwächen.<ref name="Vose 2012" />

Ein besonderes Problem stellt der Borkenkäfer dar. Zahlreiche Arten dieses Käfers befallen schon heute Millionen von ha Nadelwald besonders in den westlichen USA und haben besonders in den frühen 2000er Jahren große Schäden angerichtet. Dabei hat die zunehmende Temperatur eine wichtige Rolle gespielt, indem sie z.B. die Verbreitungsgebiete bestimmter Arten in die Höhe und nach Norden ausgedehnt hat. So findet sich ein ursprünglich mexikanischer Borkenkäfer bereits im Südwesten der USA. Eine besondere Plage ist der Bergkiefernkäfer (engl. Mountain pine beetle), der zahlreiche Kiefernarten im Westen der USA befallen hat. Untersuchungen haben höhere Temperaturen und größere Trockenheit als wichtige klimatische Ursache für die Verbreitung des Bergkiefernkäfers festgestellt. Halten die gegenwärtigen Klimaänderungen an, werden durch eine zunehmende Ausbreitung dieser Borkenkäferart weitere umfangreiche Schäden für den Kiefernbestand erwartet.<ref name="Vose 2012" />

=== Invasive Arten ===

Ein Problem für den Waldbestand können auch invasive Arten bzw. Neophyten sein. In den Ökosystemen der USA gibt es schätzungsweise 5000 nichtheimische Arten. So sind die in Europa heimischen Flockenblumen in den USA ein Neophyt, der auch in den Wäldern im Westen eine Plage ist. Die Wirkung invasiver Pflanzen kann sehr verschieden sein. Im allgemeinen haben sie eine Reduzierung der heimischen Biodiversität zur Folge, Veränderungen im biogeochemischen Zyklus, Änderungen in der Wassernutzung u.a. In den USA werden jedes Jahr Milliarden von Dollar ausgegeben, um den Wirkungen von Neophyten zu begegnen und sie in Grenzen zu halten. Zerstörungen durch Waldbrände, Dürren, Insektenplagen und Krankheiten begünstigen in der Regel das Vordringen von Neophyten. Der Klimawandel fördert in vielen Fällen das Überleben der eingeschleppten Arten und wird nach Modellberechnungen ihre Ausbreitung nach Norden ermöglichen.<ref name="Vose 2012" />

= Einzelnachweise =
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Regionaldaten zu Nordamerika'''] eigene Karten erzeugen:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].
Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

= Lizenzhinweis =
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Nordamerika
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Nordamerika
|beeinflusst von=Dürren in den USA
|beeinflusst von=Hitzewellen in Nordamerika
|beeinflusst von=Wasserprobleme und Klimawandel in den USA
|Umfasst=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel: Europa

2017-11-13T00:50:03Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Europa klimazonen.jpg|thumb|450px|Klimazonen in Europa (z.T. an Ländergrenzen orientiert)]]
== Europäische Wälder im Klimawandel ==

Wälder sind nicht zuletzt wegen der langen Lebensdauer der Bäume besonders sensitiv gegenüber dem Klimawandel. In Europa hat die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle 2003]] die Auswirkungen von wärmeren Verhältnissen auch auf die europäischen Wälder drastisch vor Augen geführt. So verringerte sich die Brutto-Produktivität bei allen europäischen Ökosystemen, die sich von einer Kohlenstoffsenke zu einer ungewöhnlichen Quelle von CO<sub>2</sub> wandelten, um 30 %.<ref>Ciais, Ph., et al. (2005): Europe-wide reduction in primary productivity caused by the heat and drought in 2003, Nature 437, 529-533</ref> Hitzewellen und [[Dürren]] werden durch den Klimawandel an Intensität und Häufigkeit vor allem in Mittel- und Südeuropa deutlich zunehmen. Auch [[Außertropische Stürme|Stürme]] haben in der jüngsten Vergangenheit große Schäden an Wäldern angerichtet und die Brutto-Produktivität in bestimmten Regionen ebenfalls deutlich reduziert.<ref>Lindroth, A., et al. (2009): Storms can cause Europe-wide reduction in forest carbon sink, Global Change Biology 15, 346–355</ref> Sie werden in Stärke und Häufigkeit allerdings künftig eher geringfügig zunehmen.

Jüngste Szenarienrechnungen zeigen, dass bis 2100 die Temperaturen zwischen 2 °C in Irland und 3 °C in Mitteleuropa bis 4-5 °C im nördlichen Skandinavien und Teilen des Mittelmeergebietes steigen könnten.<ref name="Lindner" /> Entsprechend den unterschiedlichen Änderungen des Klimas in den verschiedenen Klimazonen Europas werden auch die Wälder unterschiedlich reagieren.

== Bisherige Entwicklung ==
In den frühen 1980ern bestand weitgehende Einigkeit über eine weitreichenden Rückgang des europäischen Waldwachstums durch Luftschadstoffe, insbesondere durch die Versauerung des Bodens durch Schwefeldioxid und Stickstoffoxid. Die Schlagworte vom sauren Regen und Waldsterben bestimmten sogar die Schlagzeilen in den Medien. In den 1990er Jahren setzte sich die entgegengesetzte Auffassung durch. Bei zahlreichen Kiefern, Fichten und Buchen konnte ein Höhenwachstum von 25 % in den davor liegenden 40 Jahren beobachtet werden.

Aktuelle Untersuchungen über verschiedene Baumarten in zahlreichen europäischen Ländern von Spanien über Deutschland bis Finnland zeigen, dass das Waldwachstum primär auf zwei Gründe zurückzuführen ist:<ref>Solberg, S., et al. (2009):
Analyses of the impact of changes in atmospheric deposition and climate on forest growth in European monitoring plots: A stand growth approach, Forest Ecology and Management 258, 1735–1750</ref>
# auf eine erhöhte Stickstoffaufnahme,
# auf den durch den Klimawandel bedingten Temperaturanstieg.
Gegenüber der vorindustriellen Zeit hat sich die Stickstoffablagerung in Europa gegen Ende des 20. Jahrhunderts verdreifacht. Pro kg Stickstoffaufnahme wurde eine Zunahme der Produktivität des Waldbestandes um 1-1,9 % pro Jahr festgestellt, was ungefähr 19 kg zusätzlich gebundenem Kohlenstoff entspricht. Die Abhängigkeit des Wachstums vom Temperaturanstieg ist schwieriger zu bestimmen. Hier gibt es große regionale Unterschiede, die auch noch je nach Standort variieren. Wahrscheinlich hat das Wachstum von Stamm und Baumhöhe in den letzten Jahrzehnten bei einer Erwärmung um 1 °C in der Hauptwachstumsperiode von Mai bis August um 10 % zugenommen. Das gilt allerdings nicht für Europa südlich des 52. Breitengrades, wo aufgrund von zunehmender Trockenheit das Wachstum bei den meisten Baumarten zurückging. Eichen zeigten sich allerdings verhältnismäßig widerständig gegen Trockenheit.

== Projektionen ==

=== Boreale Zone (Skandinavien) ===

In Skandinavien wird eine Temperatursteigerung bis 2100 um 3,5-5 °C erwartet, wobei die Erwärmung im Winter mit 4-7 °C deutlich höher ausfallen wird als im Sommer mit 3-4 °C. Außerdem wird damit gerechnet, dass die Niederschläge um 40 % zunehmen werden, wiederum vor allem im Winter.<ref name="Lindner">Lindner, M., et al. (2010): Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems, Forest Ecology and Management 259, 698–709</ref>

Die Erhöhung der Temperatur wird die Wachstumszeit für Bäume deutlich verlängern und die Verrottung von organischem Material erhöhen. Das führt zu einem verstärkten Wachstum der Wälder und damit auch zu einer höheren CO<sub>2</sub>-Aufnahme. Wahrscheinlich wird sich auch die Artenzusammensetzung ändern, indem Laubbäume weiter nach Norden und die Baumvegetation in Tundragebiete vordringen werden. Im südlichen Skandinavien kann es jedoch Einschränkungen durch geringere Niederschläge im Sommer geben. Auch andere Probleme durch den Klimawandel sind denkbar: Mildere Winter können die Winterhärtung der Bäume abschwächen. Viele Insektenarten, die heute in Skandinavien nicht vorkommen, könnten sich nach Norden ausbreiten. (Vgl. hierzu auch: [[Insektenbefall von Wäldern (einfach)]].) So könnte der Schwammspinner, eine Schmetterlingsart, deren Raupen starke Blattschädlinge sind, seinen Lebensraum weiter nach Norden verlegen. Auch Pilzkrankheiten könnten sich durch höhere Temperaturen stärker ausbreiten.<ref name="Lindner" />

=== Gemäßigt maritimes Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur wird in Westeuropa und dem westlichen Mitteleuropa um ca. 2,5 bis 3,5 °C zunehmen, in Irland und Großbritannien mit 2-3 °C etwas weniger. Die Sommer werden wahrscheinlich trockener und heißer mit Temperaturzunahmen um bis zu 4 °C. Im nördlichen und westlichen Teil wird es insgesamt ausreichende Niederschläge geben, im südlichen und östlichen Teil können Dürren mit Wasserknappheit auftreten.<ref name="Lindner" />

Bei ausreichender Wasserverfügbarkeit wird die Temperaturerhöhung positive Effekte auf das Wachstum haben, in den trockeneren Gebieten allerdings eher negative Folgen. Dennoch könnte es selbst in der atlantischen Region zu einer Verringerung der Artenzahl kommen. Heimische Nadelbäume werden möglicherweise durch Laubbäume ersetzt, die an die neuen Verhältnisse besser angepasst sind. Das größte Problem für die Wälder in der gesamten Region werden aber wahrscheinlich Zerstörungen durch Sturmereignisse und Beeinträchtigungen durch Schadinsekten und Krankheiten sein. Bei höheren Temperaturen und geringeren Niederschlägen haben zahlreiche Insekten bessere Entwicklungsmöglichkeiten. Auch die verlängerte Vegetationsperiode kann z.B. bei Borkenkäfern eine zusätzliche Generation ermöglichen und damit die Population deutlich erhöhen.

=== Gemäßigt kontinentales Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur im östlichen Mittel- und Osteuropa wird bis zum Ende des Jahrhunderts wahrscheinlich um 3-4 °C, in der Schwarzmeer-Region auch bis 4,5 °C zunehmen. Die jährlichen Niederschläge werden etwas zunehmen, allerdings vor allem im Winter, während die Sommerniederschläge abnehmen werden.<ref name="Lindner" />

Entscheidend für die Entwicklung der Wälder wird die Wasserverfügbarkeit sein. Bei starken regionalen Unterschieden werden die Wachstumsbedingungen durch geringeren Niederschlag im Sommer stark eingeschränkt. Dadurch und durch höhere Wintertemperaturen wird es möglicherweise zu einem erhöhten Schädlingsbefall kommen. Der Borkenkäfer könnte aufgrund der milderen Winter eine zweite oder sogar dritte Generation ausbilden. Möglicherweise zunehmende Zerstörungen durch Waldbrände und Sturmschäden werden die Entwicklung von Schadinsekten vielfach begünstigen.

Aufgrund der Wasserbegrenzung wird die Produktivität von Nadelbäumen im kontinentalen Europa wahrscheinlich abnehmen. Die Aufnahme von Kohlendioxid könnte zunächst zunehmen. Es wird jedoch erwartet, dass gegen Ende des Jahrhunderts die Wälder dieser Region zu CO<sub>2</sub>-Quellen werden.

=== Mediterranes Klima ===

Im Mittelmeerraum wird mit einer Temperaturzunahme im Jahresmittel um 3-4 °C gerechnet, wobei die Unterschiede zwischen Sommer mit 4-5 °C und Winter mit 2-3 °C verhältnismäßig groß sind. Sehr problematisch werden sich wahrscheinlich die Niederschläge entwickeln. Im Jahresmittel werden sie bis zu 20 % zurückgehen, mit einer leichten Zunahme im Winter, aber mit Rückgängen bis zu 50 % im Sommer. Die Folgen werden Hitzewellen und Dürren sein. Aber auch mit einer Zunahme von Starkregenereignissen ist zu rechnen.<ref name="Lindner" />

Insgesamt wird damit gerechnet, dass vor allem durch heiße Perioden und Trockenheit das Wachstum der Wälder im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Schon in den letzten 50 Jahren konnte in den höheren Lagen der Pyrenäen bei einer Temperatursteigerung um 1,5 °C ein Rückgang der Buche und ihre schrittweise Verdrängung durch die Steineiche beobachtet werden. Auch in anderen Regionen wurde die Buche durch länger anhaltende Dürren stark in Mitleidenschaft gezogen. Hinzu kommt die Bedrohung durch Waldbrände, die künftig weiter zunehmen werden und die nicht nur den Wald unmittelbar zerstören, sondern auch zu einer Erosion und Austrocknung des Bodens beitragen.

Es wird damit gerechnet, dass durch die klimatischen Effekte die Holzproduktion im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Der zunehmende CO<sub>2</sub>-Gehalt wird das wahrscheinlich nicht kompensieren können, besonders dann nicht, wenn sich die Prognosen über zunehmende Waldbrände und Dürren bewahrheiten werden. In wenigen Jahrzehnten kann es zu einem Verlust an Artenvielfalt einer eher negativen Veränderung der Artenzusammensetzung der mediterranen Wälder kommen.<ref name="Lindner" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Regionaldaten zu Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Umfasst räumlich=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Waldbrände in hohen Breiten
|Umfasst Prozess=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaprojektionen Europa, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel: Europa

2017-11-13T00:48:35Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Europa klimazonen.jpg|thumb|450px|Klimazonen in Europa (z.T. an Ländergrenzen orientiert)]]
== Europäische Wälder im Klimawandel ==

Wälder sind nicht zuletzt wegen der langen Lebensdauer der Bäume besonders sensitiv gegenüber dem Klimawandel. In Europa hat die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle 2003]] die Auswirkungen von wärmeren Verhältnissen auch auf die europäischen Wälder drastisch vor Augen geführt. So verringerte sich die Brutto-Produktivität bei allen europäischen Ökosystemen, die sich von einer Kohlenstoffsenke zu einer ungewöhnlichen Quelle von CO<sub>2</sub> wandelten, um 30 %.<ref>Ciais, Ph., et al. (2005): Europe-wide reduction in primary productivity caused by the heat and drought in 2003, Nature 437, 529-533</ref> Hitzewellen und [[Dürren]] werden durch den Klimawandel an Intensität und Häufigkeit vor allem in Mittel- und Südeuropa deutlich zunehmen. Auch [[Außertropische Stürme|Stürme]] haben in der jüngsten Vergangenheit große Schäden an Wäldern angerichtet und die Brutto-Produktivität in bestimmten Regionen ebenfalls deutlich reduziert.<ref>Lindroth, A., et al. (2009): Storms can cause Europe-wide reduction in forest carbon sink, Global Change Biology 15, 346–355</ref> Sie werden in Stärke und Häufigkeit allerdings künftig eher geringfügig zunehmen.

Jüngste Szenarienrechnungen zeigen, dass bis 2100 die Temperaturen zwischen 2 °C in Irland und 3 °C in Mitteleuropa bis 4-5 °C im nördlichen Skandinavien und Teilen des Mittelmeergebietes steigen könnten.<ref name="Lindner" /> Entsprechend den unterschiedlichen Änderungen des Klimas in den verschiedenen Klimazonen Europas werden auch die Wälder unterschiedlich reagieren.

== Bisherige Entwicklung ==
In den frühen 1980ern bestand weitgehende Einigkeit über eine weitreichenden Rückgang des europäischen Waldwachstums durch Luftschadstoffe, insbesondere durch die Versauerung des Bodens durch Schwefeldioxid und Stickstoffoxid. Die Schlagworte vom sauren Regen und Waldsterben bestimmten sogar die Schlagzeilen in den Medien. In den 1990er Jahren setzte sich die entgegengesetzte Auffassung durch. Bei zahlreichen Kiefern, Fichten und Buchen konnte ein Höhenwachstum von 25 % in den davor liegenden 40 Jahren beobachtet werden.

Aktuelle Untersuchungen über verschiedene Baumarten in zahlreichen europäischen Ländern von Spanien über Deutschland bis Finnland zeigen, dass das Waldwachstum primär auf zwei Gründe zurückzuführen ist:<ref>Solberg, S., et al. (2009):
Analyses of the impact of changes in atmospheric deposition and climate on forest growth in European monitoring plots: A stand growth approach, Forest Ecology and Management 258, 1735–1750</ref>
# auf eine erhöhte Stickstoffaufnahme,
# auf den durch den Klimawandel bedingten Temperaturanstieg.
Gegenüber der vorindustriellen Zeit hat sich die Stickstoffablagerung in Europa gegen Ende des 20. Jahrhunderts verdreifacht. Pro kg Stickstoffaufnahme wurde eine Zunahme der Produktivität des Waldbestandes um 1-1,9 % pro Jahr festgestellt, was ungefähr 19 kg zusätzlich gebundenem Kohlenstoff entspricht. Die Abhängigkeit des Wachstums vom Temperaturanstieg ist schwieriger zu bestimmen. Hier gibt es große regionale Unterschiede, die auch noch je nach Standort variieren. Wahrscheinlich hat das Wachstum von Stamm und Baumhöhe in den letzten Jahrzehnten bei einer Erwärmung um 1 °C in der Hauptwachstumsperiode von Mai bis August um 10 % zugenommen. Das gilt allerdings nicht für Europa südlich des 52. Breitengrades, wo aufgrund von zunehmender Trockenheit das Wachstum bei den meisten Baumarten zurückging. Eichen zeigten sich allerdings verhältnismäßig widerständig gegen Trockenheit.

== Projektionen ==

=== Boreale Zone (Skandinavien) ===

In Skandinavien wird eine Temperatursteigerung bis 2100 um 3,5-5 °C erwartet, wobei die Erwärmung im Winter mit 4-7 °C deutlich höher ausfallen wird als im Sommer mit 3-4 °C. Außerdem wird damit gerechnet, dass die Niederschläge um 40 % zunehmen werden, wiederum vor allem im Winter.<ref name="Lindner">Lindner, M., et al. (2010): Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems, Forest Ecology and Management 259, 698–709</ref>

Die Erhöhung der Temperatur wird die Wachstumszeit für Bäume deutlich verlängern und die Verrottung von organischem Material erhöhen. Das führt zu einem verstärkten Wachstum der Wälder und damit auch zu einer höheren CO<sub>2</sub>-Aufnahme. Wahrscheinlich wird sich auch die Artenzusammensetzung ändern, indem Laubbäume weiter nach Norden und die Baumvegetation in Tundragebiete vordringen werden. Im südlichen Skandinavien kann es jedoch Einschränkungen durch geringere Niederschläge im Sommer geben. Auch andere Probleme durch den Klimawandel sind denkbar: Mildere Winter können die Winterhärtung der Bäume abschwächen. Viele Insektenarten, die heute in Skandinavien nicht vorkommen, könnten sich nach Norden ausbreiten. (Vgl. hierzu auch: [[Insektenbefall von Wäldern (einfach)]].) So könnte der Schwammspinner, eine Schmetterlingsart, deren Raupen starke Blattschädlinge sind, seinen Lebensraum weiter nach Norden verlegen. Auch Pilzkrankheiten könnten sich durch höhere Temperaturen stärker ausbreiten.<ref name="Lindner" />

=== Gemäßigt maritimes Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur wird in Westeuropa und dem westlichen Mitteleuropa um ca. 2,5 bis 3,5 °C zunehmen, in Irland und Großbritannien mit 2-3 °C etwas weniger. Die Sommer werden wahrscheinlich trockener und heißer mit Temperaturzunahmen um bis zu 4 °C. Im nördlichen und westlichen Teil wird es insgesamt ausreichende Niederschläge geben, im südlichen und östlichen Teil können Dürren mit Wasserknappheit auftreten.<ref name="Lindner" />

Bei ausreichender Wasserverfügbarkeit wird die Temperaturerhöhung positive Effekte auf das Wachstum haben, in den trockeneren Gebieten allerdings eher negative Folgen. Dennoch könnte es selbst in der atlantischen Region zu einer Verringerung der Artenzahl kommen. Heimische Nadelbäume werden möglicherweise durch Laubbäume ersetzt, die an die neuen Verhältnisse besser angepasst sind. Das größte Problem für die Wälder in der gesamten Region werden aber wahrscheinlich Zerstörungen durch Sturmereignisse und Beeinträchtigungen durch Schadinsekten und Krankheiten sein. Bei höheren Temperaturen und geringeren Niederschlägen haben zahlreiche Insekten bessere Entwicklungsmöglichkeiten. Auch die verlängerte Vegetationsperiode kann z.B. bei Borkenkäfern eine zusätzliche Generation ermöglichen und damit die Population deutlich erhöhen.

=== Gemäßigt kontinentales Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur im östlichen Mittel- und Osteuropa wird bis zum Ende des Jahrhunderts wahrscheinlich um 3-4 °C, in der Schwarzmeer-Region auch bis 4,5 °C zunehmen. Die jährlichen Niederschläge werden etwas zunehmen, allerdings vor allem im Winter, während die Sommerniederschläge abnehmen werden.<ref name="Lindner" />

Entscheidend für die Entwicklung der Wälder wird die Wasserverfügbarkeit sein. Bei starken regionalen Unterschieden werden die Wachstumsbedingungen durch geringeren Niederschlag im Sommer stark eingeschränkt. Dadurch und durch höhere Wintertemperaturen wird es möglicherweise zu einem erhöhten Schädlingsbefall kommen. Der Borkenkäfer könnte aufgrund der milderen Winter eine zweite oder sogar dritte Generation ausbilden. Möglicherweise zunehmende Zerstörungen durch Waldbrände und Sturmschäden werden die Entwicklung von Schadinsekten vielfach begünstigen.

Aufgrund der Wasserbegrenzung wird die Produktivität von Nadelbäumen im kontinentalen Europa wahrscheinlich abnehmen. Die Aufnahme von Kohlendioxid könnte zunächst zunehmen. Es wird jedoch erwartet, dass gegen Ende des Jahrhunderts die Wälder dieser Region zu CO<sub>2</sub>-Quellen werden.

=== Mediterranes Klima ===

Im Mittelmeerraum wird mit einer Temperaturzunahme im Jahresmittel um 3-4 °C gerechnet, wobei die Unterschiede zwischen Sommer mit 4-5 °C und Winter mit 2-3 °C verhältnismäßig groß sind. Sehr problematisch werden sich wahrscheinlich die Niederschläge entwickeln. Im Jahresmittel werden sie bis zu 20 % zurückgehen, mit einer leichten Zunahme im Winter, aber mit Rückgängen bis zu 50 % im Sommer. Die Folgen werden Hitzewellen und Dürren sein. Aber auch mit einer Zunahme von Starkregenereignissen ist zu rechnen.<ref name="Lindner" />

Insgesamt wird damit gerechnet, dass vor allem durch heiße Perioden und Trockenheit das Wachstum der Wälder im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Schon in den letzten 50 Jahren konnte in den höheren Lagen der Pyrenäen bei einer Temperatursteigerung um 1,5 °C ein Rückgang der Buche und ihre schrittweise Verdrängung durch die Steineiche beobachtet werden. Auch in anderen Regionen wurde die Buche durch länger anhaltende Dürren stark in Mitleidenschaft gezogen. Hinzu kommt die Bedrohung durch Waldbrände, die künftig weiter zunehmen werden und die nicht nur den Wald unmittelbar zerstören, sondern auch zu einer Erosion und Austrocknung des Bodens beitragen.

Es wird damit gerechnet, dass durch die klimatischen Effekte die Holzproduktion im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Der zunehmende CO<sub>2</sub>-Gehalt wird das wahrscheinlich nicht kompensieren können, besonders dann nicht, wenn sich die Prognosen über zunehmende Waldbrände und Dürren bewahrheiten werden. In wenigen Jahrzehnten kann es zu einem Verlust an Artenvielfalt einer eher negativen Veränderung der Artenzusammensetzung der mediterranen Wälder kommen.<ref name="Lindner" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Umfasst räumlich=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Waldbrände in hohen Breiten
|Umfasst Prozess=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaprojektionen Europa, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel: Europa

2017-11-13T00:47:55Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Europa klimazonen.jpg|thumb|450px|Klimazonen in Europa (z.T. an Ländergrenzen orientiert)]]
== Europäische Wälder im Klimawandel ==

Wälder sind nicht zuletzt wegen der langen Lebensdauer der Bäume besonders sensitiv gegenüber dem Klimawandel. In Europa hat die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle 2003]] die Auswirkungen von wärmeren Verhältnissen auch auf die europäischen Wälder drastisch vor Augen geführt. So verringerte sich die Brutto-Produktivität bei allen europäischen Ökosystemen, die sich von einer Kohlenstoffsenke zu einer ungewöhnlichen Quelle von CO<sub>2</sub> wandelten, um 30 %.<ref>Ciais, Ph., et al. (2005): Europe-wide reduction in primary productivity caused by the heat and drought in 2003, Nature 437, 529-533</ref> Hitzewellen und [[Dürren]] werden durch den Klimawandel an Intensität und Häufigkeit vor allem in Mittel- und Südeuropa deutlich zunehmen. Auch [[Außertropische Stürme|Stürme]] haben in der jüngsten Vergangenheit große Schäden an Wäldern angerichtet und die Brutto-Produktivität in bestimmten Regionen ebenfalls deutlich reduziert.<ref>Lindroth, A., et al. (2009): Storms can cause Europe-wide reduction in forest carbon sink, Global Change Biology 15, 346–355</ref> Sie werden in Stärke und Häufigkeit allerdings künftig eher geringfügig zunehmen.

Jüngste Szenarienrechnungen zeigen, dass bis 2100 die Temperaturen zwischen 2 °C in Irland und 3 °C in Mitteleuropa bis 4-5 °C im nördlichen Skandinavien und Teilen des Mittelmeergebietes steigen könnten.<ref name="Lindner" /> Entsprechend den unterschiedlichen Änderungen des Klimas in den verschiedenen Klimazonen Europas werden auch die Wälder unterschiedlich reagieren.

== Bisherige Entwicklung ==
In den frühen 1980ern bestand weitgehende Einigkeit über eine weitreichenden Rückgang des europäischen Waldwachstums durch Luftschadstoffe, insbesondere durch die Versauerung des Bodens durch Schwefeldioxid und Stickstoffoxid. Die Schlagworte vom sauren Regen und Waldsterben bestimmten sogar die Schlagzeilen in den Medien. In den 1990er Jahren setzte sich die entgegengesetzte Auffassung durch. Bei zahlreichen Kiefern, Fichten und Buchen konnte ein Höhenwachstum von 25 % in den davor liegenden 40 Jahren beobachtet werden.

Aktuelle Untersuchungen über verschiedene Baumarten in zahlreichen europäischen Ländern von Spanien über Deutschland bis Finnland zeigen, dass das Waldwachstum primär auf zwei Gründe zurückzuführen ist:<ref>Solberg, S., et al. (2009):
Analyses of the impact of changes in atmospheric deposition and climate on forest growth in European monitoring plots: A stand growth approach, Forest Ecology and Management 258, 1735–1750</ref>
# auf eine erhöhte Stickstoffaufnahme,
# auf den durch den Klimawandel bedingten Temperaturanstieg.
Gegenüber der vorindustriellen Zeit hat sich die Stickstoffablagerung in Europa gegen Ende des 20. Jahrhunderts verdreifacht. Pro kg Stickstoffaufnahme wurde eine Zunahme der Produktivität des Waldbestandes um 1-1,9 % pro Jahr festgestellt, was ungefähr 19 kg zusätzlich gebundenem Kohlenstoff entspricht. Die Abhängigkeit des Wachstums vom Temperaturanstieg ist schwieriger zu bestimmen. Hier gibt es große regionale Unterschiede, die auch noch je nach Standort variieren. Wahrscheinlich hat das Wachstum von Stamm und Baumhöhe in den letzten Jahrzehnten bei einer Erwärmung um 1 °C in der Hauptwachstumsperiode von Mai bis August um 10 % zugenommen. Das gilt allerdings nicht für Europa südlich des 52. Breitengrades, wo aufgrund von zunehmender Trockenheit das Wachstum bei den meisten Baumarten zurückging. Eichen zeigten sich allerdings verhältnismäßig widerständig gegen Trockenheit.

== Projektionen ==

=== Boreale Zone (Skandinavien) ===

In Skandinavien wird eine Temperatursteigerung bis 2100 um 3,5-5 °C erwartet, wobei die Erwärmung im Winter mit 4-7 °C deutlich höher ausfallen wird als im Sommer mit 3-4 °C. Außerdem wird damit gerechnet, dass die Niederschläge um 40 % zunehmen werden, wiederum vor allem im Winter.<ref name="Lindner">Lindner, M., et al. (2010): Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems, Forest Ecology and Management 259, 698–709</ref>

Die Erhöhung der Temperatur wird die Wachstumszeit für Bäume deutlich verlängern und die Verrottung von organischem Material erhöhen. Das führt zu einem verstärkten Wachstum der Wälder und damit auch zu einer höheren CO<sub>2</sub>-Aufnahme. Wahrscheinlich wird sich auch die Artenzusammensetzung ändern, indem Laubbäume weiter nach Norden und die Baumvegetation in Tundragebiete vordringen werden. Im südlichen Skandinavien kann es jedoch Einschränkungen durch geringere Niederschläge im Sommer geben. Auch andere Probleme durch den Klimawandel sind denkbar: Mildere Winter können die Winterhärtung der Bäume abschwächen. Viele Insektenarten, die heute in Skandinavien nicht vorkommen, könnten sich nach Norden ausbreiten. (Vgl. hierzu auch: [[Insektenbefall von Wäldern (einfach)]].) So könnte der Schwammspinner, eine Schmetterlingsart, deren Raupen starke Blattschädlinge sind, seinen Lebensraum weiter nach Norden verlegen. Auch Pilzkrankheiten könnten sich durch höhere Temperaturen stärker ausbreiten.<ref name="Lindner" />

=== Gemäßigt maritimes Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur wird in Westeuropa und dem westlichen Mitteleuropa um ca. 2,5 bis 3,5 °C zunehmen, in Irland und Großbritannien mit 2-3 °C etwas weniger. Die Sommer werden wahrscheinlich trockener und heißer mit Temperaturzunahmen um bis zu 4 °C. Im nördlichen und westlichen Teil wird es insgesamt ausreichende Niederschläge geben, im südlichen und östlichen Teil können Dürren mit Wasserknappheit auftreten.<ref name="Lindner" />

Bei ausreichender Wasserverfügbarkeit wird die Temperaturerhöhung positive Effekte auf das Wachstum haben, in den trockeneren Gebieten allerdings eher negative Folgen. Dennoch könnte es selbst in der atlantischen Region zu einer Verringerung der Artenzahl kommen. Heimische Nadelbäume werden möglicherweise durch Laubbäume ersetzt, die an die neuen Verhältnisse besser angepasst sind. Das größte Problem für die Wälder in der gesamten Region werden aber wahrscheinlich Zerstörungen durch Sturmereignisse und Beeinträchtigungen durch Schadinsekten und Krankheiten sein. Bei höheren Temperaturen und geringeren Niederschlägen haben zahlreiche Insekten bessere Entwicklungsmöglichkeiten. Auch die verlängerte Vegetationsperiode kann z.B. bei Borkenkäfern eine zusätzliche Generation ermöglichen und damit die Population deutlich erhöhen.

=== Gemäßigt kontinentales Klima ===

Die jährliche Mitteltemperatur im östlichen Mittel- und Osteuropa wird bis zum Ende des Jahrhunderts wahrscheinlich um 3-4 °C, in der Schwarzmeer-Region auch bis 4,5 °C zunehmen. Die jährlichen Niederschläge werden etwas zunehmen, allerdings vor allem im Winter, während die Sommerniederschläge abnehmen werden.<ref name="Lindner" />

Entscheidend für die Entwicklung der Wälder wird die Wasserverfügbarkeit sein. Bei starken regionalen Unterschieden werden die Wachstumsbedingungen durch geringeren Niederschlag im Sommer stark eingeschränkt. Dadurch und durch höhere Wintertemperaturen wird es möglicherweise zu einem erhöhten Schädlingsbefall kommen. Der Borkenkäfer könnte aufgrund der milderen Winter eine zweite oder sogar dritte Generation ausbilden. Möglicherweise zunehmende Zerstörungen durch Waldbrände und Sturmschäden werden die Entwicklung von Schadinsekten vielfach begünstigen.

Aufgrund der Wasserbegrenzung wird die Produktivität von Nadelbäumen im kontinentalen Europa wahrscheinlich abnehmen. Die Aufnahme von Kohlendioxid könnte zunächst zunehmen. Es wird jedoch erwartet, dass gegen Ende des Jahrhunderts die Wälder dieser Region zu CO<sub>2</sub>-Quellen werden.

=== Mediterranes Klima ===

Im Mittelmeerraum wird mit einer Temperaturzunahme im Jahresmittel um 3-4 °C gerechnet, wobei die Unterschiede zwischen Sommer mit 4-5 °C und Winter mit 2-3 °C verhältnismäßig groß sind. Sehr problematisch werden sich wahrscheinlich die Niederschläge entwickeln. Im Jahresmittel werden sie bis zu 20 % zurückgehen, mit einer leichten Zunahme im Winter, aber mit Rückgängen bis zu 50 % im Sommer. Die Folgen werden Hitzewellen und Dürren sein. Aber auch mit einer Zunahme von Starkregenereignissen ist zu rechnen.<ref name="Lindner" />

Insgesamt wird damit gerechnet, dass vor allem durch heiße Perioden und Trockenheit das Wachstum der Wälder im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Schon in den letzten 50 Jahren konnte in den höheren Lagen der Pyrenäen bei einer Temperatursteigerung um 1,5 °C ein Rückgang der Buche und ihre schrittweise Verdrängung durch die Steineiche beobachtet werden. Auch in anderen Regionen wurde die Buche durch länger anhaltende Dürren stark in Mitleidenschaft gezogen. Hinzu kommt die Bedrohung durch Waldbrände, die künftig weiter zunehmen werden und die nicht nur den Wald unmittelbar zerstören, sondern auch zu einer Erosion und Austrocknung des Bodens beitragen.

Es wird damit gerechnet, dass durch die klimatischen Effekte die Holzproduktion im Mittelmeerraum zurückgehen wird. Der zunehmende CO<sub>2</sub>-Gehalt wird das wahrscheinlich nicht kompensieren können, besonders dann nicht, wenn sich die Prognosen über zunehmende Waldbrände und Dürren bewahrheiten werden. In wenigen Jahrzehnten kann es zu einem Verlust an Artenvielfalt einer eher negativen Veränderung der Artenzusammensetzung der mediterranen Wälder kommen.<ref name="Lindner" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Umfasst räumlich=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Waldbrände in hohen Breiten
|Umfasst Prozess=Waldbrände im Mittelmeerraum
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaprojektionen Europa, Waldbrände, Deforestation, Landnutzung, Phänologie, Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel: Deutschland

2017-11-13T00:46:31Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Wald Schorfheide.jpg|thumb|520 px|Die Schorfheide, eines der größten zusammenhängenden Waldgebiete in Deutschland]]
== Wälder und Klima in der Gegenwart ==

Die deutschen Wälder bestehen aus Baumarten, die mehr oder weniger gut an die klimatischen Bedingungen Deutschlands angepasst sind. Großräumig ist das Auftreten einer Baumart durch verschiedene Klimaparameter wie [[Temperatur]], [[Niederschlag]], Feuchtigkeit u.a. bestimmt. Wirtschaftliche Interessen können jedoch innerhalb gewisser Schwankungsbreiten auch zur Nutzung weniger guter Standorte führen. So gibt es in Deutschland Baumarten, deren Verbreitungsschwerpunkt nicht unbedingt in mitteleuropäischen, sondern eher in submediterranen, borealen oder alpinen Regionen liegen. Die Fichte etwa bevorzugt ein trocken-kaltes bzw. feucht-kaltes Klima, wie man es in Skandinavien bzw. in den Alpen findet und ist an das warm-feuchte mitteleuropäische Klima nur begrenzt angepasst. Andererseits ist etwa die Rotbuche auf das Klima in Deutschland hervorragend eingestellt.<ref name="Kölling 2007a">C. Kölling, L. Zimmermann (2007): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/gefahrstoffe_koelling_2007_01.pdf Die Anfälligkeit der Wälder Deutschlands gegenüber dem Klimawandel], Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 67, 259-268 -
</ref>

Im Sommer werden in Deutschland die Bäume besonders durch Hitze und Trockenheit gefährdet. Dabei kann es zur Verringerung des Volumens der Zellen durch Wassermangel und zur Verlangsamung des Wachstums kommen. Besonders wenn das Wurzelwachstum aufgrund von Wassermangel eingestellt wird, kommt es zu deutlichen Trockenschäden. Bäume besitzen allerdings verschiedene Mechanismen, um sich gegen Austrocknung zu wehren. Dazu gehören die Bildung einer wachsartigen Oberfläche auf den Blättern, einer sog. Kutikula, die die Verdunstung einschränkt, die teilweise Schließung der Stomata ebenfalls zur Vermeidung von allzu großer Verdunstung, eine Veränderung der Blattstellung zur Vermeidung starker Sonnenbestrahlung etc. Wie stark Bäume durch den Klimawandel geschädigt werden, hängt nicht zuletzt von ihren gegenwärtigen Standorten ab. Sind die Bäume gegenwärtig an den Standort optimal angepasst, wird es auch durch den Klimawandel zu keinen gravierenden Schäden kommen.<ref name="Roloff">Roloff, A., B. Grundmann (2008): [http://www.wald-in-not.de/download/KLAM.pdf Klimawandel und Baumarten-Verwendung für Waldökosysteme], TU-Dresden
</ref>

== Projektionen ==

Bei einer Klimaänderung ändern sich auch die Wachstumsbedingungen der Baumarten in deutschen Wäldern. Regionale [[Klimaprojektionen_Deutschland|Klimamodellberechnungen für Deutschland]] gehen von einer Temperaturerhöhung um 2,5 bis 4,5 °C in diesem Jahrhundert aus, wobei sich die Wintermonate wahrscheinlich stärker erwärmen werden als die Sommermonate. Die Niederschläge werden im Sommer möglicherweise um 20 % ab-, im Winter um 20 % zunehmen. Insgesamt wird es also wärmere und trockenere Sommer und wärmere und feuchtere Winter geben als gegenwärtig. Eine solche Klimaänderung hat für die verschiedenen Baumarten unterschiedlich Folgen. Danach lassen sich die Baumarten grob in drei Gruppen teilen:<ref name="Roloff" />

# Baumarten, für die die Klimaänderung praktisch keine negativen Konsequenzen haben wird. Dazu gehören die Arten mit submediterranem Verbreitungsschwerpunkt wie Esskastanie und Flaumeiche. Außerdem die Trauben- und Stieleiche sowie die Gemeine Esche und die Sommerlinde. Diese Arten nehmen in Deutschland weniger als 15 % der Waldfläche ein.
# Baumarten, bei denen der Klimawandel mit geringen Verschlechterungen der Wachstumsbedingungen zu Buche schlagen wird wie Ahorn, Birke, Rotbuche, Douglasie und Winterlinde, die zusammen weniger als 25 % der der Waldfläche in Deutschland einnehmen.
# Baumarten, die aus wirtschaftlichen Gründen jetzt schon außerhalb ihres natürlichen kühleren Verbreitungsgebietes in Deutschland angebaut wurden und die daher bei einer Erwärmung und größerer Sommertrockenheit am stärksten in Mitleidenschaft gezogen werden. Dazu gehören die Fichte, die Waldkiefer, die Europäische Lärche und die Weißtanne, die zusammen auf über 50 % der Waldfläche in Deutschland angebaut werden.

== Einzelne Baumarten ==
===Buche===
Für die Buche werden sich durch den Klimawandel die Standortbedingungen verbessern. Sie ist durch eine hohe Toleranz gegenüber nicht zu lange anhaltenden Trockenperioden gekennzeichnet. Sie besitzt auch die Möglichkeit zu einer evolutionären Anpassung an trockene Bedingungen. Bei extremer Trockenheit wird sie jedoch möglicherweise durch Eichen-Trockenwälder verdrängt werden.<ref name="Roloff" />

In einer Untersuchung für Bayern zeigt sich die Buche ebenfalls den künftigen Klimaänderungen gewachsen.<ref name="Kölling 2007b">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Walentowski (2007): Klimawandel: Was geschieht mit Buche und Fichte?, AFZ-DerWald 11, 584-588</ref> Unter den gegenwärtigen Klimabedingungen kann die Buche überall bis auf die höchsten Gebirgslagen angebaut werden. "Bayern ist ein Buchenland."<ref name="Kölling 2007b" /> Bei einer moderaten Temperaturerhöhung um 1,8 °C und einer geringen Niederschlagsabnahme um 40 mm nach dem Szenario B1 ergeben sich nur geringfügige Änderungen in den Wachstumsbedingungen. Die Buche kann in einige bisher zu kalte Gebirgsregionen vordringen und muss sich aus einigen wenigen zu warm und zu trocken werdenden Gebieten, z.B. in Unterfranken, zurückziehen. Sie behauptet aber den weitaus größten Teil ihres bisherigen Siedlungsgebietes.

===Eiche===
Die Eiche wird in Deutschland wahrscheinlich vom Klimawandel am stärksten profitieren. Aufgrund ihrer tiefreichenden Pfahlwurzeln könnte sie sich vermehrt in Trockengebieten des Norddeutschen Tieflands ausbreiten und hier mit der Kiefer günstige Mischwälder bilden. Im Süden Brandenburgs und im Norden Sachsens könnte die Eiche die Buche ersetzen, für die es hier möglicherweise zu trocken wird. Die Ausbreitung von Eichen-Kiefern-Mischwäldern sind in jedem Fall positiv einzuschätzen, da sie durch die Laubstreu weniger stark zur Versauerung neigen und die Feuchtigkeit besser im Boden halten als reine Nadelwälder.<ref name="Roloff" />

===Kiefer===
Die Kiefer ist im Nordostdeutschen Tiefland die dominierende Waldbaumart. Sie könnte künftig in Konkurrenz mit hoch wachsenden und starke Schatten werfenden Laubbäumen an Bedeutung verlieren. Auch die Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern könnte durch den Klimawandel zunehmen. Dennoch wird der Kiefer ein hohe Anpassungsfähigkeiten an künftige klimatische Bedingungen zugesprochen, so dass sie wahrscheinlich im ostniedersächsischen Tiefland, in Nord- und Mittelbrandenburg die Hauptbaumart bleiben wird.<ref name="Roloff" />

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
===Fichte===
Die Fichte gilt angesichts des Klimawandels als der Problembaum in Deutschland. Das liegt vor allem daran, dass die Fichte aufgrund ihrer ökonomischen Vorteile am weitesten außerhalb ihrer optimalen Standortgebiete angebaut wurde. Der aktueller Anteil der Fichte an der deutschen Waldfläche beträgt 28 %, womit sie in Deutschland die wichtigste Baumart ist. Die Ausbreitung der Fichte begann als Folge der niedrigen Temperaturen der [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleinen Eiszeit]] im 18. Jahrhundert. Auch die zuvor erfolgte Übernutzung von Laubbäumen erleichterte es der Fichte in früher reine Laubwaldgebiete vorzudringen. Obwohl die Fichte durch die allmähliche Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert und besonders im 20. Jahrhundert in vielen Gebieten Deutschlands nicht mehr optimale Bedingungen vorfand, wurde sie zunehmend außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes angebaut.<ref name="Kölling2009">C. Kölling, L. Zimmermann und H. Borchert (2009): [http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/lwf_aktuell_fichte_2009_01.pdf Von der „Kleinen Eiszeit“ zu „Großen Heißzeit“. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Fichtenanbaus in Deutschland], Bayerische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft LWF aktuell 69, 58-61</ref>

Das natürliche Verbreitungsgebiet der Fichte liegt in Nordosteuropa und Skandinavien sowie in Mitteleuropa in höheren Lagen. Aktuell findet sie sich aber auch in tieferen Lagen Mitteleuropas, wo die Temperaturen vielfach um 2 °C höher liegen. Die Fichte reagiert hier besonders empfindlich auf heiße und trockene Sommer. Im Rekordsommer 2003 zeigte sie im Vergleich zu anderen Baumarten ausgesprochen starke Trockenschäden.<ref name="Roloff" />

Weil die Fichte in Deutschland schon heute nicht mehr unter klimatisch optimalen Bedingungen gedeiht, wird auch eine mäßige Temperaturerhöhung von 1,5 bis 2 °C in Zukunft gravierende Auswirkungen auf die Anbaumöglichkeiten dieses wichtigen Nutzbaumes haben. Hinzu kommt noch die Gefahr durch Borkenkäfer, Buchdrucker oder Kupferstecher, deren Aktivitäten sich mit der Temperatur erhöhen.<ref>C. Kölling, T. Knoke, P. Schall, C. Ammer (2009):
[http://www.waldundklima.de/klima/klima_docs/forstarchiv_2009_fichte_01.pdf Überlegungen zum Risiko des Fichtenanbaus in Deutschland vor dem Hintergrund des Klimawandels], Forstarchic 80, 42-54</ref> (Siehe hierzu: [[Insektenbefall von Wäldern]].) Dennoch wird sie in höheren Lagen der Mittelgebirge Norddeutschlands wie im Sauerland, Harz und Thüringer Wald auch in Zukunft wohl die Hauptbaumart bleiben.<ref name="Roloff" />

Klimahüllen (s. Abb.) zeigen Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse einer bestimmten geographischen Region, z.B. der Waldflächen Deutschlands, im Vergleich mit sogenannten klimatischen Wohlfühlbereichen für bestimmte Baumarten, z.B. der Fichte. Danach liegt der Wohlfühlbereich der Fichte schon heute größtenteils außerhalb Deutschlands, und ein erheblicher Teil Deutschlands ist für den Fichtenanbau zu warm. Bei einer künftigen Klimaänderung nimmt dieser Teil deutlich zu.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* [http://www.climate-service-center.de/036465/index_0036465.html.de Klimawandel und Biodiversität: Folgen für Deutschland]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel
|Regionales Beispiel von=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Räumlich Teil von=Wälder im Klimawandel: Europa
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Deutschland
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Deutschland
|Umfasst Prozess=Waldbrände
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst=Phänologie
|Umfasst Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Wälder im Klimawandel, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaänderungen in Deutschland, Klimaprojektionen Deutschland, Waldbrände, Landnutzung, Phänologie, Deforestation (mittlere Breiten), Biosphäre im Klimasystem, Ökosysteme, Vegetation, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wälder im Klimawandel

2017-11-13T00:44:12Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Temp_Wald.jpg|thumb|450px|Temperierter Wald in Oregon, USA.]]
Die Wälder der Erde bedecken etwa 42 Millionen km<sup>2</sup> bzw. 30% der globalen Landfläche, wobei in den Tropen 42 %, in den gemäßigten Breiten 25 % und in den borealen Gebieten 33 % der Landoberfläche mit Wald bedeckt sind. Wälder sind von großer Bedeutung für das menschliche Leben und Wirtschaften und stellen einer der artenreichsten Ökosysteme dar. Sie liefern Holz für Brenn- und Bauzwecke, stellen ein bedeutendes Trinkwasserreservoir dar, besitzen einen hohen Erholungswert und spielen im gegenwärtigen Klimawandel eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenke. <ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.5</ref>

== Veränderung der Waldfläche ==

In den mittleren Breiten hat die Rodung von Wäldern schon sehr früh eingesetzt. In Europa wurde bereits seit der Antike das regionale Klima auf diese Weise z.T. nachhaltig verändert. So wurden vor bereits 2000 Jahren umfangreiche Rodungen im Mittelmeerraum vorgenommen, um Ackerland zu gewinnen oder Bauholz für Schiffe und Häuser zu schlagen. Die Folge war eine weit reichende Entwaldung des gesamten Mittelmeerraumes.<ref name="Entwaldung">Vgl. hierzu E. Specht (Uni Magdeburg): [http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Kapitel1_VerbrennungSS2003.pdf Verbrennungstechnik (WS 07/08)] "Brennstoff Holz" (Seite 9 f. von 14 der PDF-Datei)</ref> Heute sind große Teile der Wälder in Europa, China und den östlichen USA für die ackerbauliche Nutzung beseitigt. [[Deforestation (Tropen)|In den Tropen ist die Waldrodung]] in großem Stil erst seit etwa einem halben Jahrhundert von Bedeutung. Ursachen sind die Gewinnung von Tropenholz, die Anlage von Rinderweiden oder von Sojafeldern. Alle tropischen Wälder der Erde umfassten 1990 17,6 Mio km<sup>2</sup>; in den 1990er Jahren gingen davon 152 000 km<sup>2</sup> pro Jahr verloren.<ref name="Bonan">Bonan, G.B. (2008): Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests, Science 320, 1444-1449</ref>
[[Bild:Waldbedeckung.jpg|thumb|450px|Wichtige Beziehungen zwischen Wald und Klima]]

== Bedeutung von Wäldern im Klimasystem ==

=== Wälder und Kohlendioxid ===

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen. Das ist schon darin begründet, dass Wälder dominierend an dem Kohlenstoffaustausch zwischen den terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre beteiligt sind. Wälder nehmen CO<sub>2</sub> direkt aus der Atmosphäre auf, da sie es zum Wachsen brauchen. In Wäldern sind 45 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert, allein in den tropischen Wäldern 25 %.<ref name="Bonan" /> Bei der Veratmung geben sie einen Teil davon wieder direkt ab, weitere Teile werden bei der Verrottung von Pflanzenteilen emittiert. Bäume, die im Wachstum begriffen sind, oder eine sich ausdehnende Pflanzendecke nehmen mehr Kohlendioxid auf, als sie abgeben. Bei absterbenden Bäumen oder der Verringerung einer Pflanzendecke, z.B. durch Abholzung, ist das Umgekehrte der Fall.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeochemische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeochemische Rückkopplungsprozesse]]

[[Bild:Wald ackerland albedo.jpg|thumb|450px|Unterschied der Albedo bei Waldbedeckung und Ackerfläche ]]
=== Wälder und Strahlungshaushalt ===
Wälder beeinflussen außerdem die Albedo der Erdoberfläche und damit den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre | Strahlungshaushalt]]. Die biogeophysikalischen Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Atmosphäre bestehen vor allem im Austausch von Energie und Wasser. Die beiden physikalischen Schlüsselgrößen, die diesen Austausch steuern, sind die Albedo, die die Strahlung, und die Evapotranspiration (Verdunstung und Transpiration), die den Wasserkreislauf und die Temperatur beeinflusst.

Wälder haben mit 10 % eine sehr viel geringere [[Albedo]] als z.B. Schnee- (bis zu 90 %), Wüstenoberflächen (ca. 30 %) oder Ackerflächen. Der Hauptgrund sind die dunklen Oberflächen von Wäldern. Hinzu kommt, dass Wälder eine komplizierte geometrische Oberflächenstrukur besitzen und daher das einfallende Licht vielfach reflektieren und absorbieren. Wichtig sind dabei die Blattfläche, die Blattorientierung im Verhältnis zum Lichteinfall, die Lichtdurchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Blätter. Bei Schneeflächen spielen Struktur und Alter des Schnees, der Verschmutzungsgrad, z.B. durch Rußablagerungen, und andere Faktoren eine Rolle. Auch Ackerflächen und Weiden können je nach Bewuchs eine unterschiedliche Albedo aufweisen, die jedoch geringer als die von Schnee oder Wüstenböden ist.

Bei einer geringen Albedo wird die einfallende Strahlung in hohem Maße absorbiert und die Oberfläche erwärmt sich stark. Dadurch wird langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieüberschuss der erwärmten Erdoberfläche wird aber auch durch sensible und [[latente Wärme]] abtransportiert. Ein sensibler (fühlbarer) Wärmefluss bedeutet, dass erwärmte Luft vom Boden in die Atmosphäre transportiert wird. Ein latenter Wärmefluss entsteht dadurch, dass dem Boden und der erwärmten Luft unmittelbar darüber durch Verdunstung Energie entzogen wird, die dann in höheren Luftschichten bei der Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser (Tröpfchen) wieder freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Albedo, z.B. durch Abholzung von Wald, bedeutet daher immer eine Abkühlung, eine Verringerung der Albedo, z.B. durch Aufforstung, eine Erwärmung.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeophysikalische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeophysikalische Rückkopplungsprozesse]]

=== Wälder und Wasserkreislauf ===
Wälder bremsen bodennahe Luftströmungen und fördern die Aufnahme- und die Speicherfähigkeit der Vegetationsdecke für Wasser und dessen Verdunstung. Damit sind sie ein wichtiger Faktor im [[Wasserkreislauf]] der Atmosphäre. Besonders die tropischen Regenwälder verdunsten viel Wasser, das in Form von Wasserdampf über große Entfernungen verfrachtet wird und in trockeneren Gebieten zur Wolkenbildung und zum Niederschlag beiträgt. Gleichzeitig wird dabei auch die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf gebunden und über große Strecken verteilt. Da Wälder extrem klimaangepasste Lebensgemeinschaften darstellen, haben klimatische Veränderungen auf ihre Verteilung, ihre Artenzusammensetzung und ihr Wachstum erhebliche Auswirkungen. Klimatische Bedingungen wirken sowohl direkt durch Temperatur, Niederschläge und Wind als auch über verschiedene Vermittlungsfaktoren, wie vor allem Waldbrände und Insekten- und Krankheitsbefall, auf den Wald.

== Migration und Wachstumsrate ==

=== Standortveränderungen ===

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
Bedingt durch den Klimawandel verlagern sich die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten bezüglich verschiedener Klimafaktoren gut gedeihen, die so genannten Klimahüllen bzw. Wohlfühlbereiche.
Wie Waldgemeinschaften konkret auf den Klimawandel der nächsten Jahrzehnte reagieren werden, hängt entscheidend von den jeweiligen regionalen Veränderungen der verschiedenen klimatischen Faktoren in Wechselwirkung mit der Forstwirtschaft ab. Untersuchungen über vergangene klimatische Veränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung auf ein sich wandelndes Klima deutlich langsamer reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation, da Bäume von der Saat bis zur Reife oft mehrere Jahrzehnte benötigen. In Anpassung an die neuen Klimabedingungen nach der letzten Kaltzeit haben verschiedene Baumarten zwischen 50 und 1000 Jahre gebraucht, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln. Um den prognostizierten Klimaänderungen der nächsten Jahrzehnte zu folgen, müssten die Migrationsraten jedoch bei 500-600 km pro Jahrhundert liegen.<ref>Winnett, S.M. (1998): The potential effects of climate change on U.S. forests: a review, Climate Research 11, 39-49</ref> Dabei lassen sich die Wachstumsraten der Vergangenheit nicht einmal auf die heute vielfach durch menschliche Eingriffe fragmentierten Landschaften übertragen, in denen der Migration zahlreiche Barrieren entgegenstehen, wodurch die Migrationsraten in einem künftigen Klima deutlich auf weniger als 50 km pro 100 Jahre gedrückt oder sogar gegen Null tendieren werden.<ref>Iverson, L.R., A.P. and M.W. Schwartz (1999): Modeling potential future individual tree-species distributions in the eastern United States under a climate change scenario: a case study with Pinus virginiana, Ecological Modelling 115, 77-93 </ref>

Modellsimulationen, die von einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C bei einer Verdopplung des gegenwärtigen CO<sub>2</sub>-Gehaltes in den nächsten 70-80 Jahren ausgehen, kommen zu dem Ergebnis, dass die Ausbreitung von Wäldern in klimatisch aktuell geeignete Gebiete nur sehr verzögert ablaufen wird.<ref>Solomon, A.M. and A.P. Kirilenko (1997): Climate change and terrestrial biomass: what if trees do not migrate?, Global Ecology and Biogeography Letters 6, 139-148</ref> Dabei reagieren die einzelnen Baumarten oft sehr verschieden, was zu einer völlig neuen Zusammensetzung der Wälder führen kann. Ein Teil der Wälder wird "verarmen" oder sogar verschwinden, da bestimmte Baumsorten in den neuen klimatischen Bedingungen nicht überleben können. So werden Fichten und Kiefern in Norddeutschland und in Skandinavien (bei einer Verschiebung der für boreale Wälder geeigneten Klimazone während des 21. Jahrhunderts um 150-550 km nach Norden) wahrscheinlich weitgehend durch Buchen und Birken ersetzt und langfristig in die Tundra-Regionen vordringen. In den USA werden nördliche Nadel- und Laubwälder an ihrer Südgrenze fast ganz verschwinden, wie eine Untersuchung über das Gebiet der Großen Seen ergab,<ref>Ehman, J. L., W. Fan, J. C. Randolph, J. Southworth and N.T. Welch (2002): An integrated GIS and modeling approach for assessing the transient response of forests of the southern Great Lakes region to a doubled CO<sub>2</sub> climate, Forest Ecology and Management 155, 237-255</ref> und nur begrenzt durch südliche Baumarten ersetzt werden, was insgesamt zu einem Verlust an Diversität führen wird. In den borealen Gebieten ist damit zu rechnen, dass sich die Schwerpunkte der Waldbestände nach Norden verschieben. Während gegenwärtig in Finnland 70 % der Waldbestände in der Südhälfte des Landes zu finden sind und 30 % in der Nordhälfte, ergeben Modellberechnungen eine gleichwertige Verteilung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106</ref> Im Alpenraum wird es zu einem Vordringen von Bäumen in die subalpine und alpine Zone kommen.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140; Kellomäki, S., I. Rouvinen, H. Peltola, H. Strandman and R. Steinbrecher: Impact of global warming on the tree species composition of boreal forests in Finland and effects on emissions of isoprenoids (2001), Global Change Biology 7, 531-544</ref>

=== Verstärkung des Baumwachstums ===

[[Bild:Baumwachstum1961-1990.gif|thumb|550 px|Klimaänderung und Baumwachstum in Österreich von 1961 bis 1990. Die Darstellung zeigt den Anstieg der Jahresmitteltemperatur und die Zunahme der jährlichen Wachstumsperiode (definiert als die Zahl der Tage mit einer Durchschnittstemperatur über 5 oC) sowie die Zunahme des Stammwachstums in Prozent.]]

Gegenüber der nur sehr verzögert ablaufenden Standortveränderung lassen sich Veränderungen im Wachstumsverhalten durch einen Anstieg der Temperatur und des CO<sub>2</sub>-Gehaltes bereits heute erkennen. So zeigen regionale Beobachtungen und Modelluntersuchungen für die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts eine Zunahme der Wachstumsrate von Bäumen in einigen Gebieten der mittleren und höheren Breiten.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140</ref> Die Gründe liegen außer in der Zunahme der [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidkonzentration]] der Atmosphäre nicht zuletzt in der höheren Temperatur und der Verlängerung der Wachstumszeit, die sich für die Nordische Fichte in Österreich in der Zeit von 1961 bis 1990 durch den Anstieg der Jahrestemperatur um 0,72 °C und der Wintertemperatur um 2,36 °C um 11 zusätzliche Tage erhöht hat. Als Folge hat die Nettoprimärproduktion um 3,5 % und die Wachstumsrate des Stammvolumens um rund 10% zugenommen.<ref>Hasenauer, H., R. N. Ramakrishna, K. Schadauer and S. W. Running (1999): Forest growth response to changing climate between 1961 and 1990 in Austria, Forest Ecology and Management 122, 209-219 </ref>

Entsprechend wird mit einer deutlichen Verstärkung des Baumwachstums in einigen europäischen Regionen auch für die nächsten Jahrzehnte gerechnet. Nach Modellberechnungen wird bis zum Ende des 21. Jahrhunderts an der nördlichen Baumgrenze (70 °N) eine Temperaturerhöhung von 4 °C und eine Ausdehnung der Wachstumsperiode von gegenwärtig 110-120 Tagen auf 150-160 Tage erwartet.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 142</ref> Für Nordfinnland, wo bis zum Jahre 2100 ein Temperaturanstieg von 4 °C und eine Zunahme der Niederschläge um 10 % angenommen wird, haben Modellberechnungen bis 2100 eine Erhöhung der Wachstumsraten um 30 % gegenüber der Entwicklung bei gleichbleibenden klimatischen Bedingungen ergeben. Im wesentlichen ist dafür die Zunahme des Wachstums bei Kiefern und Fichten sowie der höhere Anteil von Birken verantwortlich. In Südfinnland wird die Wachstumsrate bis zum Jahre 2070 um etwa 10 % durch das veränderte Klima zunehmen, danach jedoch bei einer Temperaturerhöhung von über 3 °C zurückgehen.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106 </ref> Eine wesentliche Voraussetzung für das Eintreffen dieser Projektionen ist ein ausreichender Anstieg der Niederschläge, der die erhöhte Evapotranspirationsleistung durch die gestiegenen Temperaturen und die größere Bodentrockenheit durch das frühere Abschmelzen der Schneedecke ausgleicht. Bereits im 20. Jahrhundert sind die Niederschläge im nördlichen Europa um 10-40 % gestiegen, ein Trend, der höchstwahrscheinlich auch in den folgenden Jahrzehnten anhalten wird.

=== Verringerung des Baumwachstums ===

[[Bild:BaumwachstumVerringert.gif|thumb|550 px|Sommertemperaturen 1906-1998 (Abweichungen vom Mittel des dargestellten Zeitraums) und das jährliche Wachstum der Baumringe der Weißfichte im zentralen Alaska (Fairbanks)]]

[[Bild:Szenarien-Forstwirtschaft.jpg|thumb|600 px|Biomasse in t/ha bei zwei Klima- und drei forstwirtschaftlichen Szenarien ]]

Die finnischen Ergebnisse können möglicherweise auch auf andere boreale Wälder, z.B. im übrigen Skandinavien und Russland, übertragen werden. Allerdings haben Beobachtungen in Alaska ergeben, dass eine Temperaturerhöhung nicht mit einem verstärkten Baumwachstum gekoppelt sein muss. Zwar konnte eine solche Korrelation in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet werden, zeigte sich jedoch nicht mehr für die letzten Jahrzehnte trotz weiterhin zunehmender Erwärmung in den untersuchten Gebieten. Vielmehr wurde für viele Standorte eine Verringerung des Baumwachstums in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur festgestellt. Als Erklärung wird dafür primär eine Beeinträchtigung des Wachstums durch temperaturbedingte Trockenheit angenommen. Hinzu kommt, dass steigende Temperaturen die Strauchvegetation begünstigen, die mit den Bäumen um die Ressourcen von Wasser und Nährstoffen im Boden konkurrieren.<ref>Lloyd, A.H., and L. Christopher (2002): Spatial and Temporal Variability in the Growth and Climate Response of Treeline Trees in Alaska, Climatic Change 52, 481-509</ref> Gerade die Weißfichte, die in den borealen Wäldern des westlichen nordamerikanischen Kontinents eine der produktivsten und verbreitetsten Baumarten ist, reagiert auf Trockenstress durch höhere Temperaturen deutlich mit einem verminderten Baumwachstum, ablesbar an der Dikke der Baumringe. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass höhere Temperaturen und ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt das Wachstum bei reifen Bäume in den hohen Breiten selbst in Norwegen kaum beeinflussen.<ref>Rasmussen, L., C. Beier and A. Bergstedt (2002): Experimental manipulations of old pine forest ecosystems to predict the potential tree growth effects of increased CO<sub>2</sub> and temperature in a future climate, Forest Ecology and Management 158, 179-188</ref> Eine weitere Erwärmung wird daher wahrscheinlich dazu führen, dass die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Bäume der höheren Breiten geringer als vielfach vermutet sein wird und daher von den borealen Wäldern insgesamt eher eine positive als eine negative Rückkopplung des Treibhauseffekts zu erwarten ist.<ref>Barber, V.A., G.P. Juday and B.P. Finney (2000): Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress, Nature 405, 668-673; Briffa, K.R., F.H. Schweingruber, P.D. Jones, T.J. Osborn, S.G. Shiyatov and E. A. Vaganov (1998): Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes, Nature 391, 678-682</ref>

Auch in trockeneren Regionen der mittleren Breiten liegen die Dinge ähnlich. Modellsimulationen für das Bundesland Brandenburg im Nordosten Deutschlands z.B. sagen bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts neben einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1,5 °C eine deutliche Abnahme der jährlichen Niederschlagsmenge um 40-140 mm voraus. Als Folge wird der Artenreichtum der brandenburgischen Wälder deutlich zurückgehen. Vor allem wird der Bestand an Buchen abnehmen und der von trockenresistenten Sorten wie Kiefern, Eichen und Linden zunehmen. Je nachdem, wie die Forstwirtschaft auf den Wandel reagiert, wird die Produktivität der brandenburgischen Wälder mehr oder weniger stark abnehmen und die Biomasse pro ha nach 110 Jahren gegenüber heute durchschnittlich um 53-67 % zurückgehen. Das Klimaszenario S0 in der Tabelle 1 geht von einem unveränderten Klima der Jahre 1951-1990 aus, das Szenario S1 von einer Temperaturzunahme um 1,5 °C und einer Niederschlagsabnahme um 40-140 mm in den nächsten 55 Jahren. Bei der Forstwirtschaft werden drei Wege unterschieden:
# die traditionelle Methode (FS1), die die ökonomisch wichtigen Arten begünstigt,
# die adaptive Methode (FS2), die die klimatisch am besten angepasten Sorten bevorzugt, und
# die auf hohe Diversität setzende Methode (FS3).
Die klimatischen Veränderungen und die Veränderungen im Waldbestand haben auch eine Verminderung der Grundwasseranreicherung um 33-37 % zur Folge und damit Konsequenzen für die Wasserversorgung des Ballungsraums Berlin und anderer Agglomerationen.<ref>P. Lasch, M. Lindner, M. Erhard, F. Suckow and A. Wenzel (2002): Regional impact assessment on forest structure and functions under climate change - the Brandenburg case study, Forest Ecology and Management, Volume 162, Issue 1, 1 June 2002, Pages 73-86</ref>

Für den mediterranen Raum zeigen Modelluntersuchungen, dass positive Effekte durch die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration dann zu erwarten sind, wenn sich auch die Niederschläge gegenüber heute erhöhen.<ref>Sabaté, S., C.A. Gracia and A. Sánchez (2002): Likely effects of climate change on growth of Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinus pinaster, Pinus sylvestris and Fagus sylvatica forests in the Mediterranean region, Forest Ecology and Management 162, 32-37</ref> Falls die temperaturbedingte Erhöhung der Evapotranspiration nicht durch höhere Niederschläge ausgeglichen werden, kommt es zu Trockenstress, der sowohl für die Artenzusammensetzung wie für das durchschnittliche Baumwachstum negative Folgen hat.

== Zunahme von Waldbränden ==
Hauptartikel:
* [[Waldbrände]]
* [[Waldbrände in hohen Breiten]]
* [[Waldbrände im Mittelmeerraum]]
* [[Waldbrände in den Tropen]]

== Insektenbefall ==
[[Bild:Borkenkäfer.jpg|thumb|420 px|junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte]]

Neben Dürren und Bränden ist die Schädigung durch Insektenbefall ein weiterer Faktor, der im Zusammenhang mit dem Klimawandel durch den Menschen beachtet werden muss. Betroffen sind vor allem die Wälder der borealen und gemäßigten Zone, in denen durch die Erwärmung Krankheitserreger und Insekten heimisch werden können, die dort bisher unbekannt waren. Bereits im 20. Jahrhundert konnten in Kanada und Russland im Zusammenhang mit steigenden Temperaturen zunehmende Zerstörungen an Bäumen durch Insekten beobachtet werden. So wurden die Waldzerstörungen durch Insekten in Kanada zwischen 1920 und 1995 auf 75 Millionen ha geschätzt, mit einer ansteigenden Rate nach 1970. Die aktuellen Schäden in russischen Wäldern durch Insektenbefall und Krankheiten werden auf 4 Millionen ha pro Jahr angenommen. Insgesamt geht man davon aus, dass die Schäden durch Insekten und Krankheiten in Sibirien und Kanada etwa gleich groß wie die durch Feuer sind.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, 5.6.2.2.2.</ref>

=== Borkenkäferbefall in Mitteleuropa und Kanada ===
[[Bild:KäferSchweiz.gif|thumb|600 px|Menge des Käferholzes (in m<sup>3</sup>) und Anzahl der Käfernester in der Schweiz 1984-2001 ]]
In Mitteleuropa hat vor allem die zeitweilig enorm gestiegene Verbreitung des Fichtenborkenkäfers (Buchdrucker) Aufmerksamkeit erregt, dem zahlreiche Bäume zum Opfer fielen. Die Käfer bohren weitläufige Brutsysteme in die Rinde der Bäume. Zunächst werden kränkelnde oder sturmgeschädigte Fichten befallen. Diese können sich nicht wie gesunde Bäume durch Harzaustritt wehren. Der Buchdrucker braucht einen schönen, warmen und trockenen Sommer, damit sich mindestens zwei volle Generationen vom Ei bis zum erwachsenen Käfer bilden können. In günstigen Jahren können sich bis zu 3 Käfergenerationen entwickeln. Das Brutsystem eines Weibchens enthält ca. 40 Larven. Mit jeder Generation vervielfacht sich demnach die Anzahl der Buchdrucker. Auch gesunde Fichten können sich nicht gegen unbegrenzt viele Käfer wehren und fallen dem Buchdrucker schließlich auch zum Opfer. In den Jahren 1990 und 1999 haben die Stürme "Vivian" und "Lothar" zu einer Massenvermehrung von Buchdruckern geführt, da die vielen sturmgeschädigten Bäume viele Brutmöglichkeiten für die Buchdrucker boten. So hat es in den "Lothar"-Sturmschadengebieten eine Massenvermehrung des Buchdruckers gegeben, wie sie die Schweiz in den vergangenen 200 Jahren nicht erlebt hat.
Zu besonders großen Schäden ist es durch den Borkenkäfer und warme und trockene Sommer auch in Kanada gekommen, wo in den 1990er Jahren Fichten von annähernd der halben Waldfläche der Schweiz vernichtet wurden.<ref>Meier, F., R. Engesser, B. Forster und O. Odermatt (1999): Forstschutz-Überblick 1998, Birmensdorf (http://www.wsl.ch/forest/wus/pbmd/artikel/fsub98d.pdf)</ref>

Da durch den anthropogenen Klimawandel in mittleren und höheren Breiten sowohl mit einer verstärkten Sturmtätigkeit wie mit einer deutlichen Erwärmung und teilweise auch größerer Trockenheit zu rechnen ist, werden wohl auch die Borkenkäferschäden in Zukunft zunehmen.

=== Projektionen ===

Die Schäden durch Insektenbefall könnten sich in den folgenden Jahrzehnten deutlich verstärken. Die Nordgrenze des Verbreitungsgebietes des amerikanischen Tannentriebwicklers, der sich besonders nach Dürren und heißen, trockenen Sommern vermehrt, aber auch durch milde Winter begünstigt wird, wird sich wahrscheinlich deutlich polwärts verschieben. Einige seiner natürlichen Feinde könnten möglicherweise südlich des 50. Breitengrades bei einer Temperaturerhöhung verschwinden, was die Population des Tannentriebwicklers und die durch ihn verursachten Schäden dramatisch steigen lassen würde.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 5-10.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Links ==
* [http://www.waldundklima.de/ Wald und Klima] Internetportal zum Themenkomplex Wald/Waldnutzung, Holz und Holzverwendung unter dem Blickwinkel Klimawandel
* [http://www.waldwissen.net/ waldwissen.net] Informationsportal Wald mit einem Dossier [http://www.waldwissen.net/fokus/dossiers/bfw_dossier_klimawandel/index_DE Klimawandel und Forstwirtschaft]
* [http://www.bergwaldprojekt.de Bergwald-Projekt] Pflege von Wäldern u.a. in der Alpenregion
* [http://www.plant-for-the-planet.org Bäume pflanzen] mit Schulklassen Bäume pflanzen
* [http://www.wikiwoods.org Bäume pflanzen mit WikiWoods] mit Freiwilligen zusammen Wälder pflanzen
* [http://www.fao.org/forestry/fra/fra2010/en/ FAO-Bericht 2010 über den Zustand der Wälder weltweit]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag],

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Südamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Nordamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ '''Afrika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4398726/afrika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4399280/afrika-niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ '''Asien''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358606/w-s-asien-eistage/ Temperatur (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275248/w-s-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4362524/o-so-asien-temperatur/ Temperatur (Süd-Ost-Asien)] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4363726/o-so-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-Ost-Asien)].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur hochaufgelöst], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag hochaufgelöst].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Einfach=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Europa
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Nordamerika
|umfasst=Waldbrände
|Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Prozess=Deforestation (Tropen)
|prozess=Deforestation (hohe Breiten)
|umfasst=Phänologie
|ähnlich wie=Moore im Klimawandel
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
|Folge von=Langfristige Klimaänderungen
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Unterrichtsmaterial=[http://www.lehrer-online.de/klimaretter-wald.php Der Wald als Klimaretter!?] Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel und Wald bei Lehrer Online
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände, Deforestation, Phänologie, Moore im Klimawandel, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Aktuelle Klimaänderungen, Langfristige Klimaänderungen, Biosphäre im Klimasystem, Landnutzung, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Wälder im Klimawandel

2017-11-13T00:42:43Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Temp_Wald.jpg|thumb|450px|Temperierter Wald in Oregon, USA.]]
Die Wälder der Erde bedecken etwa 42 Millionen km<sup>2</sup> bzw. 30% der globalen Landfläche, wobei in den Tropen 42 %, in den gemäßigten Breiten 25 % und in den borealen Gebieten 33 % der Landoberfläche mit Wald bedeckt sind. Wälder sind von großer Bedeutung für das menschliche Leben und Wirtschaften und stellen einer der artenreichsten Ökosysteme dar. Sie liefern Holz für Brenn- und Bauzwecke, stellen ein bedeutendes Trinkwasserreservoir dar, besitzen einen hohen Erholungswert und spielen im gegenwärtigen Klimawandel eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenke. <ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.5</ref>

== Veränderung der Waldfläche ==

In den mittleren Breiten hat die Rodung von Wäldern schon sehr früh eingesetzt. In Europa wurde bereits seit der Antike das regionale Klima auf diese Weise z.T. nachhaltig verändert. So wurden vor bereits 2000 Jahren umfangreiche Rodungen im Mittelmeerraum vorgenommen, um Ackerland zu gewinnen oder Bauholz für Schiffe und Häuser zu schlagen. Die Folge war eine weit reichende Entwaldung des gesamten Mittelmeerraumes.<ref name="Entwaldung">Vgl. hierzu E. Specht (Uni Magdeburg): [http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Kapitel1_VerbrennungSS2003.pdf Verbrennungstechnik (WS 07/08)] "Brennstoff Holz" (Seite 9 f. von 14 der PDF-Datei)</ref> Heute sind große Teile der Wälder in Europa, China und den östlichen USA für die ackerbauliche Nutzung beseitigt. [[Deforestation (Tropen)|In den Tropen ist die Waldrodung]] in großem Stil erst seit etwa einem halben Jahrhundert von Bedeutung. Ursachen sind die Gewinnung von Tropenholz, die Anlage von Rinderweiden oder von Sojafeldern. Alle tropischen Wälder der Erde umfassten 1990 17,6 Mio km<sup>2</sup>; in den 1990er Jahren gingen davon 152 000 km<sup>2</sup> pro Jahr verloren.<ref name="Bonan">Bonan, G.B. (2008): Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests, Science 320, 1444-1449</ref>
[[Bild:Waldbedeckung.jpg|thumb|450px|Wichtige Beziehungen zwischen Wald und Klima]]

== Bedeutung von Wäldern im Klimasystem ==

=== Wälder und Kohlendioxid ===

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen. Das ist schon darin begründet, dass Wälder dominierend an dem Kohlenstoffaustausch zwischen den terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre beteiligt sind. Wälder nehmen CO<sub>2</sub> direkt aus der Atmosphäre auf, da sie es zum Wachsen brauchen. In Wäldern sind 45 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert, allein in den tropischen Wäldern 25 %.<ref name="Bonan" /> Bei der Veratmung geben sie einen Teil davon wieder direkt ab, weitere Teile werden bei der Verrottung von Pflanzenteilen emittiert. Bäume, die im Wachstum begriffen sind, oder eine sich ausdehnende Pflanzendecke nehmen mehr Kohlendioxid auf, als sie abgeben. Bei absterbenden Bäumen oder der Verringerung einer Pflanzendecke, z.B. durch Abholzung, ist das Umgekehrte der Fall.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeochemische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeochemische Rückkopplungsprozesse]]

[[Bild:Wald ackerland albedo.jpg|thumb|450px|Unterschied der Albedo bei Waldbedeckung und Ackerfläche ]]
=== Wälder und Strahlungshaushalt ===
Wälder beeinflussen außerdem die Albedo der Erdoberfläche und damit den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre | Strahlungshaushalt]]. Die biogeophysikalischen Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Atmosphäre bestehen vor allem im Austausch von Energie und Wasser. Die beiden physikalischen Schlüsselgrößen, die diesen Austausch steuern, sind die Albedo, die die Strahlung, und die Evapotranspiration (Verdunstung und Transpiration), die den Wasserkreislauf und die Temperatur beeinflusst.

Wälder haben mit 10 % eine sehr viel geringere [[Albedo]] als z.B. Schnee- (bis zu 90 %), Wüstenoberflächen (ca. 30 %) oder Ackerflächen. Der Hauptgrund sind die dunklen Oberflächen von Wäldern. Hinzu kommt, dass Wälder eine komplizierte geometrische Oberflächenstrukur besitzen und daher das einfallende Licht vielfach reflektieren und absorbieren. Wichtig sind dabei die Blattfläche, die Blattorientierung im Verhältnis zum Lichteinfall, die Lichtdurchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Blätter. Bei Schneeflächen spielen Struktur und Alter des Schnees, der Verschmutzungsgrad, z.B. durch Rußablagerungen, und andere Faktoren eine Rolle. Auch Ackerflächen und Weiden können je nach Bewuchs eine unterschiedliche Albedo aufweisen, die jedoch geringer als die von Schnee oder Wüstenböden ist.

Bei einer geringen Albedo wird die einfallende Strahlung in hohem Maße absorbiert und die Oberfläche erwärmt sich stark. Dadurch wird langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieüberschuss der erwärmten Erdoberfläche wird aber auch durch sensible und [[latente Wärme]] abtransportiert. Ein sensibler (fühlbarer) Wärmefluss bedeutet, dass erwärmte Luft vom Boden in die Atmosphäre transportiert wird. Ein latenter Wärmefluss entsteht dadurch, dass dem Boden und der erwärmten Luft unmittelbar darüber durch Verdunstung Energie entzogen wird, die dann in höheren Luftschichten bei der Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser (Tröpfchen) wieder freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Albedo, z.B. durch Abholzung von Wald, bedeutet daher immer eine Abkühlung, eine Verringerung der Albedo, z.B. durch Aufforstung, eine Erwärmung.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeophysikalische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeophysikalische Rückkopplungsprozesse]]

=== Wälder und Wasserkreislauf ===
Wälder bremsen bodennahe Luftströmungen und fördern die Aufnahme- und die Speicherfähigkeit der Vegetationsdecke für Wasser und dessen Verdunstung. Damit sind sie ein wichtiger Faktor im [[Wasserkreislauf]] der Atmosphäre. Besonders die tropischen Regenwälder verdunsten viel Wasser, das in Form von Wasserdampf über große Entfernungen verfrachtet wird und in trockeneren Gebieten zur Wolkenbildung und zum Niederschlag beiträgt. Gleichzeitig wird dabei auch die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf gebunden und über große Strecken verteilt. Da Wälder extrem klimaangepasste Lebensgemeinschaften darstellen, haben klimatische Veränderungen auf ihre Verteilung, ihre Artenzusammensetzung und ihr Wachstum erhebliche Auswirkungen. Klimatische Bedingungen wirken sowohl direkt durch Temperatur, Niederschläge und Wind als auch über verschiedene Vermittlungsfaktoren, wie vor allem Waldbrände und Insekten- und Krankheitsbefall, auf den Wald.

== Migration und Wachstumsrate ==

=== Standortveränderungen ===

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
Bedingt durch den Klimawandel verlagern sich die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten bezüglich verschiedener Klimafaktoren gut gedeihen, die so genannten Klimahüllen bzw. Wohlfühlbereiche.
Wie Waldgemeinschaften konkret auf den Klimawandel der nächsten Jahrzehnte reagieren werden, hängt entscheidend von den jeweiligen regionalen Veränderungen der verschiedenen klimatischen Faktoren in Wechselwirkung mit der Forstwirtschaft ab. Untersuchungen über vergangene klimatische Veränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung auf ein sich wandelndes Klima deutlich langsamer reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation, da Bäume von der Saat bis zur Reife oft mehrere Jahrzehnte benötigen. In Anpassung an die neuen Klimabedingungen nach der letzten Kaltzeit haben verschiedene Baumarten zwischen 50 und 1000 Jahre gebraucht, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln. Um den prognostizierten Klimaänderungen der nächsten Jahrzehnte zu folgen, müssten die Migrationsraten jedoch bei 500-600 km pro Jahrhundert liegen.<ref>Winnett, S.M. (1998): The potential effects of climate change on U.S. forests: a review, Climate Research 11, 39-49</ref> Dabei lassen sich die Wachstumsraten der Vergangenheit nicht einmal auf die heute vielfach durch menschliche Eingriffe fragmentierten Landschaften übertragen, in denen der Migration zahlreiche Barrieren entgegenstehen, wodurch die Migrationsraten in einem künftigen Klima deutlich auf weniger als 50 km pro 100 Jahre gedrückt oder sogar gegen Null tendieren werden.<ref>Iverson, L.R., A.P. and M.W. Schwartz (1999): Modeling potential future individual tree-species distributions in the eastern United States under a climate change scenario: a case study with Pinus virginiana, Ecological Modelling 115, 77-93 </ref>

Modellsimulationen, die von einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C bei einer Verdopplung des gegenwärtigen CO<sub>2</sub>-Gehaltes in den nächsten 70-80 Jahren ausgehen, kommen zu dem Ergebnis, dass die Ausbreitung von Wäldern in klimatisch aktuell geeignete Gebiete nur sehr verzögert ablaufen wird.<ref>Solomon, A.M. and A.P. Kirilenko (1997): Climate change and terrestrial biomass: what if trees do not migrate?, Global Ecology and Biogeography Letters 6, 139-148</ref> Dabei reagieren die einzelnen Baumarten oft sehr verschieden, was zu einer völlig neuen Zusammensetzung der Wälder führen kann. Ein Teil der Wälder wird "verarmen" oder sogar verschwinden, da bestimmte Baumsorten in den neuen klimatischen Bedingungen nicht überleben können. So werden Fichten und Kiefern in Norddeutschland und in Skandinavien (bei einer Verschiebung der für boreale Wälder geeigneten Klimazone während des 21. Jahrhunderts um 150-550 km nach Norden) wahrscheinlich weitgehend durch Buchen und Birken ersetzt und langfristig in die Tundra-Regionen vordringen. In den USA werden nördliche Nadel- und Laubwälder an ihrer Südgrenze fast ganz verschwinden, wie eine Untersuchung über das Gebiet der Großen Seen ergab,<ref>Ehman, J. L., W. Fan, J. C. Randolph, J. Southworth and N.T. Welch (2002): An integrated GIS and modeling approach for assessing the transient response of forests of the southern Great Lakes region to a doubled CO<sub>2</sub> climate, Forest Ecology and Management 155, 237-255</ref> und nur begrenzt durch südliche Baumarten ersetzt werden, was insgesamt zu einem Verlust an Diversität führen wird. In den borealen Gebieten ist damit zu rechnen, dass sich die Schwerpunkte der Waldbestände nach Norden verschieben. Während gegenwärtig in Finnland 70 % der Waldbestände in der Südhälfte des Landes zu finden sind und 30 % in der Nordhälfte, ergeben Modellberechnungen eine gleichwertige Verteilung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106</ref> Im Alpenraum wird es zu einem Vordringen von Bäumen in die subalpine und alpine Zone kommen.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140; Kellomäki, S., I. Rouvinen, H. Peltola, H. Strandman and R. Steinbrecher: Impact of global warming on the tree species composition of boreal forests in Finland and effects on emissions of isoprenoids (2001), Global Change Biology 7, 531-544</ref>

=== Verstärkung des Baumwachstums ===

[[Bild:Baumwachstum1961-1990.gif|thumb|550 px|Klimaänderung und Baumwachstum in Österreich von 1961 bis 1990. Die Darstellung zeigt den Anstieg der Jahresmitteltemperatur und die Zunahme der jährlichen Wachstumsperiode (definiert als die Zahl der Tage mit einer Durchschnittstemperatur über 5 oC) sowie die Zunahme des Stammwachstums in Prozent.]]

Gegenüber der nur sehr verzögert ablaufenden Standortveränderung lassen sich Veränderungen im Wachstumsverhalten durch einen Anstieg der Temperatur und des CO<sub>2</sub>-Gehaltes bereits heute erkennen. So zeigen regionale Beobachtungen und Modelluntersuchungen für die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts eine Zunahme der Wachstumsrate von Bäumen in einigen Gebieten der mittleren und höheren Breiten.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140</ref> Die Gründe liegen außer in der Zunahme der [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidkonzentration]] der Atmosphäre nicht zuletzt in der höheren Temperatur und der Verlängerung der Wachstumszeit, die sich für die Nordische Fichte in Österreich in der Zeit von 1961 bis 1990 durch den Anstieg der Jahrestemperatur um 0,72 °C und der Wintertemperatur um 2,36 °C um 11 zusätzliche Tage erhöht hat. Als Folge hat die Nettoprimärproduktion um 3,5 % und die Wachstumsrate des Stammvolumens um rund 10% zugenommen.<ref>Hasenauer, H., R. N. Ramakrishna, K. Schadauer and S. W. Running (1999): Forest growth response to changing climate between 1961 and 1990 in Austria, Forest Ecology and Management 122, 209-219 </ref>

Entsprechend wird mit einer deutlichen Verstärkung des Baumwachstums in einigen europäischen Regionen auch für die nächsten Jahrzehnte gerechnet. Nach Modellberechnungen wird bis zum Ende des 21. Jahrhunderts an der nördlichen Baumgrenze (70 °N) eine Temperaturerhöhung von 4 °C und eine Ausdehnung der Wachstumsperiode von gegenwärtig 110-120 Tagen auf 150-160 Tage erwartet.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 142</ref> Für Nordfinnland, wo bis zum Jahre 2100 ein Temperaturanstieg von 4 °C und eine Zunahme der Niederschläge um 10 % angenommen wird, haben Modellberechnungen bis 2100 eine Erhöhung der Wachstumsraten um 30 % gegenüber der Entwicklung bei gleichbleibenden klimatischen Bedingungen ergeben. Im wesentlichen ist dafür die Zunahme des Wachstums bei Kiefern und Fichten sowie der höhere Anteil von Birken verantwortlich. In Südfinnland wird die Wachstumsrate bis zum Jahre 2070 um etwa 10 % durch das veränderte Klima zunehmen, danach jedoch bei einer Temperaturerhöhung von über 3 °C zurückgehen.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106 </ref> Eine wesentliche Voraussetzung für das Eintreffen dieser Projektionen ist ein ausreichender Anstieg der Niederschläge, der die erhöhte Evapotranspirationsleistung durch die gestiegenen Temperaturen und die größere Bodentrockenheit durch das frühere Abschmelzen der Schneedecke ausgleicht. Bereits im 20. Jahrhundert sind die Niederschläge im nördlichen Europa um 10-40 % gestiegen, ein Trend, der höchstwahrscheinlich auch in den folgenden Jahrzehnten anhalten wird.

=== Verringerung des Baumwachstums ===

[[Bild:BaumwachstumVerringert.gif|thumb|550 px|Sommertemperaturen 1906-1998 (Abweichungen vom Mittel des dargestellten Zeitraums) und das jährliche Wachstum der Baumringe der Weißfichte im zentralen Alaska (Fairbanks)]]

[[Bild:Szenarien-Forstwirtschaft.jpg|thumb|600 px|Biomasse in t/ha bei zwei Klima- und drei forstwirtschaftlichen Szenarien ]]

Die finnischen Ergebnisse können möglicherweise auch auf andere boreale Wälder, z.B. im übrigen Skandinavien und Russland, übertragen werden. Allerdings haben Beobachtungen in Alaska ergeben, dass eine Temperaturerhöhung nicht mit einem verstärkten Baumwachstum gekoppelt sein muss. Zwar konnte eine solche Korrelation in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet werden, zeigte sich jedoch nicht mehr für die letzten Jahrzehnte trotz weiterhin zunehmender Erwärmung in den untersuchten Gebieten. Vielmehr wurde für viele Standorte eine Verringerung des Baumwachstums in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur festgestellt. Als Erklärung wird dafür primär eine Beeinträchtigung des Wachstums durch temperaturbedingte Trockenheit angenommen. Hinzu kommt, dass steigende Temperaturen die Strauchvegetation begünstigen, die mit den Bäumen um die Ressourcen von Wasser und Nährstoffen im Boden konkurrieren.<ref>Lloyd, A.H., and L. Christopher (2002): Spatial and Temporal Variability in the Growth and Climate Response of Treeline Trees in Alaska, Climatic Change 52, 481-509</ref> Gerade die Weißfichte, die in den borealen Wäldern des westlichen nordamerikanischen Kontinents eine der produktivsten und verbreitetsten Baumarten ist, reagiert auf Trockenstress durch höhere Temperaturen deutlich mit einem verminderten Baumwachstum, ablesbar an der Dikke der Baumringe. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass höhere Temperaturen und ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt das Wachstum bei reifen Bäume in den hohen Breiten selbst in Norwegen kaum beeinflussen.<ref>Rasmussen, L., C. Beier and A. Bergstedt (2002): Experimental manipulations of old pine forest ecosystems to predict the potential tree growth effects of increased CO<sub>2</sub> and temperature in a future climate, Forest Ecology and Management 158, 179-188</ref> Eine weitere Erwärmung wird daher wahrscheinlich dazu führen, dass die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Bäume der höheren Breiten geringer als vielfach vermutet sein wird und daher von den borealen Wäldern insgesamt eher eine positive als eine negative Rückkopplung des Treibhauseffekts zu erwarten ist.<ref>Barber, V.A., G.P. Juday and B.P. Finney (2000): Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress, Nature 405, 668-673; Briffa, K.R., F.H. Schweingruber, P.D. Jones, T.J. Osborn, S.G. Shiyatov and E. A. Vaganov (1998): Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes, Nature 391, 678-682</ref>

Auch in trockeneren Regionen der mittleren Breiten liegen die Dinge ähnlich. Modellsimulationen für das Bundesland Brandenburg im Nordosten Deutschlands z.B. sagen bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts neben einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1,5 °C eine deutliche Abnahme der jährlichen Niederschlagsmenge um 40-140 mm voraus. Als Folge wird der Artenreichtum der brandenburgischen Wälder deutlich zurückgehen. Vor allem wird der Bestand an Buchen abnehmen und der von trockenresistenten Sorten wie Kiefern, Eichen und Linden zunehmen. Je nachdem, wie die Forstwirtschaft auf den Wandel reagiert, wird die Produktivität der brandenburgischen Wälder mehr oder weniger stark abnehmen und die Biomasse pro ha nach 110 Jahren gegenüber heute durchschnittlich um 53-67 % zurückgehen. Das Klimaszenario S0 in der Tabelle 1 geht von einem unveränderten Klima der Jahre 1951-1990 aus, das Szenario S1 von einer Temperaturzunahme um 1,5 °C und einer Niederschlagsabnahme um 40-140 mm in den nächsten 55 Jahren. Bei der Forstwirtschaft werden drei Wege unterschieden:
# die traditionelle Methode (FS1), die die ökonomisch wichtigen Arten begünstigt,
# die adaptive Methode (FS2), die die klimatisch am besten angepasten Sorten bevorzugt, und
# die auf hohe Diversität setzende Methode (FS3).
Die klimatischen Veränderungen und die Veränderungen im Waldbestand haben auch eine Verminderung der Grundwasseranreicherung um 33-37 % zur Folge und damit Konsequenzen für die Wasserversorgung des Ballungsraums Berlin und anderer Agglomerationen.<ref>P. Lasch, M. Lindner, M. Erhard, F. Suckow and A. Wenzel (2002): Regional impact assessment on forest structure and functions under climate change - the Brandenburg case study, Forest Ecology and Management, Volume 162, Issue 1, 1 June 2002, Pages 73-86</ref>

Für den mediterranen Raum zeigen Modelluntersuchungen, dass positive Effekte durch die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration dann zu erwarten sind, wenn sich auch die Niederschläge gegenüber heute erhöhen.<ref>Sabaté, S., C.A. Gracia and A. Sánchez (2002): Likely effects of climate change on growth of Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinus pinaster, Pinus sylvestris and Fagus sylvatica forests in the Mediterranean region, Forest Ecology and Management 162, 32-37</ref> Falls die temperaturbedingte Erhöhung der Evapotranspiration nicht durch höhere Niederschläge ausgeglichen werden, kommt es zu Trockenstress, der sowohl für die Artenzusammensetzung wie für das durchschnittliche Baumwachstum negative Folgen hat.

== Zunahme von Waldbränden ==
Hauptartikel:
* [[Waldbrände]]
* [[Waldbrände in hohen Breiten]]
* [[Waldbrände im Mittelmeerraum]]
* [[Waldbrände in den Tropen]]

== Insektenbefall ==
[[Bild:Borkenkäfer.jpg|thumb|420 px|junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte]]

Neben Dürren und Bränden ist die Schädigung durch Insektenbefall ein weiterer Faktor, der im Zusammenhang mit dem Klimawandel durch den Menschen beachtet werden muss. Betroffen sind vor allem die Wälder der borealen und gemäßigten Zone, in denen durch die Erwärmung Krankheitserreger und Insekten heimisch werden können, die dort bisher unbekannt waren. Bereits im 20. Jahrhundert konnten in Kanada und Russland im Zusammenhang mit steigenden Temperaturen zunehmende Zerstörungen an Bäumen durch Insekten beobachtet werden. So wurden die Waldzerstörungen durch Insekten in Kanada zwischen 1920 und 1995 auf 75 Millionen ha geschätzt, mit einer ansteigenden Rate nach 1970. Die aktuellen Schäden in russischen Wäldern durch Insektenbefall und Krankheiten werden auf 4 Millionen ha pro Jahr angenommen. Insgesamt geht man davon aus, dass die Schäden durch Insekten und Krankheiten in Sibirien und Kanada etwa gleich groß wie die durch Feuer sind.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, 5.6.2.2.2.</ref>

=== Borkenkäferbefall in Mitteleuropa und Kanada ===
[[Bild:KäferSchweiz.gif|thumb|600 px|Menge des Käferholzes (in m<sup>3</sup>) und Anzahl der Käfernester in der Schweiz 1984-2001 ]]
In Mitteleuropa hat vor allem die zeitweilig enorm gestiegene Verbreitung des Fichtenborkenkäfers (Buchdrucker) Aufmerksamkeit erregt, dem zahlreiche Bäume zum Opfer fielen. Die Käfer bohren weitläufige Brutsysteme in die Rinde der Bäume. Zunächst werden kränkelnde oder sturmgeschädigte Fichten befallen. Diese können sich nicht wie gesunde Bäume durch Harzaustritt wehren. Der Buchdrucker braucht einen schönen, warmen und trockenen Sommer, damit sich mindestens zwei volle Generationen vom Ei bis zum erwachsenen Käfer bilden können. In günstigen Jahren können sich bis zu 3 Käfergenerationen entwickeln. Das Brutsystem eines Weibchens enthält ca. 40 Larven. Mit jeder Generation vervielfacht sich demnach die Anzahl der Buchdrucker. Auch gesunde Fichten können sich nicht gegen unbegrenzt viele Käfer wehren und fallen dem Buchdrucker schließlich auch zum Opfer. In den Jahren 1990 und 1999 haben die Stürme "Vivian" und "Lothar" zu einer Massenvermehrung von Buchdruckern geführt, da die vielen sturmgeschädigten Bäume viele Brutmöglichkeiten für die Buchdrucker boten. So hat es in den "Lothar"-Sturmschadengebieten eine Massenvermehrung des Buchdruckers gegeben, wie sie die Schweiz in den vergangenen 200 Jahren nicht erlebt hat.
Zu besonders großen Schäden ist es durch den Borkenkäfer und warme und trockene Sommer auch in Kanada gekommen, wo in den 1990er Jahren Fichten von annähernd der halben Waldfläche der Schweiz vernichtet wurden.<ref>Meier, F., R. Engesser, B. Forster und O. Odermatt (1999): Forstschutz-Überblick 1998, Birmensdorf (http://www.wsl.ch/forest/wus/pbmd/artikel/fsub98d.pdf)</ref>

Da durch den anthropogenen Klimawandel in mittleren und höheren Breiten sowohl mit einer verstärkten Sturmtätigkeit wie mit einer deutlichen Erwärmung und teilweise auch größerer Trockenheit zu rechnen ist, werden wohl auch die Borkenkäferschäden in Zukunft zunehmen.

=== Projektionen ===

Die Schäden durch Insektenbefall könnten sich in den folgenden Jahrzehnten deutlich verstärken. Die Nordgrenze des Verbreitungsgebietes des amerikanischen Tannentriebwicklers, der sich besonders nach Dürren und heißen, trockenen Sommern vermehrt, aber auch durch milde Winter begünstigt wird, wird sich wahrscheinlich deutlich polwärts verschieben. Einige seiner natürlichen Feinde könnten möglicherweise südlich des 50. Breitengrades bei einer Temperaturerhöhung verschwinden, was die Population des Tannentriebwicklers und die durch ihn verursachten Schäden dramatisch steigen lassen würde.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 5-10.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Links ==
* [http://www.waldundklima.de/ Wald und Klima] Internetportal zum Themenkomplex Wald/Waldnutzung, Holz und Holzverwendung unter dem Blickwinkel Klimawandel
* [http://www.waldwissen.net/ waldwissen.net] Informationsportal Wald mit einem Dossier [http://www.waldwissen.net/fokus/dossiers/bfw_dossier_klimawandel/index_DE Klimawandel und Forstwirtschaft]
* [http://www.bergwaldprojekt.de Bergwald-Projekt] Pflege von Wäldern u.a. in der Alpenregion
* [http://www.plant-for-the-planet.org Bäume pflanzen] mit Schulklassen Bäume pflanzen
* [http://www.wikiwoods.org Bäume pflanzen mit WikiWoods] mit Freiwilligen zusammen Wälder pflanzen
* [http://www.fao.org/forestry/fra/fra2010/en/ FAO-Bericht 2010 über den Zustand der Wälder weltweit]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag],

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Südamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Nordamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ '''Afrika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4398726/afrika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4399280/afrika-niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ '''Asien''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358606/w-s-asien-eistage/ Temperatur (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275248/w-s-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4362524/o-so-asien-temperatur/ Temperatur (Süd-Ost-Asien)] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4363726/o-so-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-Ost-Asien)].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag] und [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Einfach=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Europa
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Nordamerika
|umfasst=Waldbrände
|Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Prozess=Deforestation (Tropen)
|prozess=Deforestation (hohe Breiten)
|umfasst=Phänologie
|ähnlich wie=Moore im Klimawandel
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
|Folge von=Langfristige Klimaänderungen
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Unterrichtsmaterial=[http://www.lehrer-online.de/klimaretter-wald.php Der Wald als Klimaretter!?] Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel und Wald bei Lehrer Online
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände, Deforestation, Phänologie, Moore im Klimawandel, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Aktuelle Klimaänderungen, Langfristige Klimaänderungen, Biosphäre im Klimasystem, Landnutzung, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Wälder im Klimawandel

2017-11-13T00:41:29Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Temp_Wald.jpg|thumb|450px|Temperierter Wald in Oregon, USA.]]
Die Wälder der Erde bedecken etwa 42 Millionen km<sup>2</sup> bzw. 30% der globalen Landfläche, wobei in den Tropen 42 %, in den gemäßigten Breiten 25 % und in den borealen Gebieten 33 % der Landoberfläche mit Wald bedeckt sind. Wälder sind von großer Bedeutung für das menschliche Leben und Wirtschaften und stellen einer der artenreichsten Ökosysteme dar. Sie liefern Holz für Brenn- und Bauzwecke, stellen ein bedeutendes Trinkwasserreservoir dar, besitzen einen hohen Erholungswert und spielen im gegenwärtigen Klimawandel eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenke. <ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.5</ref>

== Veränderung der Waldfläche ==

In den mittleren Breiten hat die Rodung von Wäldern schon sehr früh eingesetzt. In Europa wurde bereits seit der Antike das regionale Klima auf diese Weise z.T. nachhaltig verändert. So wurden vor bereits 2000 Jahren umfangreiche Rodungen im Mittelmeerraum vorgenommen, um Ackerland zu gewinnen oder Bauholz für Schiffe und Häuser zu schlagen. Die Folge war eine weit reichende Entwaldung des gesamten Mittelmeerraumes.<ref name="Entwaldung">Vgl. hierzu E. Specht (Uni Magdeburg): [http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Kapitel1_VerbrennungSS2003.pdf Verbrennungstechnik (WS 07/08)] "Brennstoff Holz" (Seite 9 f. von 14 der PDF-Datei)</ref> Heute sind große Teile der Wälder in Europa, China und den östlichen USA für die ackerbauliche Nutzung beseitigt. [[Deforestation (Tropen)|In den Tropen ist die Waldrodung]] in großem Stil erst seit etwa einem halben Jahrhundert von Bedeutung. Ursachen sind die Gewinnung von Tropenholz, die Anlage von Rinderweiden oder von Sojafeldern. Alle tropischen Wälder der Erde umfassten 1990 17,6 Mio km<sup>2</sup>; in den 1990er Jahren gingen davon 152 000 km<sup>2</sup> pro Jahr verloren.<ref name="Bonan">Bonan, G.B. (2008): Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests, Science 320, 1444-1449</ref>
[[Bild:Waldbedeckung.jpg|thumb|450px|Wichtige Beziehungen zwischen Wald und Klima]]

== Bedeutung von Wäldern im Klimasystem ==

=== Wälder und Kohlendioxid ===

Wälder sind nicht nur ein wichtiger Ressourcenlieferant und Erholungsraum für den Menschen, sondern auch ein bedeutender Faktor im Klimageschehen. Das ist schon darin begründet, dass Wälder dominierend an dem Kohlenstoffaustausch zwischen den terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre beteiligt sind. Wälder nehmen CO<sub>2</sub> direkt aus der Atmosphäre auf, da sie es zum Wachsen brauchen. In Wäldern sind 45 % des globalen terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert, allein in den tropischen Wäldern 25 %.<ref name="Bonan" /> Bei der Veratmung geben sie einen Teil davon wieder direkt ab, weitere Teile werden bei der Verrottung von Pflanzenteilen emittiert. Bäume, die im Wachstum begriffen sind, oder eine sich ausdehnende Pflanzendecke nehmen mehr Kohlendioxid auf, als sie abgeben. Bei absterbenden Bäumen oder der Verringerung einer Pflanzendecke, z.B. durch Abholzung, ist das Umgekehrte der Fall.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeochemische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeochemische Rückkopplungsprozesse]]

[[Bild:Wald ackerland albedo.jpg|thumb|450px|Unterschied der Albedo bei Waldbedeckung und Ackerfläche ]]
=== Wälder und Strahlungshaushalt ===
Wälder beeinflussen außerdem die Albedo der Erdoberfläche und damit den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre | Strahlungshaushalt]]. Die biogeophysikalischen Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Atmosphäre bestehen vor allem im Austausch von Energie und Wasser. Die beiden physikalischen Schlüsselgrößen, die diesen Austausch steuern, sind die Albedo, die die Strahlung, und die Evapotranspiration (Verdunstung und Transpiration), die den Wasserkreislauf und die Temperatur beeinflusst.

Wälder haben mit 10 % eine sehr viel geringere [[Albedo]] als z.B. Schnee- (bis zu 90 %), Wüstenoberflächen (ca. 30 %) oder Ackerflächen. Der Hauptgrund sind die dunklen Oberflächen von Wäldern. Hinzu kommt, dass Wälder eine komplizierte geometrische Oberflächenstrukur besitzen und daher das einfallende Licht vielfach reflektieren und absorbieren. Wichtig sind dabei die Blattfläche, die Blattorientierung im Verhältnis zum Lichteinfall, die Lichtdurchlässigkeit und das Reflexionsvermögen der Blätter. Bei Schneeflächen spielen Struktur und Alter des Schnees, der Verschmutzungsgrad, z.B. durch Rußablagerungen, und andere Faktoren eine Rolle. Auch Ackerflächen und Weiden können je nach Bewuchs eine unterschiedliche Albedo aufweisen, die jedoch geringer als die von Schnee oder Wüstenböden ist.

Bei einer geringen Albedo wird die einfallende Strahlung in hohem Maße absorbiert und die Oberfläche erwärmt sich stark. Dadurch wird langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieüberschuss der erwärmten Erdoberfläche wird aber auch durch sensible und [[latente Wärme]] abtransportiert. Ein sensibler (fühlbarer) Wärmefluss bedeutet, dass erwärmte Luft vom Boden in die Atmosphäre transportiert wird. Ein latenter Wärmefluss entsteht dadurch, dass dem Boden und der erwärmten Luft unmittelbar darüber durch Verdunstung Energie entzogen wird, die dann in höheren Luftschichten bei der Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser (Tröpfchen) wieder freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Albedo, z.B. durch Abholzung von Wald, bedeutet daher immer eine Abkühlung, eine Verringerung der Albedo, z.B. durch Aufforstung, eine Erwärmung.
* Hauptartikel: [[Biosph%C3%A4re_im_Klimasystem#Biogeophysikalische_R.C3.BCckkopplungsprozesse|Biosphäre im Klimasystem/Biogeophysikalische Rückkopplungsprozesse]]

=== Wälder und Wasserkreislauf ===
Wälder bremsen bodennahe Luftströmungen und fördern die Aufnahme- und die Speicherfähigkeit der Vegetationsdecke für Wasser und dessen Verdunstung. Damit sind sie ein wichtiger Faktor im [[Wasserkreislauf]] der Atmosphäre. Besonders die tropischen Regenwälder verdunsten viel Wasser, das in Form von Wasserdampf über große Entfernungen verfrachtet wird und in trockeneren Gebieten zur Wolkenbildung und zum Niederschlag beiträgt. Gleichzeitig wird dabei auch die eingestrahlte Sonnenenergie in Wasserdampf gebunden und über große Strecken verteilt. Da Wälder extrem klimaangepasste Lebensgemeinschaften darstellen, haben klimatische Veränderungen auf ihre Verteilung, ihre Artenzusammensetzung und ihr Wachstum erhebliche Auswirkungen. Klimatische Bedingungen wirken sowohl direkt durch Temperatur, Niederschläge und Wind als auch über verschiedene Vermittlungsfaktoren, wie vor allem Waldbrände und Insekten- und Krankheitsbefall, auf den Wald.

== Migration und Wachstumsrate ==

=== Standortveränderungen ===

[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte und für Deutschland heute und in Zukunft]]
Bedingt durch den Klimawandel verlagern sich die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten bezüglich verschiedener Klimafaktoren gut gedeihen, die so genannten Klimahüllen bzw. Wohlfühlbereiche.
Wie Waldgemeinschaften konkret auf den Klimawandel der nächsten Jahrzehnte reagieren werden, hängt entscheidend von den jeweiligen regionalen Veränderungen der verschiedenen klimatischen Faktoren in Wechselwirkung mit der Forstwirtschaft ab. Untersuchungen über vergangene klimatische Veränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung auf ein sich wandelndes Klima deutlich langsamer reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation, da Bäume von der Saat bis zur Reife oft mehrere Jahrzehnte benötigen. In Anpassung an die neuen Klimabedingungen nach der letzten Kaltzeit haben verschiedene Baumarten zwischen 50 und 1000 Jahre gebraucht, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln. Um den prognostizierten Klimaänderungen der nächsten Jahrzehnte zu folgen, müssten die Migrationsraten jedoch bei 500-600 km pro Jahrhundert liegen.<ref>Winnett, S.M. (1998): The potential effects of climate change on U.S. forests: a review, Climate Research 11, 39-49</ref> Dabei lassen sich die Wachstumsraten der Vergangenheit nicht einmal auf die heute vielfach durch menschliche Eingriffe fragmentierten Landschaften übertragen, in denen der Migration zahlreiche Barrieren entgegenstehen, wodurch die Migrationsraten in einem künftigen Klima deutlich auf weniger als 50 km pro 100 Jahre gedrückt oder sogar gegen Null tendieren werden.<ref>Iverson, L.R., A.P. and M.W. Schwartz (1999): Modeling potential future individual tree-species distributions in the eastern United States under a climate change scenario: a case study with Pinus virginiana, Ecological Modelling 115, 77-93 </ref>

Modellsimulationen, die von einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C bei einer Verdopplung des gegenwärtigen CO<sub>2</sub>-Gehaltes in den nächsten 70-80 Jahren ausgehen, kommen zu dem Ergebnis, dass die Ausbreitung von Wäldern in klimatisch aktuell geeignete Gebiete nur sehr verzögert ablaufen wird.<ref>Solomon, A.M. and A.P. Kirilenko (1997): Climate change and terrestrial biomass: what if trees do not migrate?, Global Ecology and Biogeography Letters 6, 139-148</ref> Dabei reagieren die einzelnen Baumarten oft sehr verschieden, was zu einer völlig neuen Zusammensetzung der Wälder führen kann. Ein Teil der Wälder wird "verarmen" oder sogar verschwinden, da bestimmte Baumsorten in den neuen klimatischen Bedingungen nicht überleben können. So werden Fichten und Kiefern in Norddeutschland und in Skandinavien (bei einer Verschiebung der für boreale Wälder geeigneten Klimazone während des 21. Jahrhunderts um 150-550 km nach Norden) wahrscheinlich weitgehend durch Buchen und Birken ersetzt und langfristig in die Tundra-Regionen vordringen. In den USA werden nördliche Nadel- und Laubwälder an ihrer Südgrenze fast ganz verschwinden, wie eine Untersuchung über das Gebiet der Großen Seen ergab,<ref>Ehman, J. L., W. Fan, J. C. Randolph, J. Southworth and N.T. Welch (2002): An integrated GIS and modeling approach for assessing the transient response of forests of the southern Great Lakes region to a doubled CO<sub>2</sub> climate, Forest Ecology and Management 155, 237-255</ref> und nur begrenzt durch südliche Baumarten ersetzt werden, was insgesamt zu einem Verlust an Diversität führen wird. In den borealen Gebieten ist damit zu rechnen, dass sich die Schwerpunkte der Waldbestände nach Norden verschieben. Während gegenwärtig in Finnland 70 % der Waldbestände in der Südhälfte des Landes zu finden sind und 30 % in der Nordhälfte, ergeben Modellberechnungen eine gleichwertige Verteilung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106</ref> Im Alpenraum wird es zu einem Vordringen von Bäumen in die subalpine und alpine Zone kommen.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140; Kellomäki, S., I. Rouvinen, H. Peltola, H. Strandman and R. Steinbrecher: Impact of global warming on the tree species composition of boreal forests in Finland and effects on emissions of isoprenoids (2001), Global Change Biology 7, 531-544</ref>

=== Verstärkung des Baumwachstums ===

[[Bild:Baumwachstum1961-1990.gif|thumb|550 px|Klimaänderung und Baumwachstum in Österreich von 1961 bis 1990. Die Darstellung zeigt den Anstieg der Jahresmitteltemperatur und die Zunahme der jährlichen Wachstumsperiode (definiert als die Zahl der Tage mit einer Durchschnittstemperatur über 5 oC) sowie die Zunahme des Stammwachstums in Prozent.]]

Gegenüber der nur sehr verzögert ablaufenden Standortveränderung lassen sich Veränderungen im Wachstumsverhalten durch einen Anstieg der Temperatur und des CO<sub>2</sub>-Gehaltes bereits heute erkennen. So zeigen regionale Beobachtungen und Modelluntersuchungen für die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts eine Zunahme der Wachstumsrate von Bäumen in einigen Gebieten der mittleren und höheren Breiten.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 140</ref> Die Gründe liegen außer in der Zunahme der [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidkonzentration]] der Atmosphäre nicht zuletzt in der höheren Temperatur und der Verlängerung der Wachstumszeit, die sich für die Nordische Fichte in Österreich in der Zeit von 1961 bis 1990 durch den Anstieg der Jahrestemperatur um 0,72 °C und der Wintertemperatur um 2,36 °C um 11 zusätzliche Tage erhöht hat. Als Folge hat die Nettoprimärproduktion um 3,5 % und die Wachstumsrate des Stammvolumens um rund 10% zugenommen.<ref>Hasenauer, H., R. N. Ramakrishna, K. Schadauer and S. W. Running (1999): Forest growth response to changing climate between 1961 and 1990 in Austria, Forest Ecology and Management 122, 209-219 </ref>

Entsprechend wird mit einer deutlichen Verstärkung des Baumwachstums in einigen europäischen Regionen auch für die nächsten Jahrzehnte gerechnet. Nach Modellberechnungen wird bis zum Ende des 21. Jahrhunderts an der nördlichen Baumgrenze (70 °N) eine Temperaturerhöhung von 4 °C und eine Ausdehnung der Wachstumsperiode von gegenwärtig 110-120 Tagen auf 150-160 Tage erwartet.<ref>Parry, M.L. (Editor) (2000): Assessment of Potential Effects and Adaptions for Climate Change in Europe: The Europe Acacia Project, Norwich, UK, p. 142</ref> Für Nordfinnland, wo bis zum Jahre 2100 ein Temperaturanstieg von 4 °C und eine Zunahme der Niederschläge um 10 % angenommen wird, haben Modellberechnungen bis 2100 eine Erhöhung der Wachstumsraten um 30 % gegenüber der Entwicklung bei gleichbleibenden klimatischen Bedingungen ergeben. Im wesentlichen ist dafür die Zunahme des Wachstums bei Kiefern und Fichten sowie der höhere Anteil von Birken verantwortlich. In Südfinnland wird die Wachstumsrate bis zum Jahre 2070 um etwa 10 % durch das veränderte Klima zunehmen, danach jedoch bei einer Temperaturerhöhung von über 3 °C zurückgehen.<ref>Talkkari, A. (1998): The development of forest resources and potential wood yield in Finland under changing climatic conditions, Forest Ecology and Management 106, 97-106 </ref> Eine wesentliche Voraussetzung für das Eintreffen dieser Projektionen ist ein ausreichender Anstieg der Niederschläge, der die erhöhte Evapotranspirationsleistung durch die gestiegenen Temperaturen und die größere Bodentrockenheit durch das frühere Abschmelzen der Schneedecke ausgleicht. Bereits im 20. Jahrhundert sind die Niederschläge im nördlichen Europa um 10-40 % gestiegen, ein Trend, der höchstwahrscheinlich auch in den folgenden Jahrzehnten anhalten wird.

=== Verringerung des Baumwachstums ===

[[Bild:BaumwachstumVerringert.gif|thumb|550 px|Sommertemperaturen 1906-1998 (Abweichungen vom Mittel des dargestellten Zeitraums) und das jährliche Wachstum der Baumringe der Weißfichte im zentralen Alaska (Fairbanks)]]

[[Bild:Szenarien-Forstwirtschaft.jpg|thumb|600 px|Biomasse in t/ha bei zwei Klima- und drei forstwirtschaftlichen Szenarien ]]

Die finnischen Ergebnisse können möglicherweise auch auf andere boreale Wälder, z.B. im übrigen Skandinavien und Russland, übertragen werden. Allerdings haben Beobachtungen in Alaska ergeben, dass eine Temperaturerhöhung nicht mit einem verstärkten Baumwachstum gekoppelt sein muss. Zwar konnte eine solche Korrelation in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet werden, zeigte sich jedoch nicht mehr für die letzten Jahrzehnte trotz weiterhin zunehmender Erwärmung in den untersuchten Gebieten. Vielmehr wurde für viele Standorte eine Verringerung des Baumwachstums in Abhängigkeit von der steigenden Temperatur festgestellt. Als Erklärung wird dafür primär eine Beeinträchtigung des Wachstums durch temperaturbedingte Trockenheit angenommen. Hinzu kommt, dass steigende Temperaturen die Strauchvegetation begünstigen, die mit den Bäumen um die Ressourcen von Wasser und Nährstoffen im Boden konkurrieren.<ref>Lloyd, A.H., and L. Christopher (2002): Spatial and Temporal Variability in the Growth and Climate Response of Treeline Trees in Alaska, Climatic Change 52, 481-509</ref> Gerade die Weißfichte, die in den borealen Wäldern des westlichen nordamerikanischen Kontinents eine der produktivsten und verbreitetsten Baumarten ist, reagiert auf Trockenstress durch höhere Temperaturen deutlich mit einem verminderten Baumwachstum, ablesbar an der Dikke der Baumringe. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass höhere Temperaturen und ein höherer CO<sub>2</sub>-Gehalt das Wachstum bei reifen Bäume in den hohen Breiten selbst in Norwegen kaum beeinflussen.<ref>Rasmussen, L., C. Beier and A. Bergstedt (2002): Experimental manipulations of old pine forest ecosystems to predict the potential tree growth effects of increased CO<sub>2</sub> and temperature in a future climate, Forest Ecology and Management 158, 179-188</ref> Eine weitere Erwärmung wird daher wahrscheinlich dazu führen, dass die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Bäume der höheren Breiten geringer als vielfach vermutet sein wird und daher von den borealen Wäldern insgesamt eher eine positive als eine negative Rückkopplung des Treibhauseffekts zu erwarten ist.<ref>Barber, V.A., G.P. Juday and B.P. Finney (2000): Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress, Nature 405, 668-673; Briffa, K.R., F.H. Schweingruber, P.D. Jones, T.J. Osborn, S.G. Shiyatov and E. A. Vaganov (1998): Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes, Nature 391, 678-682</ref>

Auch in trockeneren Regionen der mittleren Breiten liegen die Dinge ähnlich. Modellsimulationen für das Bundesland Brandenburg im Nordosten Deutschlands z.B. sagen bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts neben einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1,5 °C eine deutliche Abnahme der jährlichen Niederschlagsmenge um 40-140 mm voraus. Als Folge wird der Artenreichtum der brandenburgischen Wälder deutlich zurückgehen. Vor allem wird der Bestand an Buchen abnehmen und der von trockenresistenten Sorten wie Kiefern, Eichen und Linden zunehmen. Je nachdem, wie die Forstwirtschaft auf den Wandel reagiert, wird die Produktivität der brandenburgischen Wälder mehr oder weniger stark abnehmen und die Biomasse pro ha nach 110 Jahren gegenüber heute durchschnittlich um 53-67 % zurückgehen. Das Klimaszenario S0 in der Tabelle 1 geht von einem unveränderten Klima der Jahre 1951-1990 aus, das Szenario S1 von einer Temperaturzunahme um 1,5 °C und einer Niederschlagsabnahme um 40-140 mm in den nächsten 55 Jahren. Bei der Forstwirtschaft werden drei Wege unterschieden:
# die traditionelle Methode (FS1), die die ökonomisch wichtigen Arten begünstigt,
# die adaptive Methode (FS2), die die klimatisch am besten angepasten Sorten bevorzugt, und
# die auf hohe Diversität setzende Methode (FS3).
Die klimatischen Veränderungen und die Veränderungen im Waldbestand haben auch eine Verminderung der Grundwasseranreicherung um 33-37 % zur Folge und damit Konsequenzen für die Wasserversorgung des Ballungsraums Berlin und anderer Agglomerationen.<ref>P. Lasch, M. Lindner, M. Erhard, F. Suckow and A. Wenzel (2002): Regional impact assessment on forest structure and functions under climate change - the Brandenburg case study, Forest Ecology and Management, Volume 162, Issue 1, 1 June 2002, Pages 73-86</ref>

Für den mediterranen Raum zeigen Modelluntersuchungen, dass positive Effekte durch die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration dann zu erwarten sind, wenn sich auch die Niederschläge gegenüber heute erhöhen.<ref>Sabaté, S., C.A. Gracia and A. Sánchez (2002): Likely effects of climate change on growth of Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinus pinaster, Pinus sylvestris and Fagus sylvatica forests in the Mediterranean region, Forest Ecology and Management 162, 32-37</ref> Falls die temperaturbedingte Erhöhung der Evapotranspiration nicht durch höhere Niederschläge ausgeglichen werden, kommt es zu Trockenstress, der sowohl für die Artenzusammensetzung wie für das durchschnittliche Baumwachstum negative Folgen hat.

== Zunahme von Waldbränden ==
Hauptartikel:
* [[Waldbrände]]
* [[Waldbrände in hohen Breiten]]
* [[Waldbrände im Mittelmeerraum]]
* [[Waldbrände in den Tropen]]

== Insektenbefall ==
[[Bild:Borkenkäfer.jpg|thumb|420 px|junge Buchdrucker in der Rinde einer Fichte]]

Neben Dürren und Bränden ist die Schädigung durch Insektenbefall ein weiterer Faktor, der im Zusammenhang mit dem Klimawandel durch den Menschen beachtet werden muss. Betroffen sind vor allem die Wälder der borealen und gemäßigten Zone, in denen durch die Erwärmung Krankheitserreger und Insekten heimisch werden können, die dort bisher unbekannt waren. Bereits im 20. Jahrhundert konnten in Kanada und Russland im Zusammenhang mit steigenden Temperaturen zunehmende Zerstörungen an Bäumen durch Insekten beobachtet werden. So wurden die Waldzerstörungen durch Insekten in Kanada zwischen 1920 und 1995 auf 75 Millionen ha geschätzt, mit einer ansteigenden Rate nach 1970. Die aktuellen Schäden in russischen Wäldern durch Insektenbefall und Krankheiten werden auf 4 Millionen ha pro Jahr angenommen. Insgesamt geht man davon aus, dass die Schäden durch Insekten und Krankheiten in Sibirien und Kanada etwa gleich groß wie die durch Feuer sind.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, 5.6.2.2.2.</ref>

=== Borkenkäferbefall in Mitteleuropa und Kanada ===
[[Bild:KäferSchweiz.gif|thumb|600 px|Menge des Käferholzes (in m<sup>3</sup>) und Anzahl der Käfernester in der Schweiz 1984-2001 ]]
In Mitteleuropa hat vor allem die zeitweilig enorm gestiegene Verbreitung des Fichtenborkenkäfers (Buchdrucker) Aufmerksamkeit erregt, dem zahlreiche Bäume zum Opfer fielen. Die Käfer bohren weitläufige Brutsysteme in die Rinde der Bäume. Zunächst werden kränkelnde oder sturmgeschädigte Fichten befallen. Diese können sich nicht wie gesunde Bäume durch Harzaustritt wehren. Der Buchdrucker braucht einen schönen, warmen und trockenen Sommer, damit sich mindestens zwei volle Generationen vom Ei bis zum erwachsenen Käfer bilden können. In günstigen Jahren können sich bis zu 3 Käfergenerationen entwickeln. Das Brutsystem eines Weibchens enthält ca. 40 Larven. Mit jeder Generation vervielfacht sich demnach die Anzahl der Buchdrucker. Auch gesunde Fichten können sich nicht gegen unbegrenzt viele Käfer wehren und fallen dem Buchdrucker schließlich auch zum Opfer. In den Jahren 1990 und 1999 haben die Stürme "Vivian" und "Lothar" zu einer Massenvermehrung von Buchdruckern geführt, da die vielen sturmgeschädigten Bäume viele Brutmöglichkeiten für die Buchdrucker boten. So hat es in den "Lothar"-Sturmschadengebieten eine Massenvermehrung des Buchdruckers gegeben, wie sie die Schweiz in den vergangenen 200 Jahren nicht erlebt hat.
Zu besonders großen Schäden ist es durch den Borkenkäfer und warme und trockene Sommer auch in Kanada gekommen, wo in den 1990er Jahren Fichten von annähernd der halben Waldfläche der Schweiz vernichtet wurden.<ref>Meier, F., R. Engesser, B. Forster und O. Odermatt (1999): Forstschutz-Überblick 1998, Birmensdorf (http://www.wsl.ch/forest/wus/pbmd/artikel/fsub98d.pdf)</ref>

Da durch den anthropogenen Klimawandel in mittleren und höheren Breiten sowohl mit einer verstärkten Sturmtätigkeit wie mit einer deutlichen Erwärmung und teilweise auch größerer Trockenheit zu rechnen ist, werden wohl auch die Borkenkäferschäden in Zukunft zunehmen.

=== Projektionen ===

Die Schäden durch Insektenbefall könnten sich in den folgenden Jahrzehnten deutlich verstärken. Die Nordgrenze des Verbreitungsgebietes des amerikanischen Tannentriebwicklers, der sich besonders nach Dürren und heißen, trockenen Sommern vermehrt, aber auch durch milde Winter begünstigt wird, wird sich wahrscheinlich deutlich polwärts verschieben. Einige seiner natürlichen Feinde könnten möglicherweise südlich des 50. Breitengrades bei einer Temperaturerhöhung verschwinden, was die Population des Tannentriebwicklers und die durch ihn verursachten Schäden dramatisch steigen lassen würde.<ref>IPCC (2001): Climate Change 2001: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Contribution of the Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 5-10.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Links ==
* [http://www.waldundklima.de/ Wald und Klima] Internetportal zum Themenkomplex Wald/Waldnutzung, Holz und Holzverwendung unter dem Blickwinkel Klimawandel
* [http://www.waldwissen.net/ waldwissen.net] Informationsportal Wald mit einem Dossier [http://www.waldwissen.net/fokus/dossiers/bfw_dossier_klimawandel/index_DE Klimawandel und Forstwirtschaft]
* [http://www.bergwaldprojekt.de Bergwald-Projekt] Pflege von Wäldern u.a. in der Alpenregion
* [http://www.plant-for-the-planet.org Bäume pflanzen] mit Schulklassen Bäume pflanzen
* [http://www.wikiwoods.org Bäume pflanzen mit WikiWoods] mit Freiwilligen zusammen Wälder pflanzen
* [http://www.fao.org/forestry/fra/fra2010/en/ FAO-Bericht 2010 über den Zustand der Wälder weltweit]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag],

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Südamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ '''Nordamerika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238626/nordamerika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4285348/nordamerika-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ '''Afrika''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4398726/afrika-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4399280/afrika-niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ '''Asien''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358606/w-s-asien-eistage/ Temperatur (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275248/w-s-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-West-Asien)], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4362524/o-so-asien-temperatur/ Temperatur (Süd-Ost-Asien)] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ost-suedost-asien/4363726/o-so-asien-niederschlag/ Niederschlag (Süd-Ost-Asien)].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3074492/81de302a3007b5af67ae57c179380def/data/2007-oekosystem-wald.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/6558378/97c77f4d2a8c5e19dcd2344482f931bc/data/2015-boreale-nadelwaelder.pdf Die borealen Nadelwälder im Klimawandel] Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113448/a0e80c422260e126a8a0e47ddd0e6d5f/data/2007-vegetation.pdf Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten] (Johanneum, Lübeck)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Einfach=Wälder im Klimawandel (einfach)
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Deutschland
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Europa
|Regionales Beispiel=Wälder im Klimawandel: Nordamerika
|umfasst=Waldbrände
|Prozess=Deforestation (mittlere Breiten)
|Prozess=Deforestation (Tropen)
|prozess=Deforestation (hohe Breiten)
|umfasst=Phänologie
|ähnlich wie=Moore im Klimawandel
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
|Folge von=Langfristige Klimaänderungen
|Teil von=Biosphäre im Klimasystem
|Umfasst Prozess=Landnutzung
|Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|Unterrichtsmaterial=[http://www.lehrer-online.de/klimaretter-wald.php Der Wald als Klimaretter!?] Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel und Wald bei Lehrer Online
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände, Deforestation, Phänologie, Moore im Klimawandel, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Aktuelle Klimaänderungen, Langfristige Klimaänderungen, Biosphäre im Klimasystem, Landnutzung, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Verbreitung der Arten

2017-11-13T00:04:02Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Fruehl temp 1950-2007.jpg|thumb|520px|Veränderung der globalen Oberflächentemperatur zwischen 1950 und 2007 im Frühling (März-Mai) in °C (graue Flächen: fehlende Daten)]]
Eine wichtige Folge der [[Aktuelle Klimaänderungen|globalen Erwärmung]] sind Veränderungen in der Verbreitung der Arten entweder polwärts oder in die Höhe. Das Ergebnis ist oft eine veränderte Zusammensetzung in den bisherigen bzw. neuen Verbreitungsgebieten. Die Veränderungen hängen stark von der Mobilität der Arten ab. So reagieren Schmetterlinge sehr schnell auf eine Temperaturerhöhung, Waldbäume dagegen nur sehr langsam.

== Biologisch relevante Klimaänderungen ==
Wesentlichen Einfluss auf die Verbreitung der Arten haben die Mitteltemperatur und der Frühlingsbeginn. Seit den 1960er Jahren haben sich diese Parameter weltweit, wenn auch regional unterschiedlich, verändert. So haben sich nach einer umfangreichen Studie<ref>M.T. Burrows et al. (2011): The Pace of Shifting Climate in Marine and Terrestrial Ecosystems, Science 343, 652-655</ref> aus dem Jahre 2011 die Isothermen zwischen 50 °S und 80 °N sowohl im oberen Ozean wie auf dem Land zwischen 1960 und 2009 um fast 30 km pro Jahrzehnt Richtung höhere Breiten verschoben. Und die Frühlingstemperaturen haben sich um rund 2 Tage/Jahrzehnt vorverlegt. Die regionalen Unterschiede sind z.T. beträchtlich. So setzten die Frühlingstemperaturen um 5-10 Tage pro Jahrzehnt früher in der Nordsee ein, um deutlich weniger Tage im Mittelmeer und im Schwarzen Meer sogar um einige Tage verzögert. Auf dem Land gab es für den Frühlingsbeginn z.B. in Mittelasien kaum Veränderungen, im Mittleren Westen der USA sogar eine Verzögerung, in den meisten Landgebieten der Nordhalbkugel aber ein deutlich früheres Einsetzen wie etwa in Mitteleuropa um 2-5 Tage.

== Arealverschiebungen und Trophische Interaktionen ==

Trophische Interaktionen, also Nahrungsbeziehungen zwischen Organismen, werden auf vielfältige Weise vom Klimawandel beeinflusst. Außer auf [[Phänologie|phänologische Veränderungen]] können sich Klimaänderungen auch auf Nahrungsbeziehungen auswirken. Ein Beispiel stellt die Vogel-Lemming-Hypothese von Roselaar und Summers dar.<ref name="Mustin">Mustin, K./ Sutherland, W./ Gill, J. A. (2007): The complexity of predicting climate-induced ecological impacts. In: Climate Research, Jg. 35, S. 165-175</ref> Demnach ist der Bruterfolg bodenbrütender Vögel in der Tundra von der Häufigkeit von Lemmingen abhängig. Zwischen den Populationen der Lemminge und deren Prädatoren, vor allem dem arktischen Fuchs, besteht eine Räuber-Beute-Beziehung. Ist die Lemmingpopulation hoch, steigt die Populationsgröße der Prädatoren an, woraufhin die Populationsgröße der Lemminge wieder zurückgeht. Wenn die Lemmingpopulation klein ist und die der Prädatoren noch hoch, greifen die Prädatoren auf Eier und Küken der bodenbrütenden Vögel als alternative Nahrungsquelle zurück. Entsprechend ist der Bruterfolg der Vögel in Jahren mit großer Lemmingpopulation am höchsten. Kleine Säugetiere in der arktischen Tundra (z.B. Lemminge) sind im Winter von einer tiefen Schneedecke abhängig, da diese sie vor extremer Kälte und vor Prädatoren schützt. Im Rahmen des anthropogenen Klimawandels kommt es allerdings zu einer Verringerung der Schneetiefe. Zudem verkürzt sich der jährliche Zeitraum der Schneebedeckung. Durch diesen Effekt kann es zu einer Verringerung der Lemmingpopulationen kommen, was sich auf den Bruterfolg der bodenbrütenden Vögel auswirken würde.

Sämtliche Nahrungsbeziehungen innerhalb eines Ökosystems können durch den anthropogenen Klimawandel beeinflusst werden. So kann eine Veränderung des Verhältnisses von Photoperiode und Temperatur das Laichverhalten von Ästuarbewohnern (Ästuare sind Trichtermündungen von Flüssen im Gezeitenbereich) verändern.<ref name="Mustin" /> Dadurch können weitere Effekte angestoßen werden, die letztlich bestehende Nahrungsnetzwerke in Ästuaren verändern. Da Ästuare einen wichtigen Nahrungsgrund für überwinternde Watvögel darstellen, sind auch höhere trophische Ebenen betroffen. <ref name="Mustin" />

Auch die Verbreitung von Parasiten, Vektoren und Krankheiten wird durch den Klimawandel beeinflusst<ref name="Mustin" /> (siehe dazu z.B. [[Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)]]) und kann erhebliche Folgen für Ökosysteme haben. Weiterhin können trophische Beziehungen und deren Beeinflussung durch den Klimawandel auch das Verbreitungsgebiet einer Art begrenzen.

Das Verbreitungsgebiet des Natterwurzperlmutterfalters ist beispielsweise einerseits durch abiotische Faktoren und andererseits durch das Verbreitungsgebiet der Nahrungspflanze seiner Raupen, des Schlangen-Knöterichs, begrenzt.<ref name="Schweiger">Schweiger, O./ Settele, J./ Kudrna, O./ Klotz, S./ Kühn, I. (2008): Climate change can cause spatial mismatch of trophically interacting species. In: Ecology: Jg. 89, Nr. 12, S. 3472-3479</ref> Derzeit kommt der Falter vorwiegend in Zentraleuropa, den baltischen Staaten und in Südfinnland vor. In diesen Bereichen überschneidet sich das Verbreitungsgebiet des Knöterichs mit dem Gebiet, in dem der Falter potenziell vorkäme, wenn er nicht von seiner Nahrungspflanze abhängig wäre. Modellberechnungen ergeben, dass das Verbreitungsgebiet des Falters unter der Annahme, dass beide Arten kein Ausbreitungspotenzial hätten, wahrscheinlich stark schrumpfen wird.<ref name="Schweiger" /> Wäre das Ausbreitungspotenzial beider Arten unbegrenzt, würden vor allem in Skandinavien neue Überschneidungsgebiete entstehen. Das Ausbreitungspotenzial stellt somit eine zentrale Größe hinsichtlich der Prognose zukünftiger Verbreitungsgebiete dar.

== Invasive Arten ==
[[Bild:Pazifische_auster.jpg|thumb|520px|Entwicklung der Siedlungsdichte der Pazifischen Felsenauster auf Miesmuschelbänken bei Sylt]]
Die Migration führt in vielen Fällen zu einer neuen Zusammensetzung der Arten, was die Biodiversität erhöhen, aber auch verringern kann. Als Problem gilt vor allem das Eindringen sog. invasiver Arten, die in den neuen Verbreitungsgebieten die ökologische Vielfalt durch Verdrängung heimischer Arten gefährden. Dabei handelt es sich oft um Arten aus weit entfernten Regionen, die nicht selten durch den globalen Handel und Tourismus eingeschleppt wurden. Durch den Klimawandel wird dann zunehmend ihr Überleben und ihre Ausbreitung begünstigt. Hinzu kommt, dass sie in ihrer neuen Umgebung keine Fressfeinde besitzen.

Ein Beispiel ist die Pazifische Auster, die vor über 20 Jahren zu Zuchtzwecken z.B. in Gewässern bei Sylt eingeführt wurde. Eine spontane Ausbreitung über die angelegten Austernfarmen hinaus wurde wegen der kühlen Temperaturen der Nordsee für unmöglich gehalten. Seit einigen Jahren aber bietet die wärmere Nordsee auch gute Lebensbedingungen für die Pazifische Auster, die für das Laichen eine Wassertemperatur von mindestens 18 °C braucht. Diese Temperatur wurde immer häufiger erreicht, so dass sich die Pazifische Auster zunehmend auch außerhalb der Farmen findet und sich seit 2001 in einem rasanten Tempo ausbreitet. Dabei verdrängt sie immer mehr die heimische Miesmuschel, indem sie deren Muschelbänke überwuchert. Die wichtige Funktion der Miesmuschel in der Nahrungskette des Wattenmeers kann der Neuankömmling wegen seiner klumpenhaften Ansiedlung und scharfen Schalenränder nicht ersetzen.<ref>Reise, K. (2008): Nordseeküste: Klimawandel und Welthandel komponieren Lebensgemeinschaften neu, in Lozán, J.L. u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, S. 63-67</ref>
[[Bild:Exoten schweiz.jpg|thumb|320px|Anzahl der Frosttage (rote Kurve) und Anzahl immergrüner exotischer Arten (grüne Fläche) in der Südschweiz]]
Ein ähnliches Beispiel auf dem Land ist das Eindringen immergrüner exotischer Laubgehölze in die mitteleuropäischen Wälder.<ref>Walther, G.-R. (2006): Palmen im Wald? Exotische Arten nehmen in Schweizer Wäldern bei wärmeren Temperaturen zu, Forum für Wissen 2006, 55-61</ref> Die immegrünen Arten waren zunächst am Alpensüdrand in Gärten angesiedelt worden und blieben lange Zeit auf diese Standorte beschränkt. Erst seit den 1970er Jahren zeigt sich eine deutliche Tendenz zur Ausbreitung in die umliegenden Wälder. Der Grund waren vor allem die milden Winter. Zu den Exoten im südlichen Alpenraum gehört auch die aus Südasien stammende Hanfpalme, die lange Zeit außerhalb der Gärten nur in besonders warmen Jahren nachgewiesen werden konnte. Seit Ende der 1980er Jahre aber breitet sie sich, auch auf Kosten heimischer Laubgewächse, zunehmend aus, sogar bis in Höhen von 8oo Metern.

== Regionale Migration ==

=== Polare Gebiete ===
[[Bild:Tundra_strauch.gif|thumb|320px|Positive Rückkopplung zwischen einer Zunahme der Strauchvegetation und Bodenprozessen in der Tundra im nördlichen Alaska]]

====Terrestrische Ökosysteme====
[[Terrestrisch|Terrestrische]] [[Ökosystem|Ökosysteme]] in [[Polargebiet|polaren Gebieten]] sind von solchen Veränderungen als Folgen des Klimawandels vor allem betroffen, da hier der Temperaturanstieg besonders hoch ist. So war die Erwärmung in der Arktis in den letzten Jahrzehnten doppelt so stark wie im globalen Mittel, besonders im Winter. Alaska und das westliche Kanada zeigen z.B. in den letzten 50 Jahren einen winterlichen Temperaturanstieg von 3-4 °C. Die Folgen für die physische Natur sind vielfältig und überall deutlich festzustellen. Besonders gravierend ist das Abschmelzen des arktischen [[Meereis|Meereises]]. Aber auch das Eis auf Grönland und der arktischen [[Gletscher im Klimawandel|Gletscher]] schmilzt unerwartet schnell. Ebenso hat sich die arktische Schneedecke verringert, in den letzten 30 Jahren um 10 %. Und der arktische [[Permafrost]] erwärmt sich in immer größere Tiefen und taut im Sommer über immer größeren Gebieten auf.<ref>Impacts of a Warming Arctic: [http://amap.no/acia/ Arctic Climate Impact Assessment] </ref>

Nahezu alle Ökosysteme in dieser Region zeigen daher deutliche Veränderungen. U.a. ist im nördlichen Alaska, in Nord-Kanada und Teilen Sibiriens die Strauchvegetation in frühere Tundragebiete vorgedrungen. In Alaska hat sich die Temperatur in den letzten 30 Jahren vor allem im Winter um 0,5 °C pro Jahrzehnt erhöht, d.h. um das Fünffache des globalen Wertes. Eine Folge ist eine deutliche Zunahme der Strauchvegetation in den Tundragebieten. Die Gründe liegen nicht nur in wärmeren und längeren Sommern. Offensichtlich spielen auch winterliche Rückkopplungsprozesse eine wichtige Rolle: Durch die Strauchvegetation wird die Schneedecke besser gehalten, die wiederum die obere Bodenschicht vor allzu starker Auskühlung schützt. In ihr können dadurch Bodenmikroorganismen eine höhere Aktivität entfalten, was wiederum das Nährstoffangebot für die Strauchwurzeln erhöht. Dadurch wird die Strauchvegetation weiter gefördert usw.<ref>Sturm M., Schimel .J, Mechaelson G.,Welker J.M., Oberbauer S.F., et al. (2005): Winter biological processes could help convert Arctic tundra to shrubland. BioScience 55,17-26</ref>
[[Bild:Eisbaer_gewicht.gif|thumb|420px|Vorverlegung des Eisaufbruchs und abnehmendes Körpergewicht von Eisbären (Hudson-Bay)]]

==== Ozeanische Ökosysteme ====
Auch bei ozeanischen Ökosystemen der höheren Breiten zeigen sich die Folgen der Erwärmung deutlich. Durch den starken Rückgang von [[Meereis]] sind zahlreiche vom Eis abhängige Ökosysteme betroffen. Zunächst hat sich seit den 1970er Jahren die Population von Eisalgen erheblich verringert. Das führte zu einer starken Reduzierung von Krill, z.B. um 38-75 % pro Jahrzehnt in großen Teilen des südwestlichen Atlantik. Krill ist eine wichtige Nahrungsquelle für Fische Seevögel und Meeressäuger. Auch Pinguine zeigen eine dramatische Reaktion auf die abnehmende Ausdehnung des [[Meereis|Meereises]]. Aus ihren nördlichsten Gebieten sind die vom Meereis abhängigen Adele- und Kaiser-Pinguine seit 1970 nahezu ganz verschwunden. So sind die Kaiser-Pinguine an der westlichen Antarktischen Halbinsel von 300 Brutpaaren auf 9 zurückgegangen. Vom Eis elementar abhängig sind die zahlreichen Arten der Seerobben, die am Eisrand und unter dem Eis jagen und auf dem Eis ihre Jungen zur Welt bringen und aufziehen.

Der Meereisrückgang ist in der Arktis noch stärker und umfassender als in der Antarktis. Besonders betroffen ist davon der Eisbär. Eisbären sind abhängig von einer intakten Eisdecke, da sie nur von dieser Plattform aus das Nahrungsangebot des Meeres, vor allem die Seerobbe, effektiv nutzen können. Trächtige Weibchen bauen in hohen Schneedecken auf Meereis oder an Land Höhlen für den Nachwuchs. In den südlichen Randgebieten ihres Vorkommens ziehen sich die Eisbären beim Aufbrechen des Eises im Frühjahr auf das Land zurück, um hier mehr oder weniger fastend zu überleben.
[[Bild:Eisbaer.jpg|thumb|420px|Eisbär auf schwindendem Eis]]
In der Arktis sind aufgrund der Eis-Albedo-Rückkopplung die Temperaturen besonders stark angestiegen, in der Hudson Bay z.B., einem wichtigen Lebensraum von Eisbären, im Frühling um 2-3 °C in den letzten 50 Jahren. Das dadurch bedingte frühere Aufbrechen des Eises um 7-8 Tage pro Jahrzehnt, d.h. in den letzten 30 Jahren um ca. drei Wochen, zwingt die Bären, früher an Land zu gehen, und zu einer längeren Fastenzeit. Die Folge ist ein Verlust des Körpergewichts. So wurden in der Westlichen Hudson Bay von 1980 bis 2004 bei erwachsenen weiblichen Tieren Gewichtsverluste um durchschnittlich 65 kg (von 295 auf 235 kg) festgestellt. Auch die Anzahl der Eisbären hat sich hier zwischen 1987 und 2004 deutlich von 1194 auf 935, d.h. um 22 %, reduziert. Bei einem Forschreiten dieser Entwicklung wären die Bären in 20-30 Jahren nicht mehr in der Lage, Nachwuchs aufzuziehen, da bei ca. 190 kg die Untergrenze für eine erfolgreiche Reproduktion liegt.<ref>Stirling, I., and Parkinson, C.L. 2006. Possible Effects of Climate Warming on Selected Populations of Polar Bears (Ursus maritimus) in the Canadian Arctic. Arctic 59: 261-275 </ref> Heute existieren etwa 20000-25000 Eisbären. Sollte das Schmelzen des arktischen Meereises sich so stark wie beobachtet fortsetzen, werden Eisbären und andere vom Eis abhängige Arten in wenigen Jahrzehnten vom Aussterben bedroht sein.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Kap. 4, Box 3.2]</ref> Eine andere Gefahr droht von frühen und starken Regenfällen, die die Höhlen junger Eisbärfamilien zerstören.

=== Mittlere Breiten ===

In den [[Gemäßigte Zone|mittleren Breiten]] zeigen vor allem [[Klimawandel und Zugvögel|Vögel]] und Schmetterlinge eine Migration nach Norden. In Großbritannien wurde bei 12 Vogelarten eine Ausbreitung nach Norden um 19 km in 20 Jahren beobachtet. Bei zahlreichen Schmetterlingsarten wurde in ganz Europa eine Ausdehnung der Verbreitungsgrenze nach Norden zwischen 35 und 240 km festgestellt. Einige Arten haben auch ihren Lebensraum insgesamt verlegt. So kam der Braune Feuerfalter (Heodes tityrus) in den 1920er Jahren hauptsächlich in Katalanien vor. Gegenwärtig findet man ihn nur noch nördlich der Pyrynäen, und 2006 erreichte er die Ostseeregion. In den USA hat der Sachem-Skipper-Schmetterling sein Verbreitungsgebiet in nur 35 Jahren über 600 km von Kalifornien nach Washington verlegt.<ref>Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics (37), 637-69 </ref>

Aber auch Pflanzen der mittleren Breiten zeigen bereits deutliche Verschiebungen ihrer Verbreitungsgrenzen, wobei es zu Einwanderungen exotischer Arten kommt. So wurde der mediterran-westatlantische Meerfenchel seit dem Jahr 2000 zum erstenmal auf Helgoland nachgewiesen. Die Lorbeerkirsche, die eigentlich aus dem Balkan und den Küstenregionen am Schwarzen und Kaspischen Meer stammt und in Mitteleuropa nur kultiviert vorkommt, wird seit 15 Jahren zunehmnd auch verwildert beobachtet. Ähnliches trifft für die aus Südostasien stammende Hanfpalme zu, die seit dem 19. jahrhundert importiert wurde, aber auf Gartenstandorte beschränkt blieb. Auch sie ist an nichtkultivierten Standorten heimisch geworden wie in Wäldern der Südalpen und zunehmend in der gesamten Schweiz. Eine problematische Zuwanderung stellt die Beifußblättrige Ambrosia (auch Traubenkraut genannt) dar, da sie hohallergine Pollen produziert. Sie stammt aus nordamerika, breitete sich in den 1990er Jahren massiv in süs- und Südosteuropa aus und ist seit einigen Jahren auch in Deutschland, in Süddeutschland sogar in Massenbeständen, nachgewiesen worden.<ref>Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther: Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85 </ref> Auch wenn die Einfuhr exotischer Arten dem bewussten Import und globalem Handel zugeschrieben werden muss, ist die eigenständige Ausbreitung in der Regel durch die wärmeren Klimaverhältnisse bedingt.

====Gebirgsregionen====
[[Bild:Hoehenmigration.jpg|thumb|420px|Höhenmigration zwischen den 1990er Jahren und 2003 in den Gipfelregionen der Berninagruppe]]
Gebirgsregionen zeigen im Allgemeinen deutliche Höhenabstufungen in den physischen Bedingungen, an welche die Ökosysteme angepasst sind. Besonders die Temperaturverhältnisse haben sich in den letzten Jahrzehnten in die Höhe verschoben, und mit ihnen der Lebensraum mancher Arten. So haben in Costa Rica Tiefland-Vögel begonnen, in den Bergwäldern zu brüten. In Frankreich wurde beobachtet, dass der Rote-Apollo-Schmetterling auf Plateaus unterhalb von ca. 850 m in den letzten 40 Jahren verschwunden ist und nur noch ab 900 m Höhe vorkommt.

Besonders hochalpine Pflanzen sind stark von den Temperaturbedingungen abhängig, die hier in den letzten Jahrzehnten durch die [[Eis-Albedo-Rückkopplung]] etwa doppelt so stark wie im globalen Durchschnitt gestiegen sind. Wie in den höheren Breiten wird auch in Hochgebirgen eine deutliche Verschiebung der Vegetationsgrenzen (hier in die Höhe) erwartet, die vielfach schon beobachtet wurde, so z.B. um 60-80 m in den letzten 70 Jahren im südlichen Ural oder um 150-165 m im 20. Jahrhundert in Skandinavien.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability, 12.4.3; Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156 </ref> Eine Untersuchung über die Migration der Arten auf Gipfeln der Schweizer Bernina-Gruppe hat eine beschleunigte Aufwärtswanderung seit Mitte der 1980er Jahre festgestellt, mit dem Resultat eines höheren Artenreichtums in den Gipfelregionen.<ref>Walther, Gian-Reto; Beißner, Sascha; Burga, Conradin A. (2005): Trends in the upward shift of alpine plants, Journal of Vegetation Science 16, 541-548 </ref> Bei einer weiteren Erwärmung wird allerdings damit gerechnet, dass die Artenzunahme sich in ihr Gegenteil verkehrt, da Kälte liebende Arten ihren Lebensraum verlieren werden. Erste Anzeichen dafür sind bereits in Montana im Nordwesten der USA beobachtet worden.<ref>Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability - [http://www.gtp89.dial.pipex.com/chpt.htm Online]
* Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther (2008): Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85

== Weblinks ==
* [http://www.waldundklima.net/klima_wald_01.php Wald & Klimaveränderungen]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4438660/europa-frosttage-rcp/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785464/temperatur-frosttage/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/ '''Regionaldaten zur Arktis''']: z:B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4275340/arktis-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4276842/arktis-meereis/ Meereis].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113436/53b98832825adc26fe52c725232c0913/data/2010-forsythie.pdf Klimawandel - direkt vor der Haustür?!] Pflanzenwachstum und Klimaerwärmung, dargestellt am Beispiel des Blühbeginns der Forsythie an der Hamburger Lombardsbrücke (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4307386/9f27e21fd139b9419127ed2ff8dd980b/data/2014-quallen-in-der-nordsee.pdf Quallen in der Nordsee] Haben wir den Quallen unbewusst ein Paradies in der Nordsee geschaffen? (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3903634/4a7df422fd7e3fa12f54fb4aaa4e9f1c/data/2012-eisbaeren-im-klimawandel.pdf Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben des Eisbären?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Phänologie
|beeinflusst von=Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)
|Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Teil von=Marine Ökosysteme
|beeinflusst von=Meereis
|beeinflusst von=Eis-Albedo-Rückkopplung
|umfasst=Klimawandel und Zugvögel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Aktuelle Klimaänderungen, Phänologie, Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme), Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme, Marine, Meereis, Eis-Albedo-Rückkopplung, Klimawandel und Zugvögel, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Verbreitung der Arten

2017-11-13T00:02:35Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Fruehl temp 1950-2007.jpg|thumb|520px|Veränderung der globalen Oberflächentemperatur zwischen 1950 und 2007 im Frühling (März-Mai) in °C (graue Flächen: fehlende Daten)]]
Eine wichtige Folge der [[Aktuelle Klimaänderungen|globalen Erwärmung]] sind Veränderungen in der Verbreitung der Arten entweder polwärts oder in die Höhe. Das Ergebnis ist oft eine veränderte Zusammensetzung in den bisherigen bzw. neuen Verbreitungsgebieten. Die Veränderungen hängen stark von der Mobilität der Arten ab. So reagieren Schmetterlinge sehr schnell auf eine Temperaturerhöhung, Waldbäume dagegen nur sehr langsam.

== Biologisch relevante Klimaänderungen ==
Wesentlichen Einfluss auf die Verbreitung der Arten haben die Mitteltemperatur und der Frühlingsbeginn. Seit den 1960er Jahren haben sich diese Parameter weltweit, wenn auch regional unterschiedlich, verändert. So haben sich nach einer umfangreichen Studie<ref>M.T. Burrows et al. (2011): The Pace of Shifting Climate in Marine and Terrestrial Ecosystems, Science 343, 652-655</ref> aus dem Jahre 2011 die Isothermen zwischen 50 °S und 80 °N sowohl im oberen Ozean wie auf dem Land zwischen 1960 und 2009 um fast 30 km pro Jahrzehnt Richtung höhere Breiten verschoben. Und die Frühlingstemperaturen haben sich um rund 2 Tage/Jahrzehnt vorverlegt. Die regionalen Unterschiede sind z.T. beträchtlich. So setzten die Frühlingstemperaturen um 5-10 Tage pro Jahrzehnt früher in der Nordsee ein, um deutlich weniger Tage im Mittelmeer und im Schwarzen Meer sogar um einige Tage verzögert. Auf dem Land gab es für den Frühlingsbeginn z.B. in Mittelasien kaum Veränderungen, im Mittleren Westen der USA sogar eine Verzögerung, in den meisten Landgebieten der Nordhalbkugel aber ein deutlich früheres Einsetzen wie etwa in Mitteleuropa um 2-5 Tage.

== Arealverschiebungen und Trophische Interaktionen ==

Trophische Interaktionen, also Nahrungsbeziehungen zwischen Organismen, werden auf vielfältige Weise vom Klimawandel beeinflusst. Außer auf [[Phänologie|phänologische Veränderungen]] können sich Klimaänderungen auch auf Nahrungsbeziehungen auswirken. Ein Beispiel stellt die Vogel-Lemming-Hypothese von Roselaar und Summers dar.<ref name="Mustin">Mustin, K./ Sutherland, W./ Gill, J. A. (2007): The complexity of predicting climate-induced ecological impacts. In: Climate Research, Jg. 35, S. 165-175</ref> Demnach ist der Bruterfolg bodenbrütender Vögel in der Tundra von der Häufigkeit von Lemmingen abhängig. Zwischen den Populationen der Lemminge und deren Prädatoren, vor allem dem arktischen Fuchs, besteht eine Räuber-Beute-Beziehung. Ist die Lemmingpopulation hoch, steigt die Populationsgröße der Prädatoren an, woraufhin die Populationsgröße der Lemminge wieder zurückgeht. Wenn die Lemmingpopulation klein ist und die der Prädatoren noch hoch, greifen die Prädatoren auf Eier und Küken der bodenbrütenden Vögel als alternative Nahrungsquelle zurück. Entsprechend ist der Bruterfolg der Vögel in Jahren mit großer Lemmingpopulation am höchsten. Kleine Säugetiere in der arktischen Tundra (z.B. Lemminge) sind im Winter von einer tiefen Schneedecke abhängig, da diese sie vor extremer Kälte und vor Prädatoren schützt. Im Rahmen des anthropogenen Klimawandels kommt es allerdings zu einer Verringerung der Schneetiefe. Zudem verkürzt sich der jährliche Zeitraum der Schneebedeckung. Durch diesen Effekt kann es zu einer Verringerung der Lemmingpopulationen kommen, was sich auf den Bruterfolg der bodenbrütenden Vögel auswirken würde.

Sämtliche Nahrungsbeziehungen innerhalb eines Ökosystems können durch den anthropogenen Klimawandel beeinflusst werden. So kann eine Veränderung des Verhältnisses von Photoperiode und Temperatur das Laichverhalten von Ästuarbewohnern (Ästuare sind Trichtermündungen von Flüssen im Gezeitenbereich) verändern.<ref name="Mustin" /> Dadurch können weitere Effekte angestoßen werden, die letztlich bestehende Nahrungsnetzwerke in Ästuaren verändern. Da Ästuare einen wichtigen Nahrungsgrund für überwinternde Watvögel darstellen, sind auch höhere trophische Ebenen betroffen. <ref name="Mustin" />

Auch die Verbreitung von Parasiten, Vektoren und Krankheiten wird durch den Klimawandel beeinflusst<ref name="Mustin" /> (siehe dazu z.B. [[Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)]]) und kann erhebliche Folgen für Ökosysteme haben. Weiterhin können trophische Beziehungen und deren Beeinflussung durch den Klimawandel auch das Verbreitungsgebiet einer Art begrenzen.

Das Verbreitungsgebiet des Natterwurzperlmutterfalters ist beispielsweise einerseits durch abiotische Faktoren und andererseits durch das Verbreitungsgebiet der Nahrungspflanze seiner Raupen, des Schlangen-Knöterichs, begrenzt.<ref name="Schweiger">Schweiger, O./ Settele, J./ Kudrna, O./ Klotz, S./ Kühn, I. (2008): Climate change can cause spatial mismatch of trophically interacting species. In: Ecology: Jg. 89, Nr. 12, S. 3472-3479</ref> Derzeit kommt der Falter vorwiegend in Zentraleuropa, den baltischen Staaten und in Südfinnland vor. In diesen Bereichen überschneidet sich das Verbreitungsgebiet des Knöterichs mit dem Gebiet, in dem der Falter potenziell vorkäme, wenn er nicht von seiner Nahrungspflanze abhängig wäre. Modellberechnungen ergeben, dass das Verbreitungsgebiet des Falters unter der Annahme, dass beide Arten kein Ausbreitungspotenzial hätten, wahrscheinlich stark schrumpfen wird.<ref name="Schweiger" /> Wäre das Ausbreitungspotenzial beider Arten unbegrenzt, würden vor allem in Skandinavien neue Überschneidungsgebiete entstehen. Das Ausbreitungspotenzial stellt somit eine zentrale Größe hinsichtlich der Prognose zukünftiger Verbreitungsgebiete dar.

== Invasive Arten ==
[[Bild:Pazifische_auster.jpg|thumb|520px|Entwicklung der Siedlungsdichte der Pazifischen Felsenauster auf Miesmuschelbänken bei Sylt]]
Die Migration führt in vielen Fällen zu einer neuen Zusammensetzung der Arten, was die Biodiversität erhöhen, aber auch verringern kann. Als Problem gilt vor allem das Eindringen sog. invasiver Arten, die in den neuen Verbreitungsgebieten die ökologische Vielfalt durch Verdrängung heimischer Arten gefährden. Dabei handelt es sich oft um Arten aus weit entfernten Regionen, die nicht selten durch den globalen Handel und Tourismus eingeschleppt wurden. Durch den Klimawandel wird dann zunehmend ihr Überleben und ihre Ausbreitung begünstigt. Hinzu kommt, dass sie in ihrer neuen Umgebung keine Fressfeinde besitzen.

Ein Beispiel ist die Pazifische Auster, die vor über 20 Jahren zu Zuchtzwecken z.B. in Gewässern bei Sylt eingeführt wurde. Eine spontane Ausbreitung über die angelegten Austernfarmen hinaus wurde wegen der kühlen Temperaturen der Nordsee für unmöglich gehalten. Seit einigen Jahren aber bietet die wärmere Nordsee auch gute Lebensbedingungen für die Pazifische Auster, die für das Laichen eine Wassertemperatur von mindestens 18 °C braucht. Diese Temperatur wurde immer häufiger erreicht, so dass sich die Pazifische Auster zunehmend auch außerhalb der Farmen findet und sich seit 2001 in einem rasanten Tempo ausbreitet. Dabei verdrängt sie immer mehr die heimische Miesmuschel, indem sie deren Muschelbänke überwuchert. Die wichtige Funktion der Miesmuschel in der Nahrungskette des Wattenmeers kann der Neuankömmling wegen seiner klumpenhaften Ansiedlung und scharfen Schalenränder nicht ersetzen.<ref>Reise, K. (2008): Nordseeküste: Klimawandel und Welthandel komponieren Lebensgemeinschaften neu, in Lozán, J.L. u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, S. 63-67</ref>
[[Bild:Exoten schweiz.jpg|thumb|320px|Anzahl der Frosttage (rote Kurve) und Anzahl immergrüner exotischer Arten (grüne Fläche) in der Südschweiz]]
Ein ähnliches Beispiel auf dem Land ist das Eindringen immergrüner exotischer Laubgehölze in die mitteleuropäischen Wälder.<ref>Walther, G.-R. (2006): Palmen im Wald? Exotische Arten nehmen in Schweizer Wäldern bei wärmeren Temperaturen zu, Forum für Wissen 2006, 55-61</ref> Die immegrünen Arten waren zunächst am Alpensüdrand in Gärten angesiedelt worden und blieben lange Zeit auf diese Standorte beschränkt. Erst seit den 1970er Jahren zeigt sich eine deutliche Tendenz zur Ausbreitung in die umliegenden Wälder. Der Grund waren vor allem die milden Winter. Zu den Exoten im südlichen Alpenraum gehört auch die aus Südasien stammende Hanfpalme, die lange Zeit außerhalb der Gärten nur in besonders warmen Jahren nachgewiesen werden konnte. Seit Ende der 1980er Jahre aber breitet sie sich, auch auf Kosten heimischer Laubgewächse, zunehmend aus, sogar bis in Höhen von 8oo Metern.

== Regionale Migration ==

=== Polare Gebiete ===
[[Bild:Tundra_strauch.gif|thumb|320px|Positive Rückkopplung zwischen einer Zunahme der Strauchvegetation und Bodenprozessen in der Tundra im nördlichen Alaska]]

====Terrestrische Ökosysteme====
[[Terrestrisch|Terrestrische]] [[Ökosystem|Ökosysteme]] in [[Polargebiet|polaren Gebieten]] sind von solchen Veränderungen als Folgen des Klimawandels vor allem betroffen, da hier der Temperaturanstieg besonders hoch ist. So war die Erwärmung in der Arktis in den letzten Jahrzehnten doppelt so stark wie im globalen Mittel, besonders im Winter. Alaska und das westliche Kanada zeigen z.B. in den letzten 50 Jahren einen winterlichen Temperaturanstieg von 3-4 °C. Die Folgen für die physische Natur sind vielfältig und überall deutlich festzustellen. Besonders gravierend ist das Abschmelzen des arktischen [[Meereis|Meereises]]. Aber auch das Eis auf Grönland und der arktischen [[Gletscher im Klimawandel|Gletscher]] schmilzt unerwartet schnell. Ebenso hat sich die arktische Schneedecke verringert, in den letzten 30 Jahren um 10 %. Und der arktische [[Permafrost]] erwärmt sich in immer größere Tiefen und taut im Sommer über immer größeren Gebieten auf.<ref>Impacts of a Warming Arctic: [http://amap.no/acia/ Arctic Climate Impact Assessment] </ref>

Nahezu alle Ökosysteme in dieser Region zeigen daher deutliche Veränderungen. U.a. ist im nördlichen Alaska, in Nord-Kanada und Teilen Sibiriens die Strauchvegetation in frühere Tundragebiete vorgedrungen. In Alaska hat sich die Temperatur in den letzten 30 Jahren vor allem im Winter um 0,5 °C pro Jahrzehnt erhöht, d.h. um das Fünffache des globalen Wertes. Eine Folge ist eine deutliche Zunahme der Strauchvegetation in den Tundragebieten. Die Gründe liegen nicht nur in wärmeren und längeren Sommern. Offensichtlich spielen auch winterliche Rückkopplungsprozesse eine wichtige Rolle: Durch die Strauchvegetation wird die Schneedecke besser gehalten, die wiederum die obere Bodenschicht vor allzu starker Auskühlung schützt. In ihr können dadurch Bodenmikroorganismen eine höhere Aktivität entfalten, was wiederum das Nährstoffangebot für die Strauchwurzeln erhöht. Dadurch wird die Strauchvegetation weiter gefördert usw.<ref>Sturm M., Schimel .J, Mechaelson G.,Welker J.M., Oberbauer S.F., et al. (2005): Winter biological processes could help convert Arctic tundra to shrubland. BioScience 55,17-26</ref>
[[Bild:Eisbaer_gewicht.gif|thumb|420px|Vorverlegung des Eisaufbruchs und abnehmendes Körpergewicht von Eisbären (Hudson-Bay)]]

==== Ozeanische Ökosysteme ====
Auch bei ozeanischen Ökosystemen der höheren Breiten zeigen sich die Folgen der Erwärmung deutlich. Durch den starken Rückgang von [[Meereis]] sind zahlreiche vom Eis abhängige Ökosysteme betroffen. Zunächst hat sich seit den 1970er Jahren die Population von Eisalgen erheblich verringert. Das führte zu einer starken Reduzierung von Krill, z.B. um 38-75 % pro Jahrzehnt in großen Teilen des südwestlichen Atlantik. Krill ist eine wichtige Nahrungsquelle für Fische Seevögel und Meeressäuger. Auch Pinguine zeigen eine dramatische Reaktion auf die abnehmende Ausdehnung des [[Meereis|Meereises]]. Aus ihren nördlichsten Gebieten sind die vom Meereis abhängigen Adele- und Kaiser-Pinguine seit 1970 nahezu ganz verschwunden. So sind die Kaiser-Pinguine an der westlichen Antarktischen Halbinsel von 300 Brutpaaren auf 9 zurückgegangen. Vom Eis elementar abhängig sind die zahlreichen Arten der Seerobben, die am Eisrand und unter dem Eis jagen und auf dem Eis ihre Jungen zur Welt bringen und aufziehen.

Der Meereisrückgang ist in der Arktis noch stärker und umfassender als in der Antarktis. Besonders betroffen ist davon der Eisbär. Eisbären sind abhängig von einer intakten Eisdecke, da sie nur von dieser Plattform aus das Nahrungsangebot des Meeres, vor allem die Seerobbe, effektiv nutzen können. Trächtige Weibchen bauen in hohen Schneedecken auf Meereis oder an Land Höhlen für den Nachwuchs. In den südlichen Randgebieten ihres Vorkommens ziehen sich die Eisbären beim Aufbrechen des Eises im Frühjahr auf das Land zurück, um hier mehr oder weniger fastend zu überleben.
[[Bild:Eisbaer.jpg|thumb|420px|Eisbär auf schwindendem Eis]]
In der Arktis sind aufgrund der Eis-Albedo-Rückkopplung die Temperaturen besonders stark angestiegen, in der Hudson Bay z.B., einem wichtigen Lebensraum von Eisbären, im Frühling um 2-3 °C in den letzten 50 Jahren. Das dadurch bedingte frühere Aufbrechen des Eises um 7-8 Tage pro Jahrzehnt, d.h. in den letzten 30 Jahren um ca. drei Wochen, zwingt die Bären, früher an Land zu gehen, und zu einer längeren Fastenzeit. Die Folge ist ein Verlust des Körpergewichts. So wurden in der Westlichen Hudson Bay von 1980 bis 2004 bei erwachsenen weiblichen Tieren Gewichtsverluste um durchschnittlich 65 kg (von 295 auf 235 kg) festgestellt. Auch die Anzahl der Eisbären hat sich hier zwischen 1987 und 2004 deutlich von 1194 auf 935, d.h. um 22 %, reduziert. Bei einem Forschreiten dieser Entwicklung wären die Bären in 20-30 Jahren nicht mehr in der Lage, Nachwuchs aufzuziehen, da bei ca. 190 kg die Untergrenze für eine erfolgreiche Reproduktion liegt.<ref>Stirling, I., and Parkinson, C.L. 2006. Possible Effects of Climate Warming on Selected Populations of Polar Bears (Ursus maritimus) in the Canadian Arctic. Arctic 59: 261-275 </ref> Heute existieren etwa 20000-25000 Eisbären. Sollte das Schmelzen des arktischen Meereises sich so stark wie beobachtet fortsetzen, werden Eisbären und andere vom Eis abhängige Arten in wenigen Jahrzehnten vom Aussterben bedroht sein.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Kap. 4, Box 3.2]</ref> Eine andere Gefahr droht von frühen und starken Regenfällen, die die Höhlen junger Eisbärfamilien zerstören.

=== Mittlere Breiten ===

In den [[Gemäßigte Zone|mittleren Breiten]] zeigen vor allem [[Klimawandel und Zugvögel|Vögel]] und Schmetterlinge eine Migration nach Norden. In Großbritannien wurde bei 12 Vogelarten eine Ausbreitung nach Norden um 19 km in 20 Jahren beobachtet. Bei zahlreichen Schmetterlingsarten wurde in ganz Europa eine Ausdehnung der Verbreitungsgrenze nach Norden zwischen 35 und 240 km festgestellt. Einige Arten haben auch ihren Lebensraum insgesamt verlegt. So kam der Braune Feuerfalter (Heodes tityrus) in den 1920er Jahren hauptsächlich in Katalanien vor. Gegenwärtig findet man ihn nur noch nördlich der Pyrynäen, und 2006 erreichte er die Ostseeregion. In den USA hat der Sachem-Skipper-Schmetterling sein Verbreitungsgebiet in nur 35 Jahren über 600 km von Kalifornien nach Washington verlegt.<ref>Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics (37), 637-69 </ref>

Aber auch Pflanzen der mittleren Breiten zeigen bereits deutliche Verschiebungen ihrer Verbreitungsgrenzen, wobei es zu Einwanderungen exotischer Arten kommt. So wurde der mediterran-westatlantische Meerfenchel seit dem Jahr 2000 zum erstenmal auf Helgoland nachgewiesen. Die Lorbeerkirsche, die eigentlich aus dem Balkan und den Küstenregionen am Schwarzen und Kaspischen Meer stammt und in Mitteleuropa nur kultiviert vorkommt, wird seit 15 Jahren zunehmnd auch verwildert beobachtet. Ähnliches trifft für die aus Südostasien stammende Hanfpalme zu, die seit dem 19. jahrhundert importiert wurde, aber auf Gartenstandorte beschränkt blieb. Auch sie ist an nichtkultivierten Standorten heimisch geworden wie in Wäldern der Südalpen und zunehmend in der gesamten Schweiz. Eine problematische Zuwanderung stellt die Beifußblättrige Ambrosia (auch Traubenkraut genannt) dar, da sie hohallergine Pollen produziert. Sie stammt aus nordamerika, breitete sich in den 1990er Jahren massiv in süs- und Südosteuropa aus und ist seit einigen Jahren auch in Deutschland, in Süddeutschland sogar in Massenbeständen, nachgewiesen worden.<ref>Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther: Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85 </ref> Auch wenn die Einfuhr exotischer Arten dem bewussten Import und globalem Handel zugeschrieben werden muss, ist die eigenständige Ausbreitung in der Regel durch die wärmeren Klimaverhältnisse bedingt.

====Gebirgsregionen====
[[Bild:Hoehenmigration.jpg|thumb|420px|Höhenmigration zwischen den 1990er Jahren und 2003 in den Gipfelregionen der Berninagruppe]]
Gebirgsregionen zeigen im Allgemeinen deutliche Höhenabstufungen in den physischen Bedingungen, an welche die Ökosysteme angepasst sind. Besonders die Temperaturverhältnisse haben sich in den letzten Jahrzehnten in die Höhe verschoben, und mit ihnen der Lebensraum mancher Arten. So haben in Costa Rica Tiefland-Vögel begonnen, in den Bergwäldern zu brüten. In Frankreich wurde beobachtet, dass der Rote-Apollo-Schmetterling auf Plateaus unterhalb von ca. 850 m in den letzten 40 Jahren verschwunden ist und nur noch ab 900 m Höhe vorkommt.

Besonders hochalpine Pflanzen sind stark von den Temperaturbedingungen abhängig, die hier in den letzten Jahrzehnten durch die [[Eis-Albedo-Rückkopplung]] etwa doppelt so stark wie im globalen Durchschnitt gestiegen sind. Wie in den höheren Breiten wird auch in Hochgebirgen eine deutliche Verschiebung der Vegetationsgrenzen (hier in die Höhe) erwartet, die vielfach schon beobachtet wurde, so z.B. um 60-80 m in den letzten 70 Jahren im südlichen Ural oder um 150-165 m im 20. Jahrhundert in Skandinavien.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability, 12.4.3; Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156 </ref> Eine Untersuchung über die Migration der Arten auf Gipfeln der Schweizer Bernina-Gruppe hat eine beschleunigte Aufwärtswanderung seit Mitte der 1980er Jahre festgestellt, mit dem Resultat eines höheren Artenreichtums in den Gipfelregionen.<ref>Walther, Gian-Reto; Beißner, Sascha; Burga, Conradin A. (2005): Trends in the upward shift of alpine plants, Journal of Vegetation Science 16, 541-548 </ref> Bei einer weiteren Erwärmung wird allerdings damit gerechnet, dass die Artenzunahme sich in ihr Gegenteil verkehrt, da Kälte liebende Arten ihren Lebensraum verlieren werden. Erste Anzeichen dafür sind bereits in Montana im Nordwesten der USA beobachtet worden.<ref>Pauli H., Gottfried M., Reiter K., Klettner C., Grabherr G. (2007) Signals of range expansions and contractions of vascular plants in the high Alps: observations (1994-2004) at the GLORIA master site Schrankogel, Tyrol, Austria, Global Change Biolog 13, 147-156</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability - [http://www.gtp89.dial.pipex.com/chpt.htm Online]
* Lübbert, J., S. Berger und G.R. Walther (2008): Klimatisch bedingt treten neue Pflanzenarten auf; in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, S. 82-85

== Weblinks ==
* [http://www.waldundklima.net/klima_wald_01.php Wald & Klimaveränderungen]

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
{{Bild-links|Bild=Arktis_temperatur_1971-2000.jpg|Breite=200 px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4438660/europa-frosttage-rcp/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785464/temperatur-frosttage/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8614410/frosttage/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/ '''Regionaldaten zur Arktis''']: z:B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4275340/arktis-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4276842/arktis-meereis/ Meereis].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113436/53b98832825adc26fe52c725232c0913/data/2010-forsythie.pdf Klimawandel - direkt vor der Haustür?!] Pflanzenwachstum und Klimaerwärmung, dargestellt am Beispiel des Blühbeginns der Forsythie an der Hamburger Lombardsbrücke (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4307386/9f27e21fd139b9419127ed2ff8dd980b/data/2014-quallen-in-der-nordsee.pdf Quallen in der Nordsee] Haben wir den Quallen unbewusst ein Paradies in der Nordsee geschaffen? (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3903634/4a7df422fd7e3fa12f54fb4aaa4e9f1c/data/2012-eisbaeren-im-klimawandel.pdf Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben des Eisbären?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Phänologie
|beeinflusst von=Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)
|Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Teil von=Marine Ökosysteme
|beeinflusst von=Meereis
|beeinflusst von=Eis-Albedo-Rückkopplung
|umfasst=Klimawandel und Zugvögel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Aktuelle Klimaänderungen, Phänologie, Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme), Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme, Marine, Meereis, Eis-Albedo-Rückkopplung, Klimawandel und Zugvögel, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Phänologie

2017-11-12T23:38:08Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Fruehl_temp_1950-2007.jpg|thumb|420px|Veränderung der globalen Oberflächentemperatur zwischen 1950 und 2007 im Frühling (März-Mai) in °C (graue Flächen: fehlende Daten)]]
== Einleitung ==

Die Phänologie ist "die Lehre vom Einfluss des Wetters, der Witterung und des Klimas auf den jahreszeitlichen Entwicklungsgang und die Wachstumsphasen der Pflanzen und Tiere, ein Grenzbereich zwischen Biologie und Klimatologie".<ref>Schirmer et al. (1987): Meyers kleines Lexikon Meteorologie,
Meyers Lexikonverlag, Mannheim,Wien, Zürich, Seite 296</ref> Die sichtbarste und unmittelbarste Reaktion auf den [[Klimawandel]] sind phänologische Veränderungen im Jahreszyklus. Im Frühling wurde in den letzten Jahrzehnten fast überall ein früherer Blattaustrieb beobachtet, im Herbst eine spätere Blattfärbung; Viele [[Klimawandel und Zugvögel|Zugvögel]] kehrten früher aus ihren Überwinterungsgebieten zurück. Die Frühlings-Phänologie zeigt dabei die stärksten Änderungen. Die wichtigste Ursache ist die im Vergleich zu den anderen Jahreszeiten höhere Aktuelle [[Aktuelle Klimaänderungen|Erwärmung]] im Winter und Frühling. Über große Teile der Landflächen auf der Nordhalbkugel stieg die Temperatur seit 1950 im Frühjahr um mindestens 1 °C, im Nordwesten Nordamerikas, Nordosten Europas und in Sibirien sogar um 2-4 °C. In [[Klimaänderungen in Europa|Europa]] stiegen die Frühlingstemperaturen um 0,5 bis 2 °C an, im Südwesten am wenigsten, im Nordosten am stärksten. Grund für solche räumlichen Unterschiede ist die kontinentale Lage der östlichen Gebiete und die sich selbst verstärkende Wirkung von tauendem Schnee und Eis im Norden (siehe [[Eis-Albedo-Rückkopplung]]). Zu einem Teil hat auch die Änderung der [[Atmosphärische Zirkulation|atmosphärischen Zirkulation]] zur Temperaturerhöhung beigetragen (siehe [[Nordatlantische Oszillation]]).
[[Bild:Fruehlingsdaten.jpg|thumb|420px|Vorverlegung des letzten Tages mit -2,2 <sup>o</sup>C und weniger (rot) sowie des Blattaustriebs (grün) im Frühling zwischen 1955 und 2002 auf der Nordhalbkugel]]

== Änderungen der Pflanzenphänologie ==
Die am weitesten, nämlich bis ins 9. Jahrhundert, zurückreichenden Daten zur Phänologie betreffen die japanische Kirschblüte. Danach beginnt die Blüte der japanischen Kirsche heutzutage früher als je in den letzten 1200 Jahren. Auch andere Aufzeichnungen der letzten Jahrzehnte belegen den früheren Frühlingsbeginn über die gesamte Nordhalbkugel. Als Grund wurde die globale Erwärmung nachgewiesen.<ref name="Richardson 2013">Richardson, A.D., T.F. Keenana, M. Migliavaccab, Y. Ryua,c, O. Sonnentaga, M.Toomey (2013): Climate change, phenology, and phenological control of vegetation feedbacks to the climate system, Agricultural and Forest Meteorology 169, 156– 173</ref>

In den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel, wo die meisten Untersuchungen vorgenommen wurden, folgt die Vorverlegung wichtiger Frühlingsereignisse eindeutig der Temperatursteigerung. Hier spielen Niederschlagsveränderungen eine geringe Rolle, da ein ausreichendes Wasserangebot vorhanden ist.<ref>Rutishauser, T., S. Studer (2007): Klimawandel und der Einfluss auf die Frühlingaphänologie, Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 158, S. 105-111</ref> Wichtige Daten sind der letzte Tag des Jahres mit -2,3 <sup>o</sup>C und die Wachstumsperiode zwischen Frühling und Herbst mit mittleren Tagestemperaturen nicht unter 5 <sup>o</sup>C.<ref>Schwartz, M.D., R. Ahas and A. Aasa (2006): Onset of spring starting earlier across the Northern Hemisphere, Global Change Biology, Volume 12, Issue 2, Page 343-351</ref> Während die letzten Tage mit -2,3 <sup>o</sup>C und weniger zwischen 1955 und 2002 auf der Nordhalbkugel um rund 7 Tage früher auftraten, hat sich die Wachstumsperiode um bis zu 8 Tage verlängert, in den mittleren und nördlichen Breiten sogar um zwei Wochen. Eine Erhöhung der Frühlingstemperatur um 1 <sup>o</sup>C hat im Mittel eine Vorverlegung des Wachstumsbeginns um 2,5-6 Tage zur Folge gehabt.<ref>Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics(37): 637-69; IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 1.3.5.1</ref>

Die Veränderungen sind im Allgemeinen in höheren Breiten stärker als in mittleren und niederen Breiten. Bei Gräsern und Gewürzen beginnt der Frühling auf der Nordhemisphäre in den letzten Jahrzehnten um 1,1 Tage pro Jahrzehnt früher im Jahr, bei Bäumen um 3,3 Tage/Jahrzehnt früher.<ref>IPCC (2014): Climate Change 2014, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.3.2.1</ref> Regional war die Entwicklung allerdings sehr unterschiedlich. So verlängerte sich die Wachstumsperiode in Europa 2000-2008 um 11,5 Tage, und zwar vor allem durch eine Verschiebung im Herbst um über 8 Tage. In anderen Genbieten der Nordhalbkugel ist die Verlängerung der Wachstumszeit nach Satellitendaten vor allem auf den früheren Beginn des Frühlings zurückzuführen.<ref>Jeong, S.-J., Ho, C.-H., Gim, H.-J., and Brown, M.E. (2011): Phenology shifts at start vs. end of growing season in temperate vegetation over the Northern Hemisphere for the period 1982–2008, Global Change Biology 17, 2385–2399</ref>

Die Veränderung der Pflanzenphänologie besitzt auch Rückwirkungen auf das Klima, vor allem über eine veränderte Albedo. Die Albedo von Wäldern mit Laubbäumen mit ausgetriebenen Blättern beträgt 0,15. Schneebedeckter Boden in Wäldern hat dagegen eine Albedo von ca. 0,2-0,3.<ref name="Richardson 2013" />

== Phänologische Veränderungen in der Tierwelt ==
[[Bild:Fruehlingsereignisse.gif|thumb|420px|Vorverlegung typischer Frühlingsereignisse bei Pflanzen und Tieren auf der Nordhalbkugel in Tage pro Jahrzehnt]]

Phänologische Veränderungen zeigen sich auch in der Tierwelt. So haben sich die Rückkehrdaten vieler [[Klimawandel und Zugvögel|Zugvögel]] merklich verschoben, bei Schwalben in Großbritannien z.B. um 2-3 Tage bei einer Erwärmung um 1 <sup>o</sup>C. Dabei zeigen sich bei Vögeln, die nur kurze Distanzen zurücklegen, stärkere Veränderungen als bei Langstreckenziehern, die z.B. wie die Nachtigall südlich der Sahara überwintern und sich eher am Sonnenstand oder Erdmagnetfeld orientieren als an Klimaparametern. Allgemein sind im Nordseeraum Zugvögel seit 1960 um 0,5-2,8 Tage früher angekommen. Auch der Zeitpunkt des Eierlegens wurde bei vielen Vögeln vorverlegt, so z.B. beim europäischen Fliegenschnäpper. Bei sechs Froscharten in Ithaca, New York, hat sich die Brutzeit um 10-13 Tage vorverlegt. Auch Schmetterlinge zeigen eine hohe Korrelation zwischen Lebenszyklen und Frühlingstemperaturen. Eine deutliche Vorverlegung ihres ersten Fluges wurde bei vielen Arten in Großbritannien, Spanien und Kalifornien festgestellt.

Allgemein hat in den letzten 30 Jahren der Frühling auf der Nordhalbkugel um 2,3-5,2 Tage pro Jahrzehnt früher begonnen. Neben der [[Klimawandel|globalen Erwärmung]] zeigen auch regionale Klimaschwankungen einen deutlichen Einfluss auf viele ökologische Prozesse. So ist das Verhalten mancher Zugvogelarten in West und Nordwesteuropa von einem hohen bzw. niedrigen [[Nordatlantische Oszillation|NAO]]-Index abhängig. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass die Reaktion der biologischen Klassen und Arten auf klimatische Änderung sehr unterschiedlich ausfällt, wobei einige Arten auch gar nicht reagieren. So ist die Vorverlegung typischer Frühlingsaktivitäten bei Amphibien zweimal so stark wie bei Vögeln oder Schmetterlingen. Dabei reagieren auch noch die Amphibienarten untereinander sehr verschieden.

Die Unterschiede in der Reaktion der Arten in ein und demselben Untersuchungsgebiet ist oft größer als die mittleren Unterschiede zwischen verschiedenen Regionen. In der individuellen Reaktion der Arten liegt auch der Grund dafür, dass die geographische Breite insgesamt keine so große Rolle spielt, obwohl die Temperaturzunahme in höheren Breiten deutlich höher ist als in niederen. Von Bedeutung sind neben den direkten klimatischen Veränderungen auch indirekte Folgen wie z.B. eine Störung der Synchronie zwischen Wirtspflanzen und Insekten.

== Änderung der Nahrungsbeziehungen ==

Phänologische Veränderungen haben auch Folgen für die Nahrungsbeziehungen in der Natur (Trophische Interaktion). Beispielsweise sind die Raupenstadien verschiedener Schmetterlingsarten auf frisch entfaltete Blätter bestimmter Bäume als Nahrungsquelle angewiesen. <ref name="Forkner">Forkner, R./ Marquis, R. J./ Lill, J./ Le Corff, J. (2008): Timing is everything? Phenological synchrony and population variability in leaf-chewing herbivores of Quercus. In: Ecological Entomology, Jg. 33, Nr. 2 S. 276-285</ref> Dies liegt im Wesentlichen an der Blattqualität, die sich im Verlauf der Vegetationsperiode verändern (z.B. Blatthärte und chemische Zusammensetzung der Blätter). Ihre Populationsgröße ist also stark davon abhängig, dass in der Zeit, in der sie fressen, junge Blätter verfügbar sind. Kommt es im Rahmen des Klimawandels zu einer Verlagerung entscheidender phänologischer Ereignisse (z.B. bei der Blattentfaltung und dem Schlupf der Raupen), kann diese Nahrungsbeziehung gestört oder sogar zerstört werden – mit erheblichen Folgen für die Schmetterlingspopulation. <ref name="Forkner">Forkner, R./ Marquis, R. J./ Lill, J./ Le Corff, J. (2008): Timing is everything? Phenological synchrony and population variability in leaf-chewing herbivores of Quercus. In: Ecological Entomology, Jg. 33, Nr. 2 S. 276-285</ref>

Auch Zugvögel, die ihr Zugverhalten nicht verändern, können in den nördlichen Brutgebieten auf eine Natur treffen, die schon zu weit fortgeschritten ist, z.B. durch das Schlüpfen von Insekten, um ihrer Brut noch ausreichend Nahrung zu bieten. Außerdem werden die besten Brutplätze in vielen Fällen schon durch Kurzstreckenzieher oder stationäre Vögel besetzt sein. Ähnlich hängt der Bruterfolg des Goldregenpfeifers vom Zeitpunkt ab, an dem Schnaken (Beuteinsekt der Vögel) schlüpfen. <ref name="Mustin">Mustin, K./ Sutherland, W./ Gill, J. A. (2007): The complexity of predicting climate-induced ecological impacts. In: Climate Research, Jg. 35, S. 165-175</ref> Es wird erwartet, dass es am Ende dieses Jahrhunderts zu einer Asynchronität zwischen der ersten Eiablage der Vögel und dem Erscheinen von Schnaken kommen kann. Dies würde sich negativ auf den Erfolg früher Bruten des Goldregenpfeifers auswirken.

== Phänologische Daten ==

Phänologische Daten haben in den letzten beiden Jahrzehnten zunehmende Akzeptanz für vielfältige Fragestellungen in der Klima- und Klimafolgenforschung gefunden. Dies zeigt sich z.B. in der Ausweitung, Standardisierung und Neukonzipierung phänologischer Beobachtungsnetze wie z.B. den '''I'''nternationalen '''P'''hänologischen '''G'''ärten Europas (IPG) und dem "'''G'''lobal '''P'''henological '''M'''onitoring" (GPM)-Programm.<ref>Chmielewski, F.-M. (2007): Phänologie – ein Indikator zur Beurteilung der
Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Biosphäre, [http://www.dmg-ev.de/gesellschaft/publikationen/pdf/promet/Promet_Vol-33_1-2.pdf promet Jg. 33, Heft 1/2: Phänologie]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* Deutscher Wetterdienst, Hg. (2007): [http://www.dmg-ev.de/gesellschaft/publikationen/pdf/promet/Promet_Vol-33_1-2.pdf promet Jg. 33, Heft 1/2: Phänologie]
* Rutishauser, T., S. Studer (2007): Klimawandel und der Einfluss auf die Frühlingsphänologie, Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 158, S. 105-11

== Weblinks ==
* Annette Menzel: [http://www.wsl.ch/dienstleistungen/publikationen/pdf/7659.pdf Zeitliche Verschiebungen von Austrieb, Blüte, Fruchtreife und Blattverfärbung im Zuge der rezenten Klimaerwärmung], Forum für Wissen 2006: 47–53
* [http://phenocal.chira.de/phenocal.php Phenocal] - Interaktive Anzeige der phänologischen Daten des Deutschen Wetterdienstes

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag].

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4438660/europa-frosttage-rcp/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785464/temperatur-frosttage/ Frosttage]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8614410/frosttage/ Frosttage]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113436/53b98832825adc26fe52c725232c0913/data/2010-forsythie.pdf Klimawandel - direkt vor der Haustür?!] Pflanzenwachstum und Klimaerwärmung, dargestellt am Beispiel des Blühbeginns der Forsythie an der Hamburger Lombardsbrücke (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113420/a1a3c502c97f4f216183a8f2f477be61/data/2011-klimawandel-und-vogelzug.pdf Klimawandel und Vogelzug] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugverhalten der Zugvögel? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3546816/1fe6f4e9add2c4376fde8db7a58c6f53/data/2012-buche-fichte-klimawandel.pdf Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Umfasst=Klimawandel und Zugvögel
|Beeinflusst von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Teil von=Ökosystem
|beeinflusst von=Klimawandel
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen
|beeinflusst von=Nordatlantische Oszillation
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimawandel und Zugvögel, Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme, Aktuelle Klimaänderungen, Nordatlantische Oszillation, Vegetation, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Vegetation]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Moore im Klimawandel

2017-11-12T23:26:59Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:CIMG0399.JPG|thumb|420 px|Moor]]

Moore (Engl.: peatland) stellen einen Teil der Feuchtgebiete dar. Feuchtgebiete (Engl.: wetland) sind Gebiete, die periodisch oder regelmäßig mit Wasser gesättigt sind.<ref>(2003): [http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltthemen/naturschutz/Logos__bilder/CIS_Horizontal_Guidance.pdf Übergreifender Leitfaden zur Bedeutung der Feuchtgebiete im Zusammenhang mit der Wasserrahmenrichtlinie]</ref> Zu Feuchtgebieten zählen außer Mooren und Sümpfen noch Bruchwald, Feuchtwiese, Sumpfgraben, Aue, etc. Manchmal werden Flüsse und Seen auch als Feuchtgebiete gesehen.<ref>Ramsar Convention (1996): [http://www.ramsar.org/cda/en/ramsar-abereinkommen-aber/main/ramsar/1%5E20701_4000_0__ Übereinkommen über Feuchtgebiete, insbesondere als Lebensraum für Wasser- und Wattvögel, von internationaler Bedeutung], Kapitel 1</ref> Weltweit nehmen Moore 3 % der Landoberfläche ein und speichern 400-550 Gt Kohlenstoff, was 20-30 % des gesamten im Boden gelagerten Kohlenstoffs ausmacht. Bislang waren Moore eine Senke für Kohlenstoff, befürchtet wird aber, dass sie potentielle Quellen von treibhausrelevanten Kohlenstoffverbindungen werden.

== Definition ==
Als Moor wird ein Boden dann bezeichnet, wenn er eine mindestens 30 cm dicke Torfablagerung aufweist und einen großen Anteil an organischem Material enthält, d.h. mehr als 30 %.<ref name="Klimabericht" >Hans von Storch (Hrsg.), Martin Claussen (Hrsg.) (2010): Klimabericht für die Metropolregion Hamburg, Springer.</ref>

== Moorgenese ==
Die Voraussetzung einer Moorentstehung besteht in einem Überfluss von Feuchtigkeit (Wasser). So entstehen Moore in den Gebieten, in denen viel Wasser im Boden bleibt. Dies ist gegeben, wenn das Wasser nicht schnell genug abfließt oder versickert oder zu langsam verdunstet. Die [[Verdunstung]] hängt ihrerseits von der Temperatur ab. Der [[Wasserkreislauf|Wasserhaushalt]] wird somit hauptsächlich durch die Geomorphologie (Eigenschaften der Erdoberfläche wie Neigung), Bodenbeschaffenheit und [[Klima und Wetter|Klima]] bestimmt. In einem solchen Feuchtgebiet ist die Zufuhr von Sauerstoff an die organischen Substanzen im Boden sehr gering. Die pflanzlichen Reste werden in Folge dessen nur Teilweise abgebaut (mineralisiert), vielmehr werden sie angelagert und „konserviert“. Wenn z.B. ein Tier oder ein Mensch im Moor versinkt, wird es mit konserviert. Moore sind daher eine Schatzgrube für Archäologen und Biologen, die tausend Jahre alte gut erhaltene Funde erbringen. Die Stoffbilanz ist in einem Moor positiv, da mehr organische Substanz gebildet als zersetzt wird. Das Moor wächst durch diese Ablagerungen nach oben. Mit einem Millimeter pro Jahr ist das relativ zu einem Menschenleben ein langsamer Wachstumsprozess, jedoch über Jahrtausende kann sich eine solche nicht vollständig zersetzte organische Substanz meterweise ansammeln. Da eines der wichtigsten Bestandteile eines organischen Moleküls der Kohlenstoff ist, stellen Moore langfristig gesehen riesige Deponien von Kohlenstoff dar.

Man unterscheidet zwischen Niedermooren und Hochmooren. Die Niedermoore bilden in der Regel eine Vorform von Hochmooren. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Formen besteht darin, dass die Niedermoore vom Grund- und Oberflächenwasser gespeist werden, und daher basenreich und nährstoffreich sind. Die Hochmoore erhalten ihr Wasser im Gegensatz dazu nur durch Niederschläge, was zur Nährstoffverarmung und Versauerung führt. Hochmoore werden deswegen auch als Regenmoore oder ombrotrophe, also nur vom Regenwasser gespeiste, Moore bezeichnet.

Es existieren unterschiedliche Hochmoortypen, die verschiedenen Ursprung haben. Jedoch verläuft ihre Bildung durch ähnliche Stadien. Anfangs versandet ein See, und es bildet sich ein Niedermoor aus. Durch die Torfablagerungen wächst das Moor zunehmend in die Höhe. Ab einer bestimmten Höhe kann es das Wasser aus dem Boden und von der Oberfläche nicht weiter beziehen und wird nur noch von Niederschlägen gespeist. Beim weiteren Wachstum beginnt das Moor sich zu wölben. Die Moore werden in diesem Stadium sogar höher als die Umgebung, besitzen aber die außergewöhnliche Fähigkeit das erhaltene Wasser zu speichern, es also vor Abfließen und Verdunsten zu bewahren, und dadurch immer noch feucht zu bleiben. Diese Eigenschaft ist dem Torf selbst und den darauf wachsenden Moosen zu verdanken.

== Vorkommen ==
Moorgebiete gibt es sowohl in kühlen nördlichen Gegenden (nördliche Teile von Russland und Kanada, Alaska, Nordeuropa, Norddeutschland), aber auch in warmen tropischen Gebieten (Amazonasbecken, Süd-Ost-Asien). Die größten Moorgebiete in Mitteleuropa befinden sich auf der Südseite der Nordseeküste und im Alpenvorland. In Norddeutschland (Schleswig-Holstein und Niedersachsen) waren 9 % der Fläche ehemals mit Hochmooren bedeckt. Heutzutage sind es nur noch 3 000 ha.

== Ökologie vom Torfmoos ==
[[Bild:800px-Sphagnum_squarrosum_141006.jpg|thumb|420 px|Torfmoos (Lat.:Sphagnum)]]
Moore werden wegen ihrer sehr spezifischen Bedingungen nicht gerne von Pflanzen besiedelt. Sie sind arm an Arten.

Die wichtigste Pflanze der Moore ist das Torf- oder Bleichmoos (Lat.: Sphagnum). Es besitzt eine Reihe von ungewöhnlichen Eigenschaften, welche es von anderen Pflanzen stark unterscheidet. Für das Wachstum jeder Pflanze werden Mineralstoffe und Stickstoff benötigt, die im Normalfall von einer Pflanze mit Hilfe von Wurzeln aus dem Boden aufgenommen werden. Torfmoos hat keine Wurzeln. Der Stickstoff wird direkt aus der Luft aufgenommen. Und gerade in Hochmooren geschieht der Eintrag von Stoffen nur über die Luft. So gelangen Mineralstoffe (Salze) ebenfalls nur durch eine Deposition über die Luft. So erhält das Torfmoos alle für es notwendigen Stoffe. Die Köpfchen der Pflanze wachsen nach oben, wobei der untere Teil des Stängels zusammen mit den Blättern zunehmend abstirbt. Die eng beieinander stehenden Pflanzenstängel rufen kapillare Kräfte hervor, wodurch für das Wasser ein Sog nach oben entsteht. Und auch die Pflanze selbst hat die Fähigkeit, in den Stengeln und Blättern das Vielfache der Eigenmasse an Wasser zu speichern. Diese beiden Eigenschaften sorgen in den Mooren für den Anstieg des Wasserspiegels. Insofern sie als Wasserspeicher dienen, sind intakte Moore imstande, sogar das regionale Klima zu beeinflussen. Trockene warme Luft kann beim Überqueren eines Moores Feuchtigkeit aufnehmen und kühlt ab. Bei Starkniederschlägen werden die Abflussspitzen ausgeglättet.

Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft des Torfmooses besteht darin, dass es den Boden versauert. Dies trägt zum einen zur Beeinflussung der umgebenden Flora bei. Zum anderen führt die Versauerung zusammen mit dem hohen Wasserspiegel dazu, dass der der mikrobielle Abbaus der organischen Stoffe gehemmt wird und somit zur Bildung vom Torf.

Andere Pflanzen der Hochmoore passen sich an die Mineralarmmut und den sauren Torfboden an. Eine Form der Anpassung ist die Beschaffung von Mineralstoffen durch den Fang und die Verdauung von Insekten. So eine fleischfressende Pflanze ist der Rundblättrige Sonnentau (Lat.: Drosera rotundifolia). Da nicht viele Floravertreter fähig sind, die Bedingungen der Moore zu ertragen, ist die Artenanzahl auf Mooren übersichtlich.

== Klimarelevanz ==
Klimafaktoren sind entscheidend bei der Entstehung und beim Fortbestehen von Mooren. Andererseits können Moore selbst das [[Klima und Wetter|Klima]] beeinflussen.

Ein intaktes wachsendes Moor stellt eine Senke für den Kohlenstoff dar. Kohlenstoff wird in großen Mengen durch Moorpflanzen aufgenommen und dann im Torf deponiert. Die Größe der Moorfläche auf der Erde und die Mengen des darin enthaltenen Kohlenstoffs machen die Moorböden auch im globalen Sinne klimarelevant. Ändert sich das Klima, so können sich allerdings auch die Stoffkreisläufe auf den Mooren ändern.

So kann ein Moor bei erhöhten [[Lufttemperatur|Temperaturen]] zu einer Quelle von Kohlenstoff werden. Der Grund ist die verstärkte Zersetzung (Mineralisierung) von organischen Materialien des Moorbodens durch Bakterien und Mikroorganismen. Einige dabei entstehende Verbindungen wie [[Methan]] (CH<sub>4</sub>) und [[Kohlendioxid]] (CO<sub>2</sub>) sind [[Treibhausgase]]. Ob Methan oder Kohlendioxid freigesetzt wird, hängt von der Höhe des Wasserspiegels ab. Bei erhöhten Temperaturen, aber immer noch hohem Wasserspiegel (und damit anaeroben Verhältnissen) wird Methan verstärkt freigesetzt. Methanausgasung gibt es auch unter normalen natürlichen Bedingungen auf Mooren. Durch Erwärmung wird der Prozess jedoch zusätzlich angetrieben. Bei einem gesunkenen Wasserspiegel und durch Zufuhr von Sauerstoff (also bei aeroben Verhältnissen) entsteht Kohlendioxid. Beide freigegebenen Gase enthalten Kohlenstoff. Aus trockeneren und an Stickstoff reichen Mooren entweicht [[Lachgas]] (N<sub>2</sub>O), welches ebenfalls ein Treibhausgas ist. Auf diese Weise können die der [[Atmosphäre]] durch Jahrtausende entnommenen Stoffe (Kohlenstoff und Stickstoff) bei einer Erwärmung verhältnismäßig schnell in die Atmosphäre zurück gelangen.

Das wärmere Klima kann aber auch die Aufnahme von Kohlenstoff durch Moore steigern.<ref name="IPCC">IPCC (2007): Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability, [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Chapter 4: Ecosystems, their Properties, Goods and Services]</ref> Da sich die Vegetationsperiode in einem wärmeren Klima verlängert, vergrößert sich die Mengen des aufgenommenen Kohlenstoffs. Andererseits könnte sich durch gestiegene Temperaturen, erhöhte Evaporation (Verdunstung) und Transpiration (zusammen als Evapotranspiration bezeichnet) sowie durch längere Trockenperioden und geringeren Niederschlag die Biomassenproduktion auf Mooren aber auch absenken.<ref name="Klimabericht" /> Typische Moorvegetation wird dabei beschädigt und es vollzieht sich eine Artenverschiebung. Auf trockeneren Moorböden siedeln sich z.B. Birken an. Sie führen dann ihrerseits zur weiteren Austrocknung der Moore, da sie durch Blätter große Wassermengen transpirieren können.

Die Summe der Prozesse ergibt jedoch einen Fluss von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Das Moor ist also eine Quelle für den Kohlenstoff. Die Kohlenstoffbilanz für die Moore sieht nach heutigen Schätzungen wie folgt aus: Einer jährlichen natürlichen Kohlenstoffaufnahme von 100 Mio. Tonnen stehen 3 Gigatonnen (1 Gt = 1 Mrd. t) durch Drainage (Entwässerung) und Moorbrände gegenüber, die an die Atmosphäre abgegeben werden.<ref name="Klimabericht" /> Da Messungen von [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] über Mooren sehr aufwendig sind und nicht flächendeckend gemacht werden und da nicht alle Faktoren der Gasemissionen verstanden wurden, sind die Schätzungen mit gewissen Ungenauigkeiten verbunden.

Drainierte Moore können als „Hotspots“ für Treibhausgasemissionen bezeichnet werden, denn sie (in Deutschland) 40 % der landwirtschaftlichen Treibhausgase freisetzen. Wobei Moore nur 8 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche ausmachen. <ref>Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2011): [http://www.bmelv-forschung.de/fileadmin/dam_uploads/ForschungsReport/FoRep_2011-2/ForschungsReport_2-11_final.pdf Forschungsreport. Landwirtschaft im Zeichen des Klimawandels, 2/2011]</ref>

== Antropogene Einflüsse ==
Außer der vom Menschen angetriebenen Klimaerwärmung, die die natürlichen Prozesse eines Moores beeinflussen könnte, gibt es weitere Eingriffe in die Moore. Die meisten Moore liegen in borealen Regionen; die am meisten genutzten Moore befinden sich jedoch in Tropen und Subtropen. <ref name="IPCC" />

=== Entwässerung ===

Die Nutzung und Zerstörung von Moorgebieten führt zum einen zur Verringerung von Kohlenstoffaufnahme und –deposition. Zum anderen werden dadurch Treibhausgase freigesetzt. Früher hat man den an organischem Material reichen Torf als Brennmaterial verwendet, heutzutage wird es eher als Bestandteil der Gartenerde genutzt. Bei der Torfverbrennung gelangt Kohlendioxid sofort in die Atmosphäre. Bei Verwendung der Gartenerde wird der Prozess des Abbaus und Überführung des Torfes in Kohlendioxid etwas verlangsamt. Aber in etwa 10 Jahren ist die eingebrachte Gartenerde vollständig mineralisiert. In Deutschland werden die meisten Moore in der Land- oder Forstwirtschaft genutzt.<ref name="Flyer">Flyer der Deutschen Gesellschaft für Moor- und Torfkunde [http://www.dgmtev.de/downloads/DGMT_Flyer_2010_frei.pdf Was haben Moore mit Klima zu tun?]</ref> Der wichtigste Eingriff in die Natur der Moore besteht in der Entwässerung. Moore werden sowohl mit dem Ziel, die Flächen landwirtschaftlich zu nutzen (Moorkultivierung), als auch zum Torfabbau drainiert. Um das Wasser aus den Mooren abzuführen, werden tiefe Gräben in den Moorkörper getrieben. So fließt das Wasser aus dem Moor zunehmend ab und die normale Moorgenese hört auf. Luft dringt an die Stelle von Wasser in die Poren ein und fördert eine intensivere aerobe Mineralisierung der organischen Stoffe des Moorbodens.

Eine der Möglichkeiten, das natürliche Gleichgewicht auf einem degenerierten Moor herzustellen, ist es wieder zu vernässen. Damit wird der Torf wieder mit Wasser durchtränkt und herkömmliche Moorvegetation kommt zurück. Der Weg der Renaturierung führt jedoch zunächst einmal zur verstärkten Produktion von [[Methan]].<ref name="Klimabericht" /> Dies erklärt sich dadurch, dass die unter hohen Wasserspiegel geratene nicht moortypische Vegetation zu vergoren beginnt. Daher stellt zumindest im Anfangsstadium der Vernässung das Moor immer noch eine Quelle für Treibhausgase dar. Um die vermehrte Methanbildung zu vermeiden, empfielt es sich vor der Flächenflutung die Vegetation zu enfernen und nach der Flutung den Wasserspiegel knapp unter der Bodenoberfläche zu halten.<ref name="Flyer"/> Erst nach einer langen Anlaufphase wird das Moor renaturiert und wird erst dann zu einer Kohlenstoffsenke. Außerdem müssen die klimatischen Bedingungen langfristig stimmen, um das Moor in seiner natürlichen Entwicklung nicht zu behindern.

=== Stickstoffeintrag ===

Hohe anthropogene Stickstoff-Emissionen führen zu einer erhöhten Aufnahme von Stickstoff durch Torfmoos. Dies führt zu einem erhöhen Gehalt vom Stickstoff im Boden nach der Zersetzung der Pflanzen, was wiederum attraktiv für andere Gefäßpflanzen ist, die vermehrt das Moor besiedeln. Sie tragen zur Austrocknung bei, und das Ökosystem „Moor“ wird gestört.<ref name="Klimabericht" />

==Einzelnachweise==
<references/>

==Weblinks==
* [http://www.dgmtev.de/ Deutsche Gesellschaft für Moor- und Torfkunde] Homepage
* [http://de.goldenmap.com/Regenmoor# Webseite zu Regenmooren]
* [http://paludikultur.de/ Über Moorschutz]
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Regenmoor Regenmoor] Wikipedia-Artikel
* [http://www.peatsociety.org/ International Peat Society] Homepage
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangeBookIPS2008.pdf Peatland and Climate Change] Beitrag der International Peat Society
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangePolicyWiseUseCCSummary.pdf SUMMARY FOR POLICYMAKERS “WISE USE OF PEATLANDS AND CLIMATE CHANGE”] Beitrag der International Peat Society
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangeExecutiveSummary.pdf EXECUTIVE SUMMARY FOR POLICYMAKERS “PEATLANDS IN GLOBAL CHANGE”] Beitrag der International Peat Society

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/4148640/global-verdunstung/ Verdunstung].

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4455636/europa-verdunstung-rcp/ Verdunstung].

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]

[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3584434/21f4f93c52930a5f0cbeb2f5d3a9abe1/data/2012-moore-und-klimawandel.pdf Inwiefern sind Moore und der Klimawandel miteinander gekoppelt?] Das Beispiel: Moore in Norddeutschland (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
einfach=Kohlendioxid auf dem Land (einfach)
| beeinflusst=Kohlendioxid-Konzentration
| beeinflusst von=Kohlendioxid-Konzentration
| beeinflusst=Biosphäre im Klimasystem
| beeinflusst=Kohlendioxidemissionen
| Teil von=Kohlenstoffkreislauf
| umfasst=Erwärmung und Kohlenstoff im Boden
| teil von=Boden im Klimasystem
| teil von=Biosphäre im Klimasystem
| Folge von=Langfristige Klimaänderungen
| Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
| ähnlich wie=Wälder im Klimawandel
| umfasst Prozess=Photosynthese
| Umfasst Prozess=Landnutzung
| Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Kohlendioxid-Konzentration, Biosphäre im Klimasystem, Kohlendioxidemissionen, Kohlenstoffkreislauf, Langfristige Klimaänderungen, Aktuelle Klimaänderungen, Wälder im Klimawandel, Photosynthese, Landnutzung, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Ökosysteme, Boden</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Boden]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Moore im Klimawandel

2017-11-12T23:26:22Z

Anne Felsberg:

[[Bild:CIMG0399.JPG|thumb|420 px|Moor]]

Moore (Engl.: peatland) stellen einen Teil der Feuchtgebiete dar. Feuchtgebiete (Engl.: wetland) sind Gebiete, die periodisch oder regelmäßig mit Wasser gesättigt sind.<ref>(2003): [http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltthemen/naturschutz/Logos__bilder/CIS_Horizontal_Guidance.pdf Übergreifender Leitfaden zur Bedeutung der Feuchtgebiete im Zusammenhang mit der Wasserrahmenrichtlinie]</ref> Zu Feuchtgebieten zählen außer Mooren und Sümpfen noch Bruchwald, Feuchtwiese, Sumpfgraben, Aue, etc. Manchmal werden Flüsse und Seen auch als Feuchtgebiete gesehen.<ref>Ramsar Convention (1996): [http://www.ramsar.org/cda/en/ramsar-abereinkommen-aber/main/ramsar/1%5E20701_4000_0__ Übereinkommen über Feuchtgebiete, insbesondere als Lebensraum für Wasser- und Wattvögel, von internationaler Bedeutung], Kapitel 1</ref> Weltweit nehmen Moore 3 % der Landoberfläche ein und speichern 400-550 Gt Kohlenstoff, was 20-30 % des gesamten im Boden gelagerten Kohlenstoffs ausmacht. Bislang waren Moore eine Senke für Kohlenstoff, befürchtet wird aber, dass sie potentielle Quellen von treibhausrelevanten Kohlenstoffverbindungen werden.

== Definition ==
Als Moor wird ein Boden dann bezeichnet, wenn er eine mindestens 30 cm dicke Torfablagerung aufweist und einen großen Anteil an organischem Material enthält, d.h. mehr als 30 %.<ref name="Klimabericht" >Hans von Storch (Hrsg.), Martin Claussen (Hrsg.) (2010): Klimabericht für die Metropolregion Hamburg, Springer.</ref>

== Moorgenese ==
Die Voraussetzung einer Moorentstehung besteht in einem Überfluss von Feuchtigkeit (Wasser). So entstehen Moore in den Gebieten, in denen viel Wasser im Boden bleibt. Dies ist gegeben, wenn das Wasser nicht schnell genug abfließt oder versickert oder zu langsam verdunstet. Die [[Verdunstung]] hängt ihrerseits von der Temperatur ab. Der [[Wasserkreislauf|Wasserhaushalt]] wird somit hauptsächlich durch die Geomorphologie (Eigenschaften der Erdoberfläche wie Neigung), Bodenbeschaffenheit und [[Klima und Wetter|Klima]] bestimmt. In einem solchen Feuchtgebiet ist die Zufuhr von Sauerstoff an die organischen Substanzen im Boden sehr gering. Die pflanzlichen Reste werden in Folge dessen nur Teilweise abgebaut (mineralisiert), vielmehr werden sie angelagert und „konserviert“. Wenn z.B. ein Tier oder ein Mensch im Moor versinkt, wird es mit konserviert. Moore sind daher eine Schatzgrube für Archäologen und Biologen, die tausend Jahre alte gut erhaltene Funde erbringen. Die Stoffbilanz ist in einem Moor positiv, da mehr organische Substanz gebildet als zersetzt wird. Das Moor wächst durch diese Ablagerungen nach oben. Mit einem Millimeter pro Jahr ist das relativ zu einem Menschenleben ein langsamer Wachstumsprozess, jedoch über Jahrtausende kann sich eine solche nicht vollständig zersetzte organische Substanz meterweise ansammeln. Da eines der wichtigsten Bestandteile eines organischen Moleküls der Kohlenstoff ist, stellen Moore langfristig gesehen riesige Deponien von Kohlenstoff dar.

Man unterscheidet zwischen Niedermooren und Hochmooren. Die Niedermoore bilden in der Regel eine Vorform von Hochmooren. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Formen besteht darin, dass die Niedermoore vom Grund- und Oberflächenwasser gespeist werden, und daher basenreich und nährstoffreich sind. Die Hochmoore erhalten ihr Wasser im Gegensatz dazu nur durch Niederschläge, was zur Nährstoffverarmung und Versauerung führt. Hochmoore werden deswegen auch als Regenmoore oder ombrotrophe, also nur vom Regenwasser gespeiste, Moore bezeichnet.

Es existieren unterschiedliche Hochmoortypen, die verschiedenen Ursprung haben. Jedoch verläuft ihre Bildung durch ähnliche Stadien. Anfangs versandet ein See, und es bildet sich ein Niedermoor aus. Durch die Torfablagerungen wächst das Moor zunehmend in die Höhe. Ab einer bestimmten Höhe kann es das Wasser aus dem Boden und von der Oberfläche nicht weiter beziehen und wird nur noch von Niederschlägen gespeist. Beim weiteren Wachstum beginnt das Moor sich zu wölben. Die Moore werden in diesem Stadium sogar höher als die Umgebung, besitzen aber die außergewöhnliche Fähigkeit das erhaltene Wasser zu speichern, es also vor Abfließen und Verdunsten zu bewahren, und dadurch immer noch feucht zu bleiben. Diese Eigenschaft ist dem Torf selbst und den darauf wachsenden Moosen zu verdanken.

== Vorkommen ==
Moorgebiete gibt es sowohl in kühlen nördlichen Gegenden (nördliche Teile von Russland und Kanada, Alaska, Nordeuropa, Norddeutschland), aber auch in warmen tropischen Gebieten (Amazonasbecken, Süd-Ost-Asien). Die größten Moorgebiete in Mitteleuropa befinden sich auf der Südseite der Nordseeküste und im Alpenvorland. In Norddeutschland (Schleswig-Holstein und Niedersachsen) waren 9 % der Fläche ehemals mit Hochmooren bedeckt. Heutzutage sind es nur noch 3 000 ha.

== Ökologie vom Torfmoos ==
[[Bild:800px-Sphagnum_squarrosum_141006.jpg|thumb|420 px|Torfmoos (Lat.:Sphagnum)]]
Moore werden wegen ihrer sehr spezifischen Bedingungen nicht gerne von Pflanzen besiedelt. Sie sind arm an Arten.

Die wichtigste Pflanze der Moore ist das Torf- oder Bleichmoos (Lat.: Sphagnum). Es besitzt eine Reihe von ungewöhnlichen Eigenschaften, welche es von anderen Pflanzen stark unterscheidet. Für das Wachstum jeder Pflanze werden Mineralstoffe und Stickstoff benötigt, die im Normalfall von einer Pflanze mit Hilfe von Wurzeln aus dem Boden aufgenommen werden. Torfmoos hat keine Wurzeln. Der Stickstoff wird direkt aus der Luft aufgenommen. Und gerade in Hochmooren geschieht der Eintrag von Stoffen nur über die Luft. So gelangen Mineralstoffe (Salze) ebenfalls nur durch eine Deposition über die Luft. So erhält das Torfmoos alle für es notwendigen Stoffe. Die Köpfchen der Pflanze wachsen nach oben, wobei der untere Teil des Stängels zusammen mit den Blättern zunehmend abstirbt. Die eng beieinander stehenden Pflanzenstängel rufen kapillare Kräfte hervor, wodurch für das Wasser ein Sog nach oben entsteht. Und auch die Pflanze selbst hat die Fähigkeit, in den Stengeln und Blättern das Vielfache der Eigenmasse an Wasser zu speichern. Diese beiden Eigenschaften sorgen in den Mooren für den Anstieg des Wasserspiegels. Insofern sie als Wasserspeicher dienen, sind intakte Moore imstande, sogar das regionale Klima zu beeinflussen. Trockene warme Luft kann beim Überqueren eines Moores Feuchtigkeit aufnehmen und kühlt ab. Bei Starkniederschlägen werden die Abflussspitzen ausgeglättet.

Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft des Torfmooses besteht darin, dass es den Boden versauert. Dies trägt zum einen zur Beeinflussung der umgebenden Flora bei. Zum anderen führt die Versauerung zusammen mit dem hohen Wasserspiegel dazu, dass der der mikrobielle Abbaus der organischen Stoffe gehemmt wird und somit zur Bildung vom Torf.

Andere Pflanzen der Hochmoore passen sich an die Mineralarmmut und den sauren Torfboden an. Eine Form der Anpassung ist die Beschaffung von Mineralstoffen durch den Fang und die Verdauung von Insekten. So eine fleischfressende Pflanze ist der Rundblättrige Sonnentau (Lat.: Drosera rotundifolia). Da nicht viele Floravertreter fähig sind, die Bedingungen der Moore zu ertragen, ist die Artenanzahl auf Mooren übersichtlich.

== Klimarelevanz ==
Klimafaktoren sind entscheidend bei der Entstehung und beim Fortbestehen von Mooren. Andererseits können Moore selbst das [[Klima und Wetter|Klima]] beeinflussen.

Ein intaktes wachsendes Moor stellt eine Senke für den Kohlenstoff dar. Kohlenstoff wird in großen Mengen durch Moorpflanzen aufgenommen und dann im Torf deponiert. Die Größe der Moorfläche auf der Erde und die Mengen des darin enthaltenen Kohlenstoffs machen die Moorböden auch im globalen Sinne klimarelevant. Ändert sich das Klima, so können sich allerdings auch die Stoffkreisläufe auf den Mooren ändern.

So kann ein Moor bei erhöhten [[Lufttemperatur|Temperaturen]] zu einer Quelle von Kohlenstoff werden. Der Grund ist die verstärkte Zersetzung (Mineralisierung) von organischen Materialien des Moorbodens durch Bakterien und Mikroorganismen. Einige dabei entstehende Verbindungen wie [[Methan]] (CH<sub>4</sub>) und [[Kohlendioxid]] (CO<sub>2</sub>) sind [[Treibhausgase]]. Ob Methan oder Kohlendioxid freigesetzt wird, hängt von der Höhe des Wasserspiegels ab. Bei erhöhten Temperaturen, aber immer noch hohem Wasserspiegel (und damit anaeroben Verhältnissen) wird Methan verstärkt freigesetzt. Methanausgasung gibt es auch unter normalen natürlichen Bedingungen auf Mooren. Durch Erwärmung wird der Prozess jedoch zusätzlich angetrieben. Bei einem gesunkenen Wasserspiegel und durch Zufuhr von Sauerstoff (also bei aeroben Verhältnissen) entsteht Kohlendioxid. Beide freigegebenen Gase enthalten Kohlenstoff. Aus trockeneren und an Stickstoff reichen Mooren entweicht [[Lachgas]] (N<sub>2</sub>O), welches ebenfalls ein Treibhausgas ist. Auf diese Weise können die der [[Atmosphäre]] durch Jahrtausende entnommenen Stoffe (Kohlenstoff und Stickstoff) bei einer Erwärmung verhältnismäßig schnell in die Atmosphäre zurück gelangen.

Das wärmere Klima kann aber auch die Aufnahme von Kohlenstoff durch Moore steigern.<ref name="IPCC">IPCC (2007): Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability, [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Chapter 4: Ecosystems, their Properties, Goods and Services]</ref> Da sich die Vegetationsperiode in einem wärmeren Klima verlängert, vergrößert sich die Mengen des aufgenommenen Kohlenstoffs. Andererseits könnte sich durch gestiegene Temperaturen, erhöhte Evaporation (Verdunstung) und Transpiration (zusammen als Evapotranspiration bezeichnet) sowie durch längere Trockenperioden und geringeren Niederschlag die Biomassenproduktion auf Mooren aber auch absenken.<ref name="Klimabericht" /> Typische Moorvegetation wird dabei beschädigt und es vollzieht sich eine Artenverschiebung. Auf trockeneren Moorböden siedeln sich z.B. Birken an. Sie führen dann ihrerseits zur weiteren Austrocknung der Moore, da sie durch Blätter große Wassermengen transpirieren können.

Die Summe der Prozesse ergibt jedoch einen Fluss von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Das Moor ist also eine Quelle für den Kohlenstoff. Die Kohlenstoffbilanz für die Moore sieht nach heutigen Schätzungen wie folgt aus: Einer jährlichen natürlichen Kohlenstoffaufnahme von 100 Mio. Tonnen stehen 3 Gigatonnen (1 Gt = 1 Mrd. t) durch Drainage (Entwässerung) und Moorbrände gegenüber, die an die Atmosphäre abgegeben werden.<ref name="Klimabericht" /> Da Messungen von [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] über Mooren sehr aufwendig sind und nicht flächendeckend gemacht werden und da nicht alle Faktoren der Gasemissionen verstanden wurden, sind die Schätzungen mit gewissen Ungenauigkeiten verbunden.

Drainierte Moore können als „Hotspots“ für Treibhausgasemissionen bezeichnet werden, denn sie (in Deutschland) 40 % der landwirtschaftlichen Treibhausgase freisetzen. Wobei Moore nur 8 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche ausmachen. <ref>Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2011): [http://www.bmelv-forschung.de/fileadmin/dam_uploads/ForschungsReport/FoRep_2011-2/ForschungsReport_2-11_final.pdf Forschungsreport. Landwirtschaft im Zeichen des Klimawandels, 2/2011]</ref>

== Antropogene Einflüsse ==
Außer der vom Menschen angetriebenen Klimaerwärmung, die die natürlichen Prozesse eines Moores beeinflussen könnte, gibt es weitere Eingriffe in die Moore. Die meisten Moore liegen in borealen Regionen; die am meisten genutzten Moore befinden sich jedoch in Tropen und Subtropen. <ref name="IPCC" />

=== Entwässerung ===

Die Nutzung und Zerstörung von Moorgebieten führt zum einen zur Verringerung von Kohlenstoffaufnahme und –deposition. Zum anderen werden dadurch Treibhausgase freigesetzt. Früher hat man den an organischem Material reichen Torf als Brennmaterial verwendet, heutzutage wird es eher als Bestandteil der Gartenerde genutzt. Bei der Torfverbrennung gelangt Kohlendioxid sofort in die Atmosphäre. Bei Verwendung der Gartenerde wird der Prozess des Abbaus und Überführung des Torfes in Kohlendioxid etwas verlangsamt. Aber in etwa 10 Jahren ist die eingebrachte Gartenerde vollständig mineralisiert. In Deutschland werden die meisten Moore in der Land- oder Forstwirtschaft genutzt.<ref name="Flyer">Flyer der Deutschen Gesellschaft für Moor- und Torfkunde [http://www.dgmtev.de/downloads/DGMT_Flyer_2010_frei.pdf Was haben Moore mit Klima zu tun?]</ref> Der wichtigste Eingriff in die Natur der Moore besteht in der Entwässerung. Moore werden sowohl mit dem Ziel, die Flächen landwirtschaftlich zu nutzen (Moorkultivierung), als auch zum Torfabbau drainiert. Um das Wasser aus den Mooren abzuführen, werden tiefe Gräben in den Moorkörper getrieben. So fließt das Wasser aus dem Moor zunehmend ab und die normale Moorgenese hört auf. Luft dringt an die Stelle von Wasser in die Poren ein und fördert eine intensivere aerobe Mineralisierung der organischen Stoffe des Moorbodens.

Eine der Möglichkeiten, das natürliche Gleichgewicht auf einem degenerierten Moor herzustellen, ist es wieder zu vernässen. Damit wird der Torf wieder mit Wasser durchtränkt und herkömmliche Moorvegetation kommt zurück. Der Weg der Renaturierung führt jedoch zunächst einmal zur verstärkten Produktion von [[Methan]].<ref name="Klimabericht" /> Dies erklärt sich dadurch, dass die unter hohen Wasserspiegel geratene nicht moortypische Vegetation zu vergoren beginnt. Daher stellt zumindest im Anfangsstadium der Vernässung das Moor immer noch eine Quelle für Treibhausgase dar. Um die vermehrte Methanbildung zu vermeiden, empfielt es sich vor der Flächenflutung die Vegetation zu enfernen und nach der Flutung den Wasserspiegel knapp unter der Bodenoberfläche zu halten.<ref name="Flyer"/> Erst nach einer langen Anlaufphase wird das Moor renaturiert und wird erst dann zu einer Kohlenstoffsenke. Außerdem müssen die klimatischen Bedingungen langfristig stimmen, um das Moor in seiner natürlichen Entwicklung nicht zu behindern.

=== Stickstoffeintrag ===

Hohe anthropogene Stickstoff-Emissionen führen zu einer erhöhten Aufnahme von Stickstoff durch Torfmoos. Dies führt zu einem erhöhen Gehalt vom Stickstoff im Boden nach der Zersetzung der Pflanzen, was wiederum attraktiv für andere Gefäßpflanzen ist, die vermehrt das Moor besiedeln. Sie tragen zur Austrocknung bei, und das Ökosystem „Moor“ wird gestört.<ref name="Klimabericht" />

==Einzelnachweise==
<references/>

==Weblinks==
* [http://www.dgmtev.de/ Deutsche Gesellschaft für Moor- und Torfkunde] Homepage
* [http://de.goldenmap.com/Regenmoor# Webseite zu Regenmooren]
* [http://paludikultur.de/ Über Moorschutz]
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Regenmoor Regenmoor] Wikipedia-Artikel
* [http://www.peatsociety.org/ International Peat Society] Homepage
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangeBookIPS2008.pdf Peatland and Climate Change] Beitrag der International Peat Society
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangePolicyWiseUseCCSummary.pdf SUMMARY FOR POLICYMAKERS “WISE USE OF PEATLANDS AND CLIMATE CHANGE”] Beitrag der International Peat Society
* [http://www.peatsociety.org/sites/default/files/files/PeatlandsandClimateChangeExecutiveSummary.pdf EXECUTIVE SUMMARY FOR POLICYMAKERS “PEATLANDS IN GLOBAL CHANGE”] Beitrag der International Peat Society

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp diff Nordd A1B Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/4148640/global-verdunstung/ Verdunstung].
*[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ '''Europa'''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: z.B.[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4429076/europa-niederschlag-rcp/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4455636/europa-verdunstung-rcp/ Verdunstung].
*[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2785492/niederschlag/ Niederschlag]
*[http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/ '''Norddeutschland, hochaufgelöst''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8477204/temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/hochaufgeloeste-norddeutschland-daten/8483054/niederschlag/ Niederschlag]
Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3584434/21f4f93c52930a5f0cbeb2f5d3a9abe1/data/2012-moore-und-klimawandel.pdf Inwiefern sind Moore und der Klimawandel miteinander gekoppelt?] Das Beispiel: Moore in Norddeutschland (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
einfach=Kohlendioxid auf dem Land (einfach)
| beeinflusst=Kohlendioxid-Konzentration
| beeinflusst von=Kohlendioxid-Konzentration
| beeinflusst=Biosphäre im Klimasystem
| beeinflusst=Kohlendioxidemissionen
| Teil von=Kohlenstoffkreislauf
| umfasst=Erwärmung und Kohlenstoff im Boden
| teil von=Boden im Klimasystem
| teil von=Biosphäre im Klimasystem
| Folge von=Langfristige Klimaänderungen
| Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
| ähnlich wie=Wälder im Klimawandel
| umfasst Prozess=Photosynthese
| Umfasst Prozess=Landnutzung
| Umfasst Prozess=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Kohlendioxid-Konzentration, Biosphäre im Klimasystem, Kohlendioxidemissionen, Kohlenstoffkreislauf, Langfristige Klimaänderungen, Aktuelle Klimaänderungen, Wälder im Klimawandel, Photosynthese, Landnutzung, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Ökosysteme, Boden</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Boden]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Klimawandel und Zugvögel

2017-11-12T22:56:05Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Wildgansflug.jpg|thumb|300 px|Ziehende Wildgänse]]

== Zugvögel ==

[[Bild:Vogelzug.png|thumb|300 px|Einfache Darstellung des Vogelzugs von den Brutgebieten Europas zu den Winterquartieren Zentralafrikas]]
Als Zugvögel werden solche Vogelarten bezeichnet, die an unterschiedlichen Orten brüten und überwintern. Auf der Nordhalbkugel brüten Zugvögel in gemäßigten oder arktischen Gebieten, die nur während des Sommerhalbjahres ausreichend Nahrung für das Überleben und die erfolgreiche Reproduktion der Tiere bieten. Das Winterhalbjahr verbringen die Vögel in weiter südlich gelegenen Regionen, in denen zu diesem Zeitpunkt ein ausreichendes Nahrungsangebot vorliegt. Entsprechend ziehen Zugvögel im Frühjahr von ihren Überwinterungsgebieten in die weiter nördlich gelegenen Brutgebiete. Im Herbst ziehen die Tiere in die entgegengesetzte Richtung. Auf der Südhalbkugel findet der Vogelzug entsprechend umgekehrt statt. Diese Strategie stellt somit eine Anpassung an das in einigen Regionen im Verlauf der Jahreszeiten wechselnde Nahrungsangebot dar und ermöglicht die Besiedlung von Gebieten, die über Teile des Jahres kein ausreichendes Nahrungsangebot bieten. Die Flugroute und die Gebiete, in denen Zugvögel überwintern, sind je nach Art unterschiedlich. Der Zeitpunkt, an dem die Tiere aufbrechen und die Orientierung sind meist zum größten Teil angeboren. Beispielsweise können Temperatur oder Photoperiode diesbezüglich als Steuerungsmechanismen fungieren.<ref name="Nentwig">Nentwig/ Bacher/ Beierkuhnlein/ Brandl/ Grabherr (2004): Ökologie. München, S. 57 f. </ref> Man differenziert dabei zwischen Kurz-, Mittel und Langstreckenziehern. Europäische Kurz- und Mittelstreckenzieher (z.B. Amsel, Rotmilan) überwintern in Mittel-, Süd- oder Osteuropa, während Langstreckenzieher (z.B. Weißstorch, Mauersegler, Kranich) bis nach West-, Ost- oder Südafrika ziehen, um dort zu überwintern.<ref name="Hüppop" /> Dabei müssen die Tiere das Mittelmeer entweder über- oder umfliegen und teilweise sogar die Sahara überqueren.

== Einfluss des Klimawandels auf Zugvögel ==

Der Vogelzug stellt also im Wesentlichen eine Anpassung an das jahreszeitlich schwankende Nahrungsangebot in verschiedenen Regionen der Erde dar.<ref name="Hüppop">Hüppop K, Hüppop O, Bairlein F (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Der Falke 55, 294-299</ref> Diese Schwankungen im Nahrungsangebot werden durch jahreszeitlich schwankende klimatische Faktoren wie [[Lufttemperatur|Temperatur]] und [[Niederschlag]] hervorgerufen. Im Rahmen des [[Klimawandel]]s ist es bereits in den letzten Jahrzehnten zu einer Erwärmung des globalen Klimas gekommen. [[Klimamodelle]] prognostizieren für die Zukunft eine weitere Erwärmung und die Veränderung globaler Niederschlagsmuster. Diese Veränderungen klimatischer Faktoren wirken sich auch auf die [[Biosphäre]] und auf diese Weise auch auf die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen für Zugvögel aus. Der Klimawandel beeinflusst also auch Zugvögel. Im Zuge des Klimawandels kommt es dabei einerseits zu einer Veränderung [[Phänologie|phänologischer Ereignisse]] (z.B. der Heim- und Wegzugzeiten und des Brutbeginns). Weiterhin verändern sich auch das Zugverhalten, die geografische Verbreitung von Zugvögeln und die demographische Struktur von Zugvogelpopulationen. Auch die Zusammensetzung ganzer Vogelgemeinschaften wird durch den Klimawandel beeinflusst, da sich der Anteil von Zugvögeln in den ökologischen Gemeinschaften verändert.

=== Phänologische Veränderungen ===
[[Bild:Verbreitungskarte des Kranichs.png|thumb|400 px| Verbreitungsgebiet des Kranichs (Langstreckenzieher)]]
[[Bild:ApusApusDistribution.png|thumb|400 px| Verbreitungsgebiet des Mauerseglers (Langstreckenzieher), grün = Brutgebiet, gelb = Winterquartier]]

==== Veränderung der Heimzugzeiten ====

Im Rahmen des [[Klimawandel]]s ist es in den letzten Jahrzehnten weltweit zu Veränderungen der Heimzugzeiten sämtlicher Zugvögel gekommen. Dabei ist ein deutlicher Trend zu einer verfrühten Ankunft der Vögel in den Durchzugs- und Brutgebieten zu verzeichnen.<ref name="Hüppop" /> Dieser Trend wurde bei Kurz-, Mittel- und Langstreckenziehern gleichermaßen beobachtet. So wurde beispielsweise auf Helgoland eine mittlere Verfrühung der Heimzugzeiten von 24 Arten von 8,6 Tagen zwischen 1960 und 2007, also eine Verfrühung von 1,8 Tagen pro Jahrzehnt, verzeichnet.<ref name="Hüppop" /> Die Verfrühung fällt je nach Art unterschiedlich aus. So hat sich im selben Zeitraum die mittlere Ankunftszeit des Grauschnäppers auf Helgoland um 11 Tage verfrüht, während die Mönchsgrasmücke 2007 durchschnittlich 17 Tage früher ankam als 47 Jahre zuvor.<ref name="Hüppop" /> Weiterhin haben Studien ergeben, dass sich die Ankunft der ersten Individuen europäischer Zugvögel mit 4 Tagen pro Jahrzehnt noch stärker verfrüht hat als die mittlere Ankunftszeit.<ref name="Hüppop" />

Dieser Trend ist kann auf den aktuellen Klimawandel zurückgeführt werden. So konnte beispielsweise eine Verfrühung eurasischer Zugvogelarten von 2,5 - 3,3 Tagen pro 1°C Erwärmung nachgewiesen werden.<ref name="Hüppop" /> Die Verfrühung ist dabei mit der Veränderung der [[Großwetterlagen|großräumigen Wetterlage]] zu erklären, die das Wetter auf dem Weg zu den Brutgebieten beeinflusst. Die Temperatur entlang des Heimzugweges ist dabei ausschlaggebend, nicht etwa das lokale Wetter in den Brutgebieten.

Das europäische Wetter wird im Wesentlichen durch die [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO) beeinflusst. Besonders in den Wintermonaten bestimmt sie sowohl die Temperatur als auch Niederschlag, Windstärke und Windrichtung in weiten Teilen Nord-, Mittel- und Westeuropas. Ist in den Wintermonaten (Dezember-März) die Differenz zwischen dem Azorenhoch und dem Islandtief, also den beiden Luftdruckgebieten, die die NAO beeinflussen, hoch, spricht man von einem positiven Winter-[[Nordatlantische Oszillation|NAO-Index]]. Dieser geht mit vermehrten Westwinden und somit mit höheren Temperaturen und vermehrtem Niederschlag im Winter einher. Dies führt zu einer früheren Entwicklung der Vegetation und folglich zu einer früheren Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen. In den letzten Jahrzehnten wurde ein Trend zum vermehrten Vorkommen positiver NAO-Werte beobachtet, der sich seit den 1990erJahren allerdings wieder abgeschwächt hat.<ref name="Hüppop" /> Die europäischen Zugvögel, deren Heimzugroute im Einflussbereich der NAO liegt, sind in der Lage, sich an das veränderte Nahrungsangebot anzupassen und ziehen entsprechend früher durch.

Während ein positiver Winter-NAO in weiten Teilen Nord-, Mittel- und Westeuropas zu einem günstigeren Nahrungsangebot führt, kommt es im Mittelmeerraum, Nordafrika und der Sahelzone, also den Überwinterungsgebieten vieler Zugvögel, zu einer Verschlechterung des Nahrungsangebotes durch trockenere Bedingungen.<ref name="Hüppop" /> Diese schlechteren Überwinterungsbedingungen können zu einem späteren Beginn des Heimzuges und somit auch zu einem verspäteten Durchzug in den Durchzugsgebieten führen. Dieser Trend zum verspäteten Durchzug konnte beispielsweise in den letzten 50 Jahren für den Durchzug von Langstreckenziehern im Mittelmeerraum verzeichnet werden. Dennoch kommt es häufig zu einer Verfrühung der Ankunft in den Brutgebieten, da dieser verzögernde Effekt während des Heimzuges vom beschleunigenden Effekt den günstigeren Nahrungsangebotes in Mittel-, West- und Nordeuropa überlagert wird.

==== Veränderung der Wegzugzeiten ====
[[Bild:SpottedFlycatcheronfence.jpg|thumb|300 px|Grauschnäpper]]
Die Veränderung der Wegzugzeiten ist weniger einheitlich als die Veränderung der Heimzugzeiten. Es werden Trends zum verfrühten und verspäteten Wegzug sogar an gleichen Orten beobachtet. Auf den Britischen Inseln und in der Schweiz wird ein Trend zum verfrühten Wegzug verzeichnet.<ref name="Hüppop" /> Als mögliche Erklärungen wird unter anderem die Koppelung der Wegzugzeit an die vorherige Heimzugzeit diskutiert. Eine solche Koppelung konnte durch Daten der Beringungsstation auf Helgoland allerdings nicht bestätigt werden.

Daten mitteleuropäischer Beringungsstationen weisen dagegen für die letzten Jahrzehnte eher auf einen Trend zur Verspätung des Wegzuges hin.<ref name="Hüppop" /> Die Koppelung des Wegzuges an klimatische und witterungsbedingte Veränderungen kann nicht so eindeutig nachgewiesen werden wie es für den Heimzug der Fall ist. Allerdings ist ein Trend zu wärmeren Sommern hin zu verzeichnen, der einer Veränderung des Nahrungsangebotes zur Folge haben und somit zu der beobachteten Verspätung des Wegzuges führen könnte.

==== Veränderung des Aufenthaltes in den Brutgebieten und des Brutverhaltens ====

Auf Helgoland konnte zwischen 1960 und 2007 eine Verlängerung der Aufenthaltsdauer der Zugvögel in den Brutgebieten um bis zu 2 Wochen (z.B. Grauschnäpper) beobachtet werden. Die mittlere Verlängerung der Aufenthaltsdauer von 20 Arten liegt dort bei 10,3 Tagen. Dies führt generell zu einem größeren Bruterfolg.<ref name="Hüppop" /> Arten, bei denen genetisch fixiert nur eine Brut pro Jahr erfolgt, profitieren durch einen größeren Zeitraum für Erzatzbruten. Arten, bei denen die Anzahl der Bruten von Wetter und Nahrungsangebot abhängt, können pro Jahr häufiger brüten.

Weiterhin ist ein Trend zum verfrühten Brüten zu beobachten. So brüten in Großbritannien 20 von 65 untersuchten Arten heute früher und eine später als vor 25 Jahren.<ref name="Bairlein">Bairlein, F./ Metzger, B. (2007/2008): [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/gefahren-fur-pflanzentiere/gesundheitsrisiken_kap3_2_9/ Klimawandel und Zugvögel und ihre Rolle bei der Verbreitung von Infektionskrankheiten – zunehmende „Gefahr“ in Zeiten klimatischer Veränderung?] In: Lozán, J.L. (Hg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, Freiburg, Bonn, List/Sylt. S. 198-205.</ref> Durchschnittlich brüten diese 20 Arten heute 9 Tage früher. Dieser Trend betrifft jedoch nicht nur Zugvögel, sondern auch Standvögel.

=== Veränderungen des Anteils von Zugvogelarten in Vogelgemeinschaften durch Veränderungen der Zugneigung und Zugaktivität ===
Zugvogelarten können durch phänotypische Adaption des Zugverhaltens oder durch die Veränderung ihrer Verbreitungsgebiete auf sich im Rahmen des anthropogenen Klimawandels verändernde Umweltbedingungen reagieren.

Im Fall der phänotypischen Adaption kann das Zugverhalten in Populationen einer überwiegend ziehenden Art abnehmen oder einer überwiegend sesshaften Art zunehmen. In diesem Fall bleiben Artengemeinschaften weitestgehend bestehen. Die Adaption des Zugverhaltens kann dabei entweder durch phänotypische Plastizität oder durch evolutionäre Veränderungen verursacht werden.<ref name="Schaefer">Schaefer, Hans-Christian/ Jetz, Walter/ Böhning-Gaese, Katrin (2008): Impact of climate change on migratory birds: community reassembly versus adaption. In: Global Ecology and Biogeography, 17. Jg., Heft 1, S. 38-49</ref>

Als Maß für die phänotypische Adaption des Zugverhaltens kann die Veränderung des Anteils potenziell ziehender Arten (Arten, die zumindest in Teilen ihrer Verbreitungsgebiete zugverhalten zeigen), die tatsächlich ein Zugverhalten zeigen, also die Zugaktivität innerhalb einer Vogelgemeinschaft, dienen.
Verändern Zugvogelarten im Zuge des Klimawandels dagegen ihre Verbreitungsgebiete, verändern sich dadurch die Artenzusammensetzung und Wechselbeziehungen innerhalb ökologischer Gemeinschaften. Dieser Effekt stellt somit einen größeren Eingriff in bestehende Artengemeinschaften dar und kann im Extremfall zum Verlust ganzer Arten führen.<ref name="Schaefer" />

Dieser Effekt kann durch die Veränderung des Anteils potenziell ziehender Arten an Vogelgemeinschaften, also die Zugneigung innerhalb einer Vogelgemeinschaft, gemessen werden. In der Umwelt treten beide Effekte parallel auf, wobei erwartet wird dass im Rahmen des Klimawandels die phänotypische Adaption überwiegen wird. Der Anteil von Zugvogelarten innerhalb einer Vogelgemeinschaft wird durch beide Effekte beeinflusst.

==== Räumliche Verteilung von Zugneigung, Zugaktivität und Anteil von Zugvogelarten an Vogelgemeinschaften in Europa ====

Der Anteil und die Anzahl von Zugvogelarten an Vogelgemeinschaften nimmt in Europa von Westen nach Osten zu. Die Zugneigung liegt dabei zwischen 56 und 92 % und ist im Südosten Europas am höchsten.<ref name="Schaefer" /> Die Zugaktivität nimmt von Westeuropa nach Nordosteuropa hin zu und liegt dort in weiten Teilen bei über 90%.<ref name="Schaefer" /> Modelle zeigen, dass der Anteil und die Anzahl von Zugvogelarten mit steigenden Frühlingstemperaturen zunehmen.<ref name="Schaefer" /> Dieser Effekt wird im Wesentlichen durch eine geringere Zugaktivität hervorgerufen. Je höher dagegen die Temperaturen im kältesten Monat des Jahres sind, desto geringer sind sowohl Zugneigung als auch Zugaktivität und somit auch der Anteil von Zugvogelarten. Höhere Niederschläge im Frühjahr gehen weiterhin mit geringerer Zugaktivität einher.

== Zukunftsprognosen ==

Schaefer et al. berechneten mittels Temperatur- und Niederschlagswerten des [[Klimaszenarien|A2 Szenarios]] die Zugneigung, Zugaktivität und den Anteil sowie die Anzahl von Zugvogelarten an Vogelgemeinschaften für den Zeitraum 2051-2080 und verglichen die Werte mit denen für den Zeitraum zwischen 1961-1990. Das A2 Szenario prognostiziert dabei einen Anstieg der Temperatur des kältesten Monats um durchschnittlich 3,4°C, einen Anstieg der Frühlingstemperaturen um durchschnittlich 3°C und eine Abnahme des Niederschlags im Frühjahr um ca. 4mm.<ref name="Schaefer" /> [[Klimamodelle|Modellberechnungen]] ergeben eine Zunahme des Anteils von Zugvogelarten in Südeuropa, besonders im Bereich der Iberischen Halbinsel (+2,5%). Nach Nordosten hin nimmt der Anteil hingegen ab (im Nordosten Skandinaviens um ca. 10 %). Die Zugneigung nimmt besonders in Südeuropa zu, während die Zugaktivität in Nordeuropa kaum, in Zentraleuropa leicht (um 2,5-7,5%) und in Richtung Nordosteuropa stärker abnimmt (im Nordosten Skandinaviens um bis zu 15%). Modellen zufolge gehen steigende Wintertemperaturen in Europa mit einem Rückgang der Zugneigung und der Zugaktivität und somit des Anteils von Zugvogelarten einher. Diese Abnahme der Zugneigung ist dabei durch bessere Überwinterungsbedingungen für Standvögel zu erklären, die zu einer höheren Populationsdichte führt. Dadurch sind Zugvogelarten einem größeren Konkurrenzdruck ausgesetzt. Als Reaktion auf den erhöhten Konkurrenzdruck besiedeln sie möglicherweise neue Gebiete und verschwinden aus den bisherigen Verbreitungsgebieten. Der Rückgang der Zugaktivität im Rahmen milderer Winter kann durch höhere Überlebenschancen und einen damit verbundenen besseren Reproduktionserfolg von Individuen potenzieller Zugvogelarten, die kein Zugverhalten zeigen, gegenüber denen, die ziehen, erklärt werden.<ref name="Schaefer" />

Steigende Frühlingstemperaturen bewirken einen Anstieg der Zugneigung sowie der Zugaktivität und somit eine Erhöhung des Anteils von Zugvogelarten. Höhere Temperaturen im Frühling führen möglicherweise zu einem besseren Ressourcenangebot in dieser Jahreszeit. Bei gleich bleibenden Wintertemperaturen würden davon nur Zugvögel profitieren, da sie das reiche Ressourcenangebot im Frühjahr nutzen und die kalte Jahreszeit, in der die Ressourcen begrenzt sind, in anderen Gebieten verbringen können. Demzufolge würde sich deren Populationsdichte erhöhen und sie könnten neue Gebiete besiedeln, die nur im Frühjahr ausreichend Ressourcen bereitstellen. Weiterhin können Standvögel ihr Verhalten adaptieren und Zugverhalten zeigen.

Eine Abnahme des Niederschlags im Frühjahr bewirkt eine Zunahme der Zugneigung und der Zugaktivität. Dieser negative Zusammenhang zwischen Niederschlag und Zugneigung sowie Zugaktivität kann mit einer höheren Mortalitätsrate von Jungvögeln und einer geringeren Ressourcenverfügbarkeit (z.B. weniger fliegende Insekten) zusammenhängen, die bei zunehmendem Niederschlag auftreten können. Zugvögel sind davon stärker betroffen, da sie später als Standvögel brüten und somit weniger Zeit für einen zweiten Brutversuch haben. Der anthropogene Klimawandel bewirkt Modellen zufolge unter der Annahme des A2 Szenarios wahrscheinlich eher eine Adaption des Zugverhaltens als eine Veränderung der Verbreitungsgebiete.

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp_in_Temp2m_DiffII_Europa_Winter_rcp8.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] mit dem Visualisierungsprogramm Panoply eigene Karten der Temperaturverteilung erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur in Norddeutschland]

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur in Europa] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur global]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113420/a1a3c502c97f4f216183a8f2f477be61/data/2011-klimawandel-und-vogelzug.pdf Klimawandel und Vogelzug] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugverhalten der Zugvögel? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Teil von=Biosphäre
|einfach=Klimawandel und Zugvögel (einfach)
|Prozess=Phänologie
|beeinflusst von=Klimawandel
|beeinflusst von=Großwetterlagen
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Ökosysteme, Biosphäre, Klimawandel und Zugvögel (einfach), Phänologie, Großwetterlagen</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Biosphäre]]

Korallenriffe

2017-11-12T22:55:28Z

Anne Felsberg:

[[Bild:800px-Coral reef in Ras Muhammad nature park (Iolanda reef).jpg|thumb|420px|Yolanda-Korallenriff im Ras Mohammad Naturschutzreservat vor der südlichen Spitze des Sinai im Roten Meer]]
== Verbreitung und Bedeutung ==
Bei Korallen handelt es sich biologisch gesehen um Tiere, die in flachem Wasser am Grund des [[Ozean im Klimasystem|Ozeans]] festsitzen. Die so genannten Steinkorallen bilden durch Einlagerungen von Kalk Skelette, durch welche die Korallenriffe entstehen. Tropische Korallen leben in Symbiose mit einzelligen Algen, den Zooxanthellen, die auf den Skeletten wachsen und so den Eindruck verleihen, es handle sich insgesamt um Pflanzen. Diese Symbiose kommt beiden Seiten zugute: Die Korallen beziehen durch die Algen Sauerstoff und Energie, die Algen von den Korallen Kohlendioxid, Stickstoff- und Phosphatverbindungen. Korallenriffe sind geologisch gesehen sehr alt und wachsen nur langsam. Außerdem gibt es auch Kaltwasser-Korallen, die nicht mit Algen in Symbiose leben, sondern Nährstoffe aus herabsinkenden Partikeln extrahieren. Korallenriffe kommen in tropischen Küstengewässern vor, in denen die Wintertemperaturen über 18 °C liegen.<ref name="Frieler 2012" />

Die Korallenriffe in den warmen tropischen Meeren gelten neben dem tropischen Regenwald als artenreichster Lebensraum der Erde. 60 000 Arten sind bekannt, über 400 000 Arten - nach anderen Schätzungen sogar bis zu einer Million Arten<ref name="Frieler 2012">Frieler, K., Meinshausen, M., Golly, A., Mengel, M., Lebek, K., Donner, S., Hoegh-Guldberg, O. (2012): Limiting global warming to 2° C is unlikely to save most coral reefs. Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE1674</ref> - werden vermutet. Die weltweiten Riffareale werden auf 617 000 km<sup>2</sup> geschätzt, die Ausdehnung der flachen, gut entwickelten Korallenriffe auf 255 000 km<sup>2</sup>.<ref name="AR4-1341" /> Obwohl Korallenriffe dennoch nur 0,1 bis 0,2 % der globalen Meeresfläche bedecken, leben in ihnen ca. ein Drittel aller bekannten Arten im Meer.<ref name="Schuhmacher 2011">Schuhmacher, H., und G.-B. Reinicke (2011): Korallenriffe - Folgen der Erwärmung und Versauerung, in: José L. Lozán et al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen und Risiken. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 214-219</ref> So beherbergen Korallenriffe mehr als 25% der bekannten Meeresfische und sind damit eine wichtige Nahrungsquelle für viele Küstenbewohner.<ref name="AR4-1341" /> Sie sind außerdem ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor im Tourismus vieler Länder und dienen dem Küstenschutz. Müsste man die Küstenschutzfunktion der Korallenriffe durch künstliche Dämme ersetzen, würde das mehrere Tausend US$ pro Hektar kosten. Insgesamt wird der Nutzen von Korallenriffen auf 130.000 bis 1,2 Mio. Us $ geschätzt,<ref name="Schuhmacher 2011" /> und etwa 500 Mill. Menschen profitieren wirtschaftlich und gesellschaftlich von Korallenriffen.<ref name="Frieler 2012" />

== Gefährdung ==
Korallenriffe sind in hohem Maße bedroht. 58% der weltweiten Riffareale gelten durch Überfischung und Verschmutzung sowie anderer menschlicher Aktivitäten als gefährdet. Als neuer Bedrohungsfaktor ist in jüngster Zeit der [[Klimawandel]] identifiziert worden. Dieser wirkt in vierfacher Weise auf die Korallenriffe ein: durch den [[Aktueller Meeresspiegelanstieg|Meeresspiegelanstieg]] und veränderte [[Tropische Wirbelstürme|Sturmintensitäten]], durch [[Erwärmung des Ozeans|erhöhte Wassertemperaturen]] und durch die [[Ozeanversauerung|Versauerung des Wassers]].<ref name="AR4-1341">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter1.pdf 1.3.4.1] (PDF-Datei).</ref> Die Kaltwasserkorallen sind außerdem besonders anfällig gegen Strömungsänderungen, da die Nahrungszufuhr von der Ozeanzirkulation abhängt.
=== Meeresspiegelanstieg und Stürme ===

Wie Korallen auf einen Anstieg des Meeresspiegels reagieren, lässt sich an Zeugnissen vom Ende der letzten [[Eiszeitalter|Eiszeit]] ablesen. Seit dem Höhepunkt der letzten Kaltzeit vor rund 20 000 Jahren, als die globalen Temperaturen um 4-7 °C unter den heutigen lagen, stieg der Meeresspiegel um ca. 120 m an. Besonders stark war der Anstieg in der Übergangsphase zur gegenwärtigen Warmzeit vor ca. 12 000 bis 8 000 Jahren. Die Korallenriffe konnten mit diesem Anstieg durch ein zeitweises Höhenwachstum von bis zu 15 mm im Jahr mithalten. Gegenwärtig liegt dagegen die jährliche Anstiegsrate des globalen Meeresspiegels nur bei 3,4 mm, wobei im westlichen Pazifik auch 5-10 mm gemessen wurden. Und es wird damit gerechnet, dass es ab 2050 auch 10 mm im Jahr sein könnten. Ob Korallenriffe auf Dauer mit dem heutigen und erst recht mit dem künftigen Meeresspiegelanstieg Schritt halten können, muss vor allem deshalb bezweifelt werden, weil es kaum noch unbeschädigte Korallenbänke gibt. Den zahlreichen bereits degradierten Riffen in den dicht bevölkerten Regionen Südostasiens, Ostafrikas und der Karibik sind wahrscheinlich nur geringe Chancen einzuräumen. Aber auch Riffe im offenen Ozean sind heute durch Korallenbleiche und Versauerung des Meerwassers (s.u.) erheblich in ihrem Wachstumspotential beeinträchtigt.<ref name="Schuhmacher 2011" />

[[Tropische Wirbelstürme|Stürme]] beschädigen Korallen zum einen direkt durch die Kraft der Wellen, zum anderen indirekt aufgrund der Lichtschwächung durch aufgewirbeltes Sediment und dem Abrieb durch Sediment und abgebrochene Korallen. Eine Zusammenfassung von verschiedenen zwischen 1977 und 2001 in der Karibik erhobenen Daten zeigt, dass im Jahr nach einem [[Tropische Wirbelstürme|Hurrikan]] ein Rückgang der Korallenbedeckung um 17 % zu verzeichnen war, ohne dass sich die Korallen innerhalb von 8 Jahren wieder erholten. Ein zweiter Hurrikan unmittelbar nach dem ersten hat dagegen einen geringeren Effekt.<ref name="AR4-1341" /> Dies deutet darauf hin, dass die Stärke der Hurrikane einen größeren Einfluss auf die Korallen hat als ihre Häufigkeit. Gerade erstere könnte in Folge des Klimawandels aber zunehmen, wobei die Zukunft der Hurrikan-Statistik äußerst unsicher ist.

=== Einfluss steigender Wassertemperaturen ===
[[Bild:KorallenriffeKlimafolgen.gif|thumb|420 px|Veränderung der Korallenbedeckung zwischen Dezember 1998 bis Februar 2000 in den Lagunen von Belize bei zwei Arten der Salatkoralle Agaricia (blau und rot) und anderen harten Korallen wie Scleractina und Milleporina (grün)]]
Gegenüber einer Erhöhung der Meeresoberflächentemperaturen erweisen sich Korallen als sehr sensibel. Sie reagieren darauf mit der sog. Korallenbleiche, die ein Zeichen für den Zusammenbruch der Symbiose mit den auf den Korallen lebenden Algen ist. Seit Anfang der 1980er Jahre haben die Berichte über Korallenbleiche-Ereignisse dramatisch zugenommen. Hunderte von Riff-Gebieten wurden betroffen. In den letzten drei Jahrzehnten sind Korallenbleichen praktisch aus allen Korallenriff-Gebieten der Erde bekannt. Relativ häufig war dabei das Great Barrier Reef betroffen (1979/80, 1986/87, 1994, 1997/98, 2002, 2006), aber auch die Karibik (1986/87, 1989, 1990, 1997/98, 2005) und andere Regionen. Massenhafte wurde Korallenbleiche insbesondere 1997/98 beobachtet, als weltweit 16 % der riffbildenden Korallen abstarben. Zwar können sich Korallen von solchen Ereignissen auch wieder erholen, was aber in vielen Fällen ein bis zwei Jahrzehnte dauern kann.<ref name="Frieler 2012" /><ref name="Baker 2008">Baker, A., Glynn, P. W. & Riegl, B. (2008).: Climate change and coral reef bleaching: An ecological assessment of long-term impacts, recovery trends and future outlook, Estuar. Coast. Shelf Sci. 80, 435-471 </ref>

Die Temperatur des Oberflächenwassers in den tropischen Ozeanen ist in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich angestiegen, und es wird erwartet, dass sie bis 2100 um weitere 1-2 °C zunehmen wird. Viele Korallenriffe existieren bereits an oder nahe der Temperaturobergrenze. Eine weitere Erwärmung wird zunehmend lebensfeindliche Bedingungen schaffen.

Von vielen Wissenschaftlern wird die in jüngster Zeit beobachtete Korallenbleiche bereits als Folge der globalen Erwärmung gedeutet, denn für den Zusammenhang zwischen [[Erwärmung des Ozeans|erhöhter Wassertemperatur]] und der Korallenbleiche gibt es inzwischen stichhaltige Beweise.<ref name="AR4-1341" /> Üblicherweise kommt es zu einer Bleiche, wenn die Temperatur um mehr als 0,8-1 °C über den mittleren Sommerwerten liegt und diese Anomalie mindestens 4 Wochen lang anhält. Das Ausbleichen der Korallen entsteht dadurch, dass die symbiotisch auf der Oberfläche der Korallen lebenden Algen durch eine Temperaturerhöhung ihr lebenswichtiges Pigment, das Chlorophyll, verlieren und absterben. Zurück bleiben die weißen, bleichen Korallenstöcke, die bei längerem Anhalten dieses Zustandes ebenfalls absterben. Korallenbleiche kann außerdem auch durch verstärkte Sonnenstrahlung zustandekommen; weitere begünstigende Faktoren sind extrem niedrige Tiden, eine Absenkung des Salzgehaltes und Umweltbelastungen durch den Menschen. Diese Faktoren wirken in vielen Fällen zusammen. So kann eine extrem niedrige Ebbe das Korallendach stärker der Sonnnenstrahlung aussetzen, und die durch Umwelteinflüsse geschwächten oder erkrankten Korallen sind dem temperaturbedingten Ausbleichen schutzloser ausgesetzt.

In den letzten 20 Jahren war die Korallenbleiche häufig mit [[ENSO|El Niño-Ereignissen]] gekoppelt, durch die die Meeresoberflächentemperatur um mehrere Grad Celsius über das normale Maximum angestiegen, in manchen Gebieten aber auch der Wasserspiegel deutlich abgesenkt war. Beispiellos war die Korallenbleiche 1998 in ausgedehnten Gebieten, die mit dem [[El Niño 1997/98]] in Zusammenhang gebracht und als Vorzeichen künftiger Ereignisse bei einer weiteren Erwärmung gedeutet wurde. Die Korallenbleiche wurde aus insgesamt 32 Ländern und Inselstaaten berichtet, mit den Hauptgebieten im Pazifik, Indischen Ozean und der Karibik. Auch das australische Große Barrier-Riff war ernsthaft betroffen.<ref>International Society for Reef Studies, ISRS (1998): Coral Bleaching - a Global Concern, Reef Encounter 24, 19-20</ref> Einige Korallenarten konnten sich nach ein bis zwei Monaten wieder erholen, bei anderen war das nicht der Fall. In den Lagunen von Belize z.B. stieg 1998 die Temperatur des Wassers in 2-10 m Tiefe auf bis zu 31,5 °C (normalerweise werden selten 29 °C überschritten) und verursachte eine Korallenbleiche, wie es sie in den letzten 3000 Jahren nicht gegeben hat.<ref>Aronson, R.B., W.F. Precht, I.G. Macintyre and T.J.T. Murdoch (2000): Ecosystems: Coral bleach-out in Belize, Nature 405, 36</ref> Diese und andere Befunde legen es nahe anzunehmen, dass bei einem weiteren Anstieg der Meeresoberflächentemperatur durch den menschenbedingten [[Treibhauseffekt]] das Phänomen der Korallenbleiche und des Korallensterbens in Zukunft noch ernstere Formen annehmen wird. Der prognostizierte Meerespiegelanstieg könnte dem aber auch entgegenwirken, zumal in einigen Gebieten wie vor der Westküste Thailands die Korallenbleiche primär in Folge der Meeresspiegelabsenkung durch den El Niño 1997/98 und der dadurch ermöglichten stärkeren [[Strahlung|Solarbestrahlung]] erklärt wurde.<ref>Brown, B.E., R.P. Dunne, M.S. Goodson, A.E. Douglas (2000): Marine ecology: Bleaching patterns in reef corals, Nature 404, 142-143</ref>

=== Einfluss der CO<sub>2</sub>-Emissionen ===
[[Bild:Atoll_yap.jpg |thumb|420 px|Atolle des Staates Yap (Mikronesien im Pazifik): Für Korallen stellen die saurer werdenden Ozeane ein Risiko dar, denn sie sind auf die Bildung von Kalkschalen angewiesen]]
Da Korallenriffe einerseits große Mengen von Kalk akkumulieren, anderseits bei der Karbonatverwitterung aber auch Kohlenstoff freisetzen, sind sie eng in den Kohlenstoffkreislauf eingebunden. In jüngster Zeit ist viel diskutiert worden, ob eine Erhöhung der atmosphärischen und in deren Folge der im Meerwasser gelösten [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Konzentration]] sich negativ auf die Fähigkeit von Korallen zur Akkumulation von Kalk auswirken könnte.<ref>O. Hoegh-Guldberg, P. J. Mumby, A. J. Hooten (2007): Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification, Science 318, 1737-1742</ref> <ref>K. R. N. Anthony, D. I. Kline, G. Diaz-Pulido, S. Dove, O. Hoegh-Guldberg (2008): [http://www.pnas.org/content/105/45/17442.full Ocean acidification causes bleaching and productivity loss in coral reef builders], Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) 105, 17442–17446</ref> Die Bildung von Kalk hängt vom Sättigungsgrad des Kalziumcarbonat (CaCO<sub>3</sub>) im Meeresoberflächenwasser ab. [[Kohlenstoff im Ozean|In Meerwasser gelöstes Kohlendioxid]] reagiert nun aber mit Wasser und Kalziumkarbonat zu Hydrogenkarbonationen und Kalziumionen (CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O + CaCO<sub>3</sub> <-> 2HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + Ca<sup>2+</sup>) <ref>R. A. Feely, C. L. Sabine, K. Lee, W. Berelson, J. Kleypas, V. J. Fabry,5 Frank J. Miller in "Science"(2004): Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans, Science 305, 362-366</ref>. Kohlendioxid entzieht also dem Meerwasser Kalziumkarbonat und beeinträchtigt damit die Kalzifizierung der Korallen. Da der Ozean bisher schon einen erheblichen Teil des anthropogen emittierten Kohlendioxids aus der Atmosphäre aufgenommen hat, müsste sich das schon auf die Kalkbildung ausgewirkt haben. Tatsächlich wird von manchen Forschern die Kalzifizierungsrate gegenwärtig auf 91% des vorindustriellen Wertes eingeschätzt und könnte danach auf 79% im Jahre 2065 und 73% im Jahre 2100 absinken.<ref>Kleypas, J.A., R.W. Buddemeier, D. Archer, J.-P. Gattuso, C. Langdon, and B.N. Opdyke (1999): Geochemical Consequences of Increased Atmospheric Carbon Dioxide on Coral Reefs, Science 284, 118-120; Leclercq, N.L., J.E.A.N.-Pierre Gattuso and J.E.A.N. Jaubert (2000): CO<sub>2</sub> partial pressure controls the calcification rate of a coral community, Global Change Biology 6, 329 -334</ref> Noch gibt es jedoch keine Daten, die ein verändertes Korallenwachstum an einem bestimmten Ort aufgrund von Versauerung nachweisen können.<ref name="AR4-1341" /> Die wichtigsten Folgen einer geringeren Kalkbildung sind weichere Korallenskelette, geringere Wachstumsraten und eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Erosion. Und eine Reduzierung der Kalkakkumulation könnte sich auch auf die Fähigkeit der Riffe auswirken, bei einem steigenden Meeresspiegel in ausreichendem Maße vertikal mitzuwachsen.

== Ausblick ==
Wie also werden die tropischen Korallenriffe auf den Klimawandel im 21. Jahrhundert reagieren? Sicher ist nur, dass sie zu den empfindlichsten Ökosystemen zählen, so dass sie bereits bei einer [[2-Grad-Ziel|globalen Erwärmung von 2 °C]] (welche z.B. von der EU als politisches Ziel formuliert wird) erheblichen Schaden nehmen könnten. Zu beachten ist aber, dass es beträchtliche Unterschiede in der Anfälligkeit und dem Regenerationsvermögen von Korallen gibt.

Eine Theorie besagt, dass sich Korallen ein Stück weit an eine steigende Temperatur anpassen können, indem sie mit anderen Algenarten als den gegenwärtigen in Symbiose leben, welche bei höheren Temperaturen noch existieren können.<ref name="AR4-2-4">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Chapter 4: Ecosystems, their properties, goods and services].</ref> Rein theoretisch könnten sich in Folge des Klimawandels auch Korallen in größerer Entfernung zum Äquator neu ansiedeln. In wieweit diese Anpassungsmechanismen in der Realität greifen werden, ist jedoch extrem unsicher. Ein Grund dafür ist, dass zur erhöhten Temperatur noch alle anderen Stressfaktoren (durch Klimawandel, andere menschliche Aktivitäten und natürliche Schwankungen) hinzukommen. Die Ursachen des Korallensterbens sind zudem von Ort zu Ort verschieden wichtig. Während in der Karibik vor allem Krankheiten, Pflanzenfresser und Hurrikane von Bedeutung sind, werden die pazifischen Korallen von zu hohen Temperaturen bedroht, vor allem in El-Nino-Jahren.<ref name="AR4-2-4">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: "Impacts, Adaptation and Vulnerability", [http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg2/ar4-wg2-chapter4.pdf Chapter 4: Ecosystems, their properties, goods and services].</ref> Neben einem erfolgreichen globalen Klimaschutz sind daher auch andere umweltpolitische Maßnahmen von Bedeutung, um die Korallenriffe zu schonen.

Bis zu welchem Grad sich Korallen an höhere Temperaturen anpassen können und in welchem Zeitraum, ist noch nicht geklärt. Ohne eine solche Anpassungsleistung wären schon bei einer globalen Erwärmung um 2 °C über dem vorindustriellen Wert, was dem optimistischten Szenario des IPCC entspricht, mindestens 98 % der Korallen langfristig gefährdet. Selbst bei einer Temperaturzunahme um 1,5 °C wären es noch 89 % der Riff-Ökosysteme, die ohne eine Änderung der Temperaturtoleranz langfristige Schäden erleiden würden. Bei der gegenwärtigen Erwärmungsrate von ca. 0,2 °C/Jahrzehnt würde die globale Mitteltemperatur in ein oder zwei Jahrzehnten um 1 °C über dem vorindustriellen Wert liegen, wodurch bereits 16 % der Korallengebiete gefährdet wären.<ref name="Frieler 2012" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [http://lms.seos-project.eu/learning_modules/coralreefs/coralreefs-c00-p01.de.html Lerneinheit "Korallenriffe"] der European Commission (EC) und der European Space Agency (ESA)
* [http://www.zmt-bremen.de/Binaries/Binary1156/broschuere_riffe.pdf Korallenriffe und ihre Gefährdung]
* [http://www.riffe.de/ www.riffe.de] umfassendes Angebot zu Riffen von der FU Berlin
* Leinfelder, R. (2003): [http://160.45.81.170/mehr/palaeo/edu/pdf_divers/Leinfelder_in_Hansch03.pdf Korallenriffe - Zentren der Artenvielfalt und Evolution]
* [http://life.bio.sunysb.edu/marinebio/coralreef.html Bilder und Erklärungen zu Korallen] auf Englisch
* [http://www.reefbase.org ReefBase] Informationssystem zum Thema Korallenriffe mit Literatur und Datenbanken (engl.)
* [http://www.gbrmpa.gov.au/outlook-for-the-reef/climate-change/how-climate-change-can-affect-the-reef/great-barrier-reef-vulnerability-assessment Great Barrier Reef Vulnerability Assessment] umfangreiche Studie zu den Auswirkungen des Klimawandels auf das Great Barrier Reef

== Literatur ==
* Schuhmacher, H., und G.-B. Reinicke (2011): Korallenriffe - Folgen der Erwärmung und Versauerung, in: José L. Lozán et al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen und Risiken. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 214-219

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=SST_global_Diff2_RCP8.5_Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''globalen Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/8665408/globaler-meeresspiegelanstieg/ Meeresspiegelanstieg]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113366/62aa46ebde6536773831a2625ef99886/data/2010-klimawandel-korallen.pdf Die Koralle] Inwiefern wirkt sich der Klimawandel auf die Korallen aus und welche Folgen bringt dies mit sich? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4326896/073c32a78b21b5efd4663352e45ec248/data/2014-korallenriffe-tc.pdf Inwiefern zerstören die tropischen Wirbelstürme die Korallenriffe der Erde?] (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4340724/36378eb240d6d973fead17098035ef53/data/2013-great-barrier-reef.pdf Vernichtet der Klimawandel die Korallenriffe der Welt?] Das Beispiel des Great Barrier Reefs (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Beeinflusst von=Kohlenstoff im Ozean
|Beeinflusst von=Ozeanversauerung
|Folge von=Erwärmung des Ozeans
|Teil von=Marine Ökosysteme
|Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Unterrichtsmaterial=[http://www.riffe.de/schule Riffe - ein faszinierendes Thema für den Schulunterricht] Materialien für die Fächer Biologie, Erdkunde und Geologie
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Kohlenstoff im Ozean, Ozeanversauerung, Erwärmung des Ozeans, Marine Ökosysteme, Ökosysteme, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ozean]]

Korallenriffe

2017-11-12T22:54:17Z

Anne Felsberg:

Klimawandel und Zugvögel (einfach)

2017-11-12T22:44:25Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Grus_grus_flocks.jpg|thumb|300 px| ziehende Kraniche]]
== Zugvögel ==
[[Bild:Vogelzug.png|thumb|300 px|Vogelzug von den Brutgebieten Europas zu den Winterquartieren Zentralafrikas]]
Zugvögel sind Vögel, die an anderen Orten überwintern als sie brüten. Auf der Nordhalbkugel brüten Zugvögel in gemäßigten oder arktischen Gebieten. Diese bieten den Vögeln nur im Sommerhalbjahr ausreichend Nahrung, um sich zu versorgen und ihre Jungen aufzuziehen. Im Winterhalbjahr ist das Angebot an Nahrung und anderen Ressourcen knapp und die Tiere überwintern in südlicher gelegenen Gebieten, in denen das Angebot besser ist. Der Zug in die Überwinterungsgebiete findet im Herbst statt. Im Frühjahr ziehen die Vögel dann wieder in ihre Brutgebiete. Auf der Südhalbkugel findet der Vogelzug umgekehrt statt.

Man unterscheidet bei den Zugvögeln zwischen Langstreckenziehern, Mittelstreckenziehern und Kurzstreckenziehern. Europäische Langstreckenzieher, beispielsweise der Weißstorch oder der Fitis, ziehen bis nach Afrika und überwintern dort südlich der Sahara. Die Langstreckenzieher umfliegen oder überfliegen dabei das Mittelmeer und teilweise die Sahara. Bei ihrem Zug legen sie eine Strecke von bis zu 10.000 km zurück. Europäische Kurz- und Mittelstreckenzieher legen wesentlich kürzere Strecken zurück und überwintern häufig in Mittel-, Süd- oder Osteuropa, wie beispielsweise Mönchsgrasmücke, Amsel und Rotmilan. Die Mönchsgrasmücke kann aber je nach Lage der Brut- und Überwinterungsgebiete auch Langstreckenzieher sein. Die Flugroute und die Gebiete, in denen Zugvögel überwintern, sind je nach Art unterschiedlich. Der Zeitpunkt, an dem die Tiere aufbrechen und die Orientierung sind meist zum größten Teil angeboren. Beispielsweise können Temperatur oder Lichtperiode den Aufbruchstermin oder die Orientierung steuern.<ref name="Nentwig">Nentwig/ Bacher/ Beierkuhnlein/ Brandl/ Grabherr (2004): Ökologie. München, S. 57 f. </ref>

== Einfluss des Klimawandels auf Zugvögel ==
[[Bild:Weißstorch.jpg|thumb|300 px| junger Weißstorch]]
Der Vogelzug ist im Wesentlichen eine Anpassung an das jahreszeitlich schwankende Nahrungsangebot in verschiedenen Regionen der Erde.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref> Zugvögel brüten in [[Polargebiet|arktischen]] und [[Gemäßigte Zone|gemäßigten Breiten]], also in sehr weit nördlich gelegenen Gebieten. Dort ist auf Grund der niedrigen Temperaturen im Winterhalbjahr nur im Sommerhalbjahr ausreichend Nahrung für die Zugvögel vorhanden. Beispielsweise ernährt sich der Weißstorch von Kleintieren wie Regenwürmern, Fröschen, Insekten und Mäusen. Im Winterhalbjahr überwintern viele dieser Kleintiere an vor Kälte geschützten Orten. Der europäische Laubfrosch beispielsweise vergräbt sich in der Erde. Auch Regenwürmer verbringen den Winter in tieferen Erdschichten in einer Art Kältestarre. Das Pflanzenwachstum ist ebenfalls von Temperatur und Niederschlag abhängig und findet überwiegend im Sommerhalbjahr statt. Daher ist auch die Verfügbarkeit von pflanzlicher Nahrung (z.B. Samen und Früchte) im Winterhalbjahr begrenzt.

Im Rahmen des durch den Menschen verursachten [[Klimawandel]]s ist es bereits in den letzten Jahrzehnten zu einer Erwärmung des globalen Klimas gekommen. [[Klimamodelle]] sagen für die Zukunft eine weitere Erwärmung voraus. Weiterhin verändern sich auch die globalen Niederschlagsmuster. In einigen Regionen wird mehr Niederschlag fallen als bisher, in anderen dagegen weniger. Durch die Veränderung dieser klimatischen Faktoren verändert sich auch das Nahrungsangebot für die Zugvögel in ihren Brut- und Überwinterungsgebieten. In den gemäßigten und nördlichen Breiten ist es beispielsweise durch den Anstieg der Frühlingstemperaturen zu einer Vorverlegung vieler [[Phänologie|Frühlingsereignisse]] gekommen (z.B. Blattaustrieb). Somit steht den Zugvögeln dort schon früher ein ausreichendes Nahrungsangebot zur Verfügung. Tatsächlich konnte bereits Veränderungen der Zugzeiten von Zugvögeln beobachtet werden. Auch die Aufenthaltsdauer der Vögel in den Brut- und Überwinterungsgebieten verändert sich. Weiterhin können sich durch den Klimawandel die Verbreitungsgebiete der Zugvögel, also die Gebiete, in denen die Tiere vorkommen, verschieben. Außerdem kann es dazu kommen, dass Zugvogelarten nicht mehr ziehen oder dass Standvögel (Vögel die nicht ziehen) Zugverhalten zeigen. Der Klimawandel beeinflusst somit auch Zugvögel.

=== Veränderung der Heimzugzeiten ===

Durch den Klimawandels haben sich in den letzten Jahrzehnten weltweit die Zeiten, in denen die Vögel in ihre Brutgebiete zurückkehren, bei sämtlichen Zugvögeln verändert. Die Tiere kommen tendenziell früher in den Durchzugs- und Brutgebieten an. Beispielsweise ziehen Grauschnäpper durchschnittlich 11 Tage früher auf Helgoland durch als noch vor 47 Jahren. Mönchsgrasmücken ziehen durchschnittlich 17 Tage früher durch. Für 24 Arten, die auf Helgoland durchziehen ergibt sich so eine durchschnittliche Verfrühung um 6,8 Tage zwischen 1960 und 2007.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref> Das entspricht einer Verfrühung von 1,8 Tagen pro Jahrzehnt. Dieser Trend ist eindeutig auf den menschlich verursachten Klimawandel zurückzuführen. So kommen eurasische Zugvogelarten pro 1°C Erwärmung durchschnittlich 2,5 - 3,3 Tage früher in ihrem Brutgebieten an.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref>

Für die Verfrühung der Zugvögel ist dabei nicht das lokale [[Wetter (einfach)|Wetter]] in den Brutgebieten ausschlaggebend, sondern das Wetter entlang der Zugstrecke von den Überwinterungsgebieten zu den Brutgebieten. Diese großräumige Wetterlage entlang der Zugstrecke wird in Europa hauptsächlich durch die [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO) beeinflusst. Ein so genannter positiver [[Nordatlantische Oszillation|NAO-Index]] in den Wintermonaten führt in weiten Teilen Europas zu höheren Temperaturen und vermehrten Niederschlägen. Dadurch kann sich die Pflanzenwelt früher entwickeln. Den Zugvögeln steht in ihren Durchzugs- und Brutgebieten früher ein ausreichendes Nahrungsangebot zur Verfügung und sie können früher in ihre Brutgebiete ziehen. In den letzten Jahrzehnten wurde ein Trend zum vermehrten Vorkommen positiver NAO-Index-Werte beobachtet.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref> Ein positiver NAO-Index kann den Heimzug allerdings auch verzögern. In den Überwinterungsgebieten im Mittelmeerraum, in Nordafrika und in der Sahelzone führt er zu wärmeren und trockeneren Bedingungen. Dadurch verschlechtert sich dort das Nahrungsangebot für die Zugvögel. Sie brauchen länger, um sich Fettreserven für den langen Flug anzufressen wodurch sich der Heimzug verzögert. Beispielsweise ziehen Langstreckenzieher im Mittelmeerraum in den letzten 50 Jahren immer später durch. Trotzdem kommen Zugvögel tendenziell immer früher in den Brutgebieten an, da das bessere Nahrungsangebot entlang der Zugstrecke den Vogelzug so stark beschleunigt, dass die Verzögerung durch das schlechte Nahrungsangebot in den Überwinterungsgebieten dadurch überlagert wird.

=== Veränderung der Wegzugzeiten ===
[[Bild:Rotkehlchen.jpg|thumb|300 px| Rotkehlchen]]
Die Veränderung der Wegzugzeiten von den Brutgebieten in die Überwinterungsgebiete ist weniger einheitlich als die Veränderung der Heimzugzeiten. Es werden Trends zum verfrühten und verspäteten Wegzug sogar an gleichen Orten beobachtet. Auf den Britischen Inseln und in der Schweiz ziehen die Vögel tendenziell früher weg. Als mögliche Erklärung dafür wird diskutiert, ob der verfrühte Wegzug mit dem verfrühten Heimzug zusammenhängen kann. Daten mitteleuropäischer Beringungsstationen weisen dagegen für die letzten Jahrzehnte eher auf einen Trend zur Verspätung des Wegzuges hin. Dies hängt möglicherweise mit dem Trend zu wärmeren Sommern zusammen. Durch die wärmere Witterung in der Wegzugzeit könnte es zu einer Veränderung des Nahrungsangebotes kommen, wodurch sich der Wegzug möglicherweise verzögert.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref>

=== Veränderung des Aufenthaltes in den Brutgebieten und des Brutverhaltens ===
[[Bild:Amselküken.JPG|thumb|300 px| Amselküken]]
Auf Helgoland konnte beobachtet werden, dass sich die Aufenthaltsdauer von Zugvögeln in ihren Brutgebieten zwischen 1960 und 2007 um ca. 9 Tage pro Jahrzehnt verlängert hat.<ref name="Hüppop">Hüppop, K./ Hüppop, O./ Bairlein, F. (2008): Immer früher wieder zurück: Veränderung von Zugzeiten. Unter: http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn064.html (Stand 8.12.2008)</ref>Der Grund dafür ist die frühere Ankunft in den Brutgebieten und der spätere Wegzug in die Überwinterungsgebiete. Einige Zugvogelarten, beispielsweise Grauschnäpper und Amsel halten sich über 2 Wochen länger in ihren Brutgebieten auf. Die längere Aufenthaltsdauer führt generell zu einem höheren Bruterfolg. Arten, die pro Jahr nur eine Brut großziehen (z.B. Mauersegler, Kranich), haben mehr Zeit für einen zweiten Versuch, falls die erste Brut nicht erfolgreich war. Arten, bei denen die Anzahl der Bruten von Wetter und Nahrungsangebot abhängt (z.B. Amsel, Rotkehlchen), können pro Jahr häufiger brüten. Weiterhin brüten Vögel tendenziell früher. In Großbritannien brüten 20 von 65 untersuchten Arten heute früher und eine später als vor 25 Jahren. <ref name="Bairlein">Bairlein, F./ Metzger, B. (2007/2008): Klimawandel und Zugvögel und ihre Rolle bei der Verbreitung von Infektionskrankheiten – zunehmende „Gefahr“ in Zeiten klimatischer Veränderung? In: Lozán, J.L. (Hg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, Freiburg, Bonn, List/Sylt. S. 198-205.</ref> Durchschnittlich brüten diese 20 Arten heute 9 Tage früher. Dieser Trend betrifft jedoch nicht nur Zugvögel, sondern auch Vögel, die nicht ziehen.

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Temp_in_Temp2m_DiffII_Europa_Winter_rcp8.png|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] mit dem Visualisierungsprogramm Panoply eigene Karten der Temperaturverteilung erzeugen:

[http://bildungsserver.hamburg.de/norddeutschland-daten/2737738/temperatur/ Temperatur in Norddeutschland]

[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4428312/europa-temperatur-rcp/ Temperatur in Europa] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]

[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur global]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113418/e308b3ef917bc36dc69a227cb8f03704/data/2009-vogelwelt-hamburgs.pdf Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs] (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113420/a1a3c502c97f4f216183a8f2f477be61/data/2011-klimawandel-und-vogelzug.pdf Klimawandel und Vogelzug] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugverhalten der Zugvögel? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4366728/e2116082647d7716f253d504c4f427cb/data/2014-zugvoegel.pdf Zugvögel] Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Ausführlich=Klimawandel und Zugvögel
|beeinflusst von=Aktuelle Klimaänderungen (einfach)
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimawandel und Zugvögel, Aktuelle Klimaänderungen, Ökosysteme, Biosphäre</metakeywords>

[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Einfache Artikel]]

Klimawandel und Zugvögel

2017-11-12T22:41:31Z

Anne Felsberg:

Fischerei

2017-11-09T03:05:10Z

Anne Felsberg:

[[Bild:Maldivesfish2.jpg|thumb|520px|Fische und Korallenriffe vor den Malediven]]
== Die Fischereiwirtschaft ==

Die globale Fischerei erwirtschaftet jährlich 80 – 85 Milliarden US$. Direkt und indirekt werden durch sie etwa 520 Millionen Menschen beschäftigt, was 8% der Weltbevölkerung entspricht. Vor allem in maritimen Niedriglohnländern ist die Arbeit in der Fischerei von großer Bedeutung, da sie die Ärmsten der Welt mit einem Einkommen und Nahrung versorgt.<ref name="Sumaila 2011"> Sumaila, U.R., Cheung. W.W.L., Lam, V. W.Y., Pauly, D. and Samuel Herrick, S. (2011): Climate change impacts on the biophysics and economics of world fisheries, NATURE CLIMATE CHANGE Vol. I</ref>

Der Anteil der Kalorien aus Fischprodukten an der Welternährung ist sehr gering: In 2009 wurden global pro Kopf 18.4kg Fisch konsumiert.<ref name="WBGU 2013"> Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen WBGU, Berlin (2013): [http://www.wbgu.de/hauptgutachten/hg-2013-meere/ Welt im Wandel: Menschheitserbe Meer.] Hauptgutachten 2013 </ref> Allerdings versorgt die Fischereiwirtschaft drei Milliarden Menschen mit 20% ihres Bedarfs an tierischem Eiweiß. Insgesamt trägt der konsumierte Fisch zu 16.5% des globalen tierischen Proteinbedarfs bei, sein Anteil an Protein allgemein liegt bei 6.4%.<ref name="FAO 2010"> [http://www.fao.org/docrep/015/ba0058t/ba0058t.pdf FAO (2010): Yearbook. Fishery and Aquaculture Statistics] </ref>

In der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts erlebte die marine Fischerei einen Aufschwung: Die Anlandungen stiegen von 16.8 Millionen Tonnen pro Jahr in 1950 auf 96.4 Millionen Tonnen pro Jahr in 1996; seitdem stagnieren die Erträge der marinen Fischerei bei etwa 80 Millionen Tonnen pro Jahr mit einer leicht fallenden Tendenz. Die Fischerei aus Binnengewässern und dem Meer stagniert bei etwa 90 Millionen Tonnen.<ref name="FAO 2010" /> Von dem global angelandeten Fisch stammt der Großteil aus der marinen Fischerei (52.1%). Hiervon werden 90% der Erträge in den Ausschließlichen Wirtschaftszonen (AWZ) der Küstenstaaten erwirtschaftet, etwa 10% stammen aus der Hohen See.<ref name="WBGU 2013" /> 7.6% der globalen Fischproduktion werden durch die Süßwasserfischerei erwirtschaftet und etwa 40% stammen aus der Aquakultur. 64.3% der Fische, die in der Aquakultur gezüchtet wurden, stammten in 2010 aus dem Meer und 35.7% aus Binnengewässern. Die Aquakultur hat seit 2001 um 6.3% pro Jahr zugenommen; in absoluten Werten bedeutet das, dass sich die Fangmenge aus der Aquakultur von 34.6 Millionen Tonnen in 2001 auf 59.9 Millionen Tonnen in 2010 gesteigert hat.<ref name="FAO 2010" />

Insgesamt trägt die Aquakultur zum Überleben der Fischerei-Industrie bei und tendiert dazu, die Versorgung und die Preise zu stabilisieren. Der Top-Fischerei-Staat ist China gefolgt von Indonesien, Indien und den USA.<ref name="FAO 2010" /> Etwa 40.4% der globalen Fischereifänge werden weggeworfen, weil sie entweder zu klein sind, ihr Fang verboten ist oder kein profitabler Markt existiert. Das Wegwerfen von Beifang ist nur in der industriellen Fischerei üblich.<ref name="Davies 2009"> Davies, R.W.D., Cripps, S.J., Nickson, A. And Porter, G. (2009): Defining and estimating global marine fisheries bycatch, Marine Policy, Vol. 33, Issue 4</ref>

Die Fischerei konzentriert sich überwiegend auf Arten, die weit oben im Nahrungsnetz stehen (z.B. Thunfisch und Kabeljau).<ref name="WBGU 2013" /> Zu den global am meisten gefischten Arten gehört der Anchovis (obwohl der Anchovisfang in 2010 im Vergleich zum Vorjahr um 39% gesunken ist), gefolgt von dem Alaska Seelachs, dem Echten Bonito (Thunfisch), dem atlantischen Hering und der Japanischen Makrele.<ref name="FAO 2010" />

Die Überfischung ist die wichtigste Ursache für den Verlust der biologischen Vielfalt in den Meeresökosystemen.<ref name="WBGU 2013" /> Nach Schätzungen der FAO sind
* 30% der globalen Fischbestände überfischt
* 57% der globalen Fischbestände voll ausgeschöpft, gemessen am höchstmöglichen Dauerauftrag und
* 12.7% der globalen Fischbestände theoretisch in der Lage, höhere Fangerträge zu verkraften.<ref name="WBGU 2013" />

Die Fischereiwirtschaft ist weltweit auch durch den Klimawandel betroffen. Seine Auswirkungen schlagen sich in Änderungen in der Primärproduktion, in Verschiebungen der Verteilung der Bestände und in Änderungen der potentiellen Erträge von überfischten marinen Spezies nieder.<ref name="Sumaila 2011" />

== Lebensräume der Fische im Klimawandel ==

Mit dem Beginn der Industrialisierung nahm der menschliche Einfluss auf die [[Atmosphäre_im_Klimasystem|Atmosphäre]], die Landsysteme und die Meere zu. Damit änderten und ändern sich auch immer noch die Lebensräume der Fische.

=== Ozeane ===

==== Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean ====
Hauptartikel: [[Kohlenstoff im Ozean]]
[[Bild:Ozean ph aenderung.jpg|thumb|420px|Geschätzte Verringerung des pH-Werts an der Meeresoberfläche durch anthropogenes Kohlendioxid in der Atmosphäre zwischen ca. 1700 und den 1990er-Jahren.]]
Die Meere spielen eine zentrale Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Vor der Industrialisierung gab der Ozean jährlich etwa 0.6 Gt Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, also die Menge, die in Form organischen Materials über die Flüsse eingetragen wurde. Da der Kohlenstoff des organischen Materials über Photosynthese aus der Atmosphäre stammte, änderte der Austausch den CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre nicht und es herrschte ein Gleichgewicht im System.

Erst die anthropogene Störung des Kohlenstoffkreislaufs machte das Meer zu einer CO<sub>2</sub>-Senke: Steigt das CO<sub>2</sub> in der Atmosphäre, gibt diese solange Kohlenstoffdioxid an den Ozean ab, bis die Partialdrücke im Oberflächenwasser und in der Atmosphäre wieder ausgeglichen sind. Daher führen CO<sub>2</sub>-Emissionen in der Atmosphäre zwangsläufig zu einem Übergang von CO<sub>2</sub> in den Ozean. Mittlerweile nimmt der Ozean jährlich mehr als 2 Gt Kohlenstoff in Form von CO<sub>2</sub> (entspricht 7.3 Gt CO<sub>2</sub>) auf: Das ist etwa ein Drittel der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen. Ein Teil des CO<sub>2</sub> gelangt dann auf verschiedenen Wegen in die Tiefe der Meere, allerdings verbleibt das CO<sub>2</sub> auch teilweise im Oberflächenwasser oder wird von Pflanzen aufgenommen. Insgesamt sind im Meer etwa 38.000 Gt Kohlenstoff gespeichert, was das Fünfzigfache des Kohlenstoffgehalts der Atmosphäre ist.

Das CO<sub>2</sub> löst sich im Meerwasser und bildet eine schwache Säure, sodass der pH-Wert absinkt und es so zu einer [[Ozeanversauerung]] kommt. Seit der Industrialisierung ist der pH-Wert der Ozeane um 0.1 Einheiten gesunken, der Säuregehalt hat also um etwa 30% zugenommen. Mit dem pH-Wert ändert sich auch die Konzentration der Karbonat-Ionen im Meerwasser, welche von Meeresorganismen benötigt werden, um Kalkschalen zu bilden.

Für die [[Korallenriffe]], welche vielen Fischarten als Habitate dienen, ist der zunehmende CO<sub>2</sub>-Ausstoß die am schnellsten wachsende Bedrohung, da die Kalkbildung von der Konzentration von Karbonationen abhängt. Die Kalkbildung ist die Grundlage für das Wachstum der Korallenriffe und wirkt der Erosion entgegen. Korallenriffe gelten als artenreichstes Ökosystem der Meere; sie sind vor allem in flachen, nährstoffarme Gewässern in den Tropen zu finden (30° nördliche bis 30° südliche Breite). Rund 4000 Fischarten leben in Korallenriffen; sie dienen den Fischen als Fress- und Laichstätten. Korallen leben in Symbiose mit den sogenannten Zooxanthellen, einer Algenart.<ref name="Sumaila 2011" />

==== Erwärmung der Meere ====
Hauptartikel: [[Erwärmung des Ozeans]]

Ein weiterer Effekt durch den Klimawandel ist die zunehmende Erwärmung der Meere; die oberflächennahen Temperaturen steigen und liegen heute um +0.7 °C höher als in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die tieferen Schichten des Ozeans haben sich hingegen sehr viel weniger erwärmt (> +0.004 °C zwischen 1955 – 1998). Durch den erhöhten Temperaturunterschied zwischen der Meeresoberfläche und den darunterliegenden Schichten ist das oberflächennahe Meerwasser stärker geschichtet,[[Bild:Ozeanerwaermung.gif|thumb|420px|Veränderung des Wärmegehalts in den oberen Schichten des Ozeans]] wodurch die Tiefenkonvektion verringert wird.<ref name="WBGU 2013" /> Der Anstieg der Wassertemperaturen ist in den hohen Breiten der Nordhemisphäre im Nordatlantik am stärksten.<ref name="IPCC 2013"> Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Chapter 3 – Observations: Ocean</ref> Damit ist auch der Rückgang des Meereises gekoppelt. Zusätzlich folgt aus der Erwärmung und der Versauerung, dass sich die Anfälligkeit der Korallenriffe erhöht. Geraten Korallen in eine Stresssituation (z.B. durch zu hohe oder zu niedrige Temperaturen, durch zu intensives Licht), stoßen sie die Algen, mit denen sie in Symbiose leben, aus ihrem Gewebe aus. Da dann das Korallenskelett sichtbar wird, das ohne die Algen nur noch blass gefärbt ist, spricht man bei diesem Effekt von der Korallenbleiche. Hält die Korallenbleiche über einen langen Zeitraum an, verhungern die Korallen und sterben ab.<ref name="Sumaila 2011" />
Einige Untersuchungen zeigen, dass die globale Phytoplankton-Biomasse im Ozean über die letzten 50 Jahre abgenommen hat, dieses Ergebnis ist allerdings umstritten.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung und der stabileren Schichtung folgt im offenen Ozean eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration. Die Erwärmung verringert die Löslichkeit von Sauerstoff im Meerwasser, während die stabilere Schichtung den Transport von sauerstoffreichem Oberflächenwasser in tiefere Schichten reduziert, wo Sauerstoff kontinuierlich von Meeresorganismen aufgezehrt wird. Das Ausmaß der klimawandelbedingten Sauerstoffabnahme wird daher von der Wärmemenge bestimmt, die der Ozean aufnimmt. In den letzten 50 Jahren konnte in den meisten Regionen der tropischen Meere eine abnehmende Sauerstoffkonzentration beobachtet werden; damit breiten sich auch sauerstoffarme Zonen aus. Ähnliches konnte auch im Nordpazifik beobachtet werden.

Die erhöhte Meerestemperatur, die stabilere Schichtung und die damit verbundene Reduktionen des Sauerstoffgehalts haben deutliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme: Es kommt zu Änderungen in der Artenzusammensetzung, zu räumlichen Verschiebungen der Populationen und zu einem veränderten Nahrungsnetz.<ref name="WBGU 2013" />

=== Süßwassersysteme ===

In Süßwassersystemen können ähnliche Effekte wie in den Meeren beobachtet werden.
Durch die Klimaerwärmung steigen auch im Süßwasser die Wassertemperaturen und mit den steigenden Wassertemperaturen sinkt die Sauerstofflöslichkeit. Gleichzeitig steigt die Schädlichkeit von Giftstoffen (z.B. Schwermetalle) für Fische.

Auch die hydrologischen Bedingungen unterliegen aufgrund des Klimawandels Änderungen: So ändert sich das Ausmaß der saisonalen Wasserstände durch Änderungen beim Niederschlag. Außerdem erhöhen sich durch die Klimaerwärmung auch die Strom- und Grundwassertemperaturen; gemäßigte Regionen sind hierdurch stärker betroffen als tropische Ströme, bei denen die Grundwassertemperaturen beinahe den Temperaturen der Ströme in den Sommermonaten entsprechen.

Ebenfalls führt die Erwärmung und die erhöhte UV-B-Einstrahlung zu veränderten Schichtungsmustern: In großen Seen werden die tiefen Schichten (Hypolimnion) nicht durch das Sonnenlicht erreicht. Gleichzeitig werden die oberflächennahen Wasserschichten (Epilimnion) durch die erhöhte Einstrahlung immer stärker erwärmt, sodass sich ein Dichtegradient zwischen den Schichten bildet, der die Durchmischung der Schichten verhindert. Die Erwärmung sorgt dafür, dass dieser Gradient immer früher im Jahr gebildet wird.

Eine weitere Auswirkung des Klimawandels ist der drohende [[Wasserressourcen_und_Klimawandel|Wasserverlust]] in einigen stehenden Gewässern. Das betrifft zum Beispiel den Mittelmeerraum, Südafrika, Mittelamerika und Südaustralien. Erhöhte Temperaturen und Sonneneinstrahlung könnten die gegenwärtigen Wasserverlustraten dieser Systeme erhöhen, da mehr Wasser verdampft als durch Niederschlag in die Gewässer eingetragen wird. <ref name="Ficke 2007"> Ficke, A. D., Myrick, C. A., Hansen, L.J. (2007): Potential impacts of global climate change on freshwater fisheries, Springer Science+Media B.V. 2007</ref>

== Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischbestände ==

Die Verschiebungen von Fischbeständen ist die am meisten erwähnte Reaktion von marinen Spezies auf Umweltänderungen. Ozeanströmungen und Temperaturen ändern die Ausbreitung von Larven und damit die Vernetzung der marinen Populationen. Es konnte beobachtet werden, dass die Rekrutierung vieler überfischter Fische und wirbelloser Tiere mit ihren Umweltbedingungen zusammenhängt.

Weiterhin wandern die Fische polwärts und in tieferes Wasser: Das konnte bereits im Nordatlantik, an der US-Ostküste, im Beringmeer und vor Australien beobachtet werden. Unter anderem konnte festgestellt werden, dass sich das Zentrum von Verteilungen von 15 Spezies (aus 36), bestehend aus benthischen Fischen, in höhere Breiten verschoben haben, einige dieser Spezies haben sich auch in tiefere Gewässer bei einer Rate von 3m pro Jahrzehnt bewegt.

Das Ausmaß und die Richtung der Auswirkungen durch den Klimawandel sind immer noch unsicher; das liegt zum Teil daran, dass bei Schätzungen oft global das offene Meer betrachtet wird, der Großteil der Fische wird jedoch in kontinentalen Sockeln gefangen.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Ozeanversauerung ===
Hauptartikel: [[Ozeanversauerung]]

Zwischen der Luft und dem Ozean findet ein permanenter Gasaustausch statt. Das bedeutet, dass mit dem Anstieg des CO<sub>2</sub>-Gehalts der Atmosphäre auch die Reaktion zu Kohlensäure im Meer zunimmt. Damit werden Protonen frei und das Meer versauert. Ein CO<sub>2</sub>-Anstieg in diesem Ausmaß und in so kurzer Zeit hat noch nie in der Erdgeschichte stattgefunden, daher ist bis jetzt unklar, welche Folgen er auf die marine Fauna hat.<ref name="WOR I 2010"> [http://worldoceanreview.com/wp-content/downloads/wor1/WOR1_gesamt.pdf World Ocean Review (2010): Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere]</ref> Allerdings ist sicher, dass insbesondere kalkbildende Organismen, zum Beispiel Korallen, Muscheln und Mikroplanktonarten, von der Versauerung betroffen sind. Eine der direkten Auswirkungen ist, dass Organismen Schwierigkeiten haben, Skelettstrukturen aufzubauen. Auch das Plankton gehört zu den kalkbildenden Arten und ist für etwa ¾ der globalen marinen Kalkbildung verantwortlich. Über den Export von Kalk in die Tiefsee spielen sie nicht nur eine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, sondern sie liefern zusätzlich durch die Ausbildung großer Planktonblüten Nahrung für andere Meerestiere. Die verringerte Kalkbildung beeinträchtigt die Überlebensfähigkeit der Organismen, sodass sich die Konkurrenzverhältnisse zugunsten nicht kalkbildender Arten verschieben werden.<ref name="WBGU 2013" />

Auch die Organismen der Fische werden durch den steigenden CO<sub>2</sub>-Gehalt beeinflusst. In den Fischen können ähnliche Vorgänge wie bei der Lösung von CO<sub>2</sub> im Wasser beobachtet werden, da CO<sub>2</sub> ungehindert durch Zellmembranen wandert: In den Körperzellen und im Blut führt die vermehrte CO<sub>2</sub>-Aufnahme zu einer pH-Absenkung. Der Organismus muss dann diese Störung des natürlichen Säure-Base-Haushalts kompensieren und das Gelingen dieses Unterfangens ist von Art zu Art unterschiedlich. Die beschriebene Verschiebung kann zu Beeinträchtigungen des Wachstums und der Fortpflanzungsfähigkeit führen und im Extremfall sogar das Überleben einer Art in ihrem Lebensraum gefährden.

Besonders CO<sub>2</sub>-tolerant sind mobile und aktive Tiere wie Fische, Krebstiere und Kopffüßer (z.B. Tintenfische).<ref name="WOR I 2010" /> Ausgewachsene Fische sind physiologisch gut in der Lage, die zu erwartenden erhöhten atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Konzentrationen abzupuffern, juvenile Stadien sind jedoch sehr empfindlich: Das schlägt sich in deutlich verringerten Überlebensraten von Fischlarven nieder, die bei erhöhten CO<sub>2</sub>-Konzentrationen schlüpfen. Beim Kabeljau konnten beispielsweise direkte Gewebeschäden an den Larven beobachtet werden. Außerdem zeigen Fischlarven unter Versauerung Verhaltensänderungen gegenüber Räubern sowie Störungen des Geruchssinns.

Das Phytoplankton, welche die Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes des Ozean ist, ist direkt von der Versauerung betroffen, da es ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vorkommt.<ref name="WOR I 2010" />

=== Die Klima-Erwärmung und ihre Sekundäreffekte ===

Bereits natürliche Klimaänderungen, wie zum Beispiel das [[ENSO|El-Niño-Phänomen]], können bei Fischpopulationen Wanderungen oder starke Bestandsschwankungen auslösen. Die anthropogene Klimaerwärmung hat bereits zu räumlichen Verschiebungen von Meerespopulationen in Richtung der Pole und in tieferes Wasser geführt.<ref name="WBGU 2013" />

In den Tropen und den mittleren Breiten wird die marine Produktivität hauptsächlich durch Nährstoffe begrenzt, in polaren und subpolaren Regionen sind jedoch Licht und die Temperatur die wesentlichen begrenzenden Faktoren. Marine Fische reagieren auf die Erwärmung des Ozeans mit Änderungen in den Verteilungen, der Menge, der Phänologie und der Körpergröße, was letztendlich auch die Fischerei betrifft.<ref name="Cheung 2013">Cheung, W.W.L., Watson, R. and Daniel Pauly, D. (2013): Signature of ocean warming in global fisheries catch, Macmillan Publishers Limited</ref> In tropischen Regionen sind die Auswirkungen durch den Klimawandel weniger zu spüren als in den mittleren und hohen Breiten.<ref name="WBGU 2013" />

Höhere Temperaturen erschweren auch die Sauerstoffversorgung: Dadurch werden die Funktion, das Wachstum und die Reproduktion von Meeresfischen reduziert. Die Temperatur beeinflusst die Gebiete und den Erfolg der Reproduktion; sie ist außerdem nicht nur für einzelne Organismen ein entscheidender Faktor. Außerdem konnte beobachtet werden, dass polare Fische die Fähigkeit verloren haben, sogenannte „Heat shock proteins“ zu produzieren, die Zellstrukturen reparieren, die durch relativ hohe Temperaturen geschädigt wurden. Das macht sie besonders empfindlich gegenüber Temperaturänderungen.<ref name="Ficke 2007" /> Auch Meeresökosysteme reagieren sensibel und schnell auf Temperaturerhöhungen. Auf großen Skalen sind die Muster mariner Biodiversität eng mit dem Klimawandel gekoppelt. Erhebliche Gebietsverschiebungen bei marinen Arten und in der Folge mögliche Störungen von Ökosystemleistungen sind zu erwarten;<ref name="WBGU 2013" /> die Verteilungsränder und Schwerpunkte vieler mariner und wirbelloser Fische verschieben sich, indem sie den Änderungen im Ozean folgen. Spezies verschieben sich also mit der Klimaaerwärmung polwärts und <ref name="WBGU 2013" /> eine „Tropikalisierung“ (wachsende Dominanz von Warmwasserfischen) ist aufgrund der Ozeanerwärmung zu erwarten. Die Erwärmung könnte dazu führen, dass die thermische Toleranz von tropischen Spezies überschritten wird und sich so ihr Fangpotential verringert. Die Tropen sind also besonders verwundbar.<ref name="Cheung 2013" />
Aus der Erwärmung der Wassertemperaturen folgt eine verstärkte Schichtung, die den Transport von Nährstoffen aus tieferen Schichten an die Meeresoberfläche verhindert, sodass die Nahrungszufuhr gefährdet wird.

Die Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich jetzt schon auf allen trophischen Ebenen:
Im Nordpazifik kann die niedrige Phytoplanktonproduktion über mehrere trophische Stufen mit niedrigeren Fischerträgen korrelieren. In Australien hingegen ist die Primärproduktion von Phytoplankton durch den anthropogenen Klimawandel gestiegen, sodass auch die regionalen Fischerträge steigen.
Die Abnahme des Phytoplankton im letzten Jahrhundert hängt mit den gestiegenen Oberflächentemperaturen zusammen.<ref name="WBGU 2013" />

=== Sauerstoffarme Zonen ===

[[Bild:Verteilung_Sauerstoffminimumzonen.jpg|thumb|420px|Verteilung der Sauerstoffminimumzonen in den Ozeanen (hier: lila markiert)]] Viele Organismen hängen stark vom Sauerstoffgehalt ab. Bereiche, in denen zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, um das Überleben der Fische zu sichern, werden als sauerstoffarme/- lose Zonen oder auch als Totwasserzonen bezeichnet. Die Anzahl und die Ausdehnung von Totwasserzonen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, ihre Auswirkung wurde bis jetzt aber eher unterschätzt. Insgesamt beträgt die Fläche an sauerstoffarmen Zonen in mehr als 400 Meeresgegenden mehr als 245.000 km². Je länger sich die Sauerstoffarmut ausbildet, desto länger wird die Erholung und die Rekolonisierung der benthischen Habitate dauern. Im tropischen Nordostatlantik birgt der verringerte Sauerstoffgehalt eine Gefahr für die bereits überfischten Thun- und Schwertfischbestände. Sauerstoffarme Zonen könnten aber andedrerseits auch den Räuberdruck auf Arten verringern, die gegenüber Sauerstoffarmut tolerant sind. Jedenfalls sind die Fischereierträge bislang nicht so stark reduziert, wie es aufgrund hoher Stickstoffeinträge zu erwarten wäre.<ref name="WBGU 2013" />

Besonders in Nebenmeeren wie der Ostsee ist die Sauerstoffarmut ein großes Problem. Neben der Eutrophierung begünstigt der Klimawandel das Wachstum von beispielsweise [[Cyanobakterien_der_Ostsee_im_Klimawandel|Cyanobakterien]] (umgangssprachlich auch Blaualgen genannt). Bei der Zersetzung der Biomasse wird dann Sauerstoff verbraucht, sodass sauerstoffarme Zonen gebildet bzw. verstärkt werden.

Wärmeres Wasser erhöht einerseits den Sauerstoffbedarf beim anabolen Stoffwechsel der Fische, während es andererseits die Sauerstofflöslichkeit des Wassers verringert. Individuen mit kleinerer Körpergröße haben einen geringeren Bedarf an Sauerstoff, weil ihre Körperoberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen größer ist. Modellsimulationen haben daher bis 2050 eine Reduktion des mittleren maximalen Körpergewichts um 14-24 % global vorhergesagt. An sechs von acht kommerziellen Fischarten wurde dieser Zusammenhang zum ersten Mal für die Nordsee empirisch nachgewiesen. So wurden Reduktionen der Länge zwischen den beiden Zeiträumen 1973-1977 und 1993-1997 beim Schellfisch um 29 %, beim Hering um 13 %, bei der männlichen Seezunge um 13 % festgestellt. Im Mittel betrug die Verringerung der Länge bei den untersuchten Arten 16 %. Die Reduktion der Körpergröße ging einher mit einer Temperaturzunahme von 1-2 °C und hatte eine Abnahme der Fangmenge bei den betroffenen Arten um 23 % zur Folge.<ref>Baudron, A.R. (2014): Warming temperatures and smaller body sizes: synchronous changes in growth of North Sea fishes, Global Change Biology (2014), doi: 10.1111/gcb.12514</ref>

== Projektionen ==

Insgesamt wird der Klimawandel die bereits bestehenden Stressoren auf die Fischbestände verstärken. Als weitreichende Wirkungen sind räumliche Verschiebungen von Populationen und die veränderte Artenzusammensetzung mariner Ökosysteme zu erwarten, diese sind aber im Detail schwer vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Veränderungen im Ozean ===

Der anthropogene Klimawandel resultiert in Langzeitänderungen in der Atmosphäre und im Ozean. Dazu gehören die Ozeanerwärmung, die Verminderung von Meereis, ein stärker geschichteter Ozean und die zunehmende Versauerung. Es wird erwartet, dass sich diese Entwicklungen zukünftig fortsetzen werden. Auch die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, Änderungen in der Primärproduktion, ein weiterer [[Meeresspiegel der Zukunft|Meeresspiegelanstieg]] und das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen werden vorhergesagt.<ref name="Sumaila 2011" />

Aus der Erwärmung der Meere folgt eine verstärkte Schichtung (also: schwache Durchmischung) des Meerwassers und eine abgeschwächte Ozeanzirkulation.<ref name="WBGU 2013" />
Die Versauerung ist nur auf extrem langen Zeitskalen irreversibel. Die Geschwindigkeit der Versauerung ist heute mehr als hundert Mal schneller als in den letzten 65 Millionen Jahren. Die stärkste pH-Änderung wird künftig in der Arktis erwartet, da die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch schmelzendes Meereis erhöht wird; außerdem mindern die Süßwassereinträge durch das schmelzende Eis die Sättigung.<ref name="Sumaila 2011" />

Der größte Sauerstoffverlust wird in mittleren und höheren Breiten erwartet; bereits sauerstoffärmere und weniger produktive tropische und subtropische Gebiete zeigen in Modellsimulationen geringere Änderungen. Der Sauerstoffgehalt könnte im globalen Mittel in diesem Jahrhundert um 1 – 7% abnehmen. Die klimawandelbedingte Sauerstoffabnahme ist auf gesellschaftlich relevanten Zeitskalen irreversibel.<ref name="Sumaila 2011" />

=== Auswirkungen auf die Fischbestände ===

Es wird erwartet, dass Fische in warmem Wasser eine kleinere maximale Körpergröße ausbilden und bei ihrer ersten Reife kleiner sein werden. Kleinere Fische haben in warmen Gewässern eine erhöhte Sterblichkeitsrate. Das sind wichtige Faktoren, die die Populationsdynamik und -produktivität beeinflussen.<ref name="Sumaila 2011" /> [[Bild:Verteilungsänderungen WORI.jpg|thumb|420px|Verteilung invasiver Fischarten in den Ozeanen. Regionen, in denen heimische Arten nicht verdrängt oder beeinträchtigt werden, sind grün. ]]

Fische, deren Habitate in Kaltwasserregionen sind, werden am meisten unter dem Stress der Klimaerwärmung leiden. Dieser abiotische Stress könnte dadurch verschärft werden, dass Veränderungen schneller eintreten, als sich die Arten daran anpassen können. Können sich Arten nicht anpassen, werden sie sich in günstigere Habitate zurückziehen müssen. Gelingt ihnen das nicht schnell genug oder können sie sich nicht hinreichend verbreiten oder in ihrer neuen Lebensgemeinschaft behaupten, werden sie aussterben. Beide Fälle haben lokale Artenverschiebungen zur Folge, die dazu führen, dass sensitive Arten verschwinden, während sich opportunistische, anpassungsfähigere Arten verbreiten werden.<ref name="WBGU 2013" />

Mit der verstärkten Schichtung der Meere wird die Primärproduktion verringert, global wird mit zunehmendem Klimawandel eine abnehmende aquatische Produktion einschließlich der Fischereiproduktion prognostiziert. Im wärmeren Klima treten möglicherweise El-Niño-Bedingungen immer häufiger und stärker auf, was die Verminderung der globalen Ozeanproduktion verstärkt.<ref name="WBGU 2013" />

Es gilt als sicher, dass wirbellose Tiere am meisten unter der Versauerung der Ozeane leiden werden.
Global gesehen werden Arten verloren gehen und Ökosysteme werden sich ändern. In einzelnen Fällen können Ökosysteme regionale Veränderungen der Artengemeinschaft, z.B. durch Zuwanderung, verkraften. In der Antarktis könnten Planktonalgen von der Meerwassererwärmung sogar profitieren, ebenfalls ist die Aussüßung der östlichen Ostsee ein Vorteil für süßwasserliebende Arten. Zusätzlich kann es durch die Einwanderung fremder Spezies in manchen Lebensräumen zu einer kurzfristigen Erhöhung der biologischen Vielfalt kommen. Generell sind die regionalen Auswirkungen jedoch sehr schwer abzuschätzen.<ref name="WOR I 2010" /> Da die Anpassungspotentiale unterschiedlich ausgeprägt sind, könnten sich die Konkurrenzverhältnisse zwischen den Arten drastisch verschieben, strukturelle Veränderungen im marinen Nahrungsnetz sind jedoch kaum vorhersagbar.<ref name="WBGU 2013" />

=== Auswirkungen auf die marine Fischerei ===

Die Fischerei wird stark beeinflusst, da sich sowohl die Quantität, Qualität und Vorhersagbarkeit des marinen Fischfangs ändern werden. Ein direkter Einfluss ist zum Beispiel die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, die sich auf die Physiologie und die Verteilung von pelagischen marinen Organismen auswirkt.<ref name="Sumaila 2011" /> Diese Verschiebungen werden in Gewinnen und Verlusten für die Spezies resultieren und die Strukturen der Fischbestände ändern. Allerdings können die Verteilungsverschiebungen auch neues Potential bieten. Durch die Ozeanerwärmung wird ein Anstieg bei der Menge der Hummer in den tieferen Gewässern vor West-Australien erwartet und auch in der Nordsee könnte es zu einem vermehrten Aufkommen von Warmwasserspezies wie dem Wolfsbarsch kommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Mögliche Konsequenzen für die Fischerei könnten sein, dass sich Preis und Wert der Fische, die Kosten, die Einkommen, der Gewinn für die Betriebe und die wirtschaftliche Rendite ändern. Die Auswirkungen könnten ähnlich ausfallen wie beim El-Niño-Phänomen: In El-Niño-Phasen werden vor Südamerika (Chile, Peru) weniger pelagische marine Spezies angelandet, dafür steigen die Anlandungen der Südostasiatischen Makrele. Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die Gewinne nicht nur von der Quantität, sondern auch von der Fangzusammensetzung abhängen. So ist beispielsweise im Keltischen Meer die Zahl der Fänge gestiegen; aber aufgrund der gehäuften kleineren, minderwertigen Spezies unter ihnen hat der Wert der Anlandungen insgesamt abgenommen.<ref name="Sumaila 2011" />

Zusätzlich wird eine stark steigende Nachfrage nach Fischprodukten prognostiziert, da die Weltbevölkerung steigt und immer mehr Menschen Fisch konsumieren. Dieser Konsum kann nicht allein durch Wildfischerei befriedigt werden, da die Fisch-Erträge nicht steigen werden. Stattdessen muss die Fischereiintensität vorübergehend gemindert werden, um eine Erholung der Bestände zu erreichen.<ref name="WBGU 2013" />

Auf den Kontinentalsockeln (bis auf hohe Breiten) werden die Fangpotentiale überall zurückgehen und auf Hoher See insgesamt eher zunehmen. Treiber hierfür sind Populationsverschiebungen und Änderungen in der Primärproduktion. In der Arktis und der Subarktis ist eine Zunahme der Fangpotentiale um 30 – 70% möglich, in den Tropen wird jedoch mit Abnahmen um bis zu 40% gerechnet.
Das erhöhte Fangpotential in der Arktis und Subarktis könnte auch durch die Versauerung der Ozeane und weniger gelöstem Sauerstoff wieder relativiert werden.<ref name="Sumaila 2011" /> Generell ist davon auszugehen, dass sich Warmwasserspezies durchsetzen werden.

=== Auswirkungen auf die Süßwasserfischerei ===

==== Fische in gemäßigten Regionen ====

Generell wird das Wachstum der Fische in gemäßigten Regionen mit der Temperatur steigen, bis die Umgebungstemperatur optimal für die jeweilige Spezies ist. Etwa 90% des jährlichen Wachstumsprozesses der Fische fällt in die Sommermonate, da hier die Futterverfügbarkeit maximal ist und die Wassertemperaturen optimal für das Wachstum der Fische ist. Die Erwärmung weitet diesen Zeitraum weiter aus und sorgt für weniger Winterstress.

Gleichzeitig führt die Erwärmung zu einem gesteigerten Energiebedarf, da sich mit steigenden Temperaturen auch der Stoffwechsel der Fische erhöht. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird von den Fischen durch eine vermehrte Nahrungsaufnahme kompensiert, allerdings können Gebiete mit begrenzter Nahrungsverfügbarkeit nicht mit dem erhöhten Bedarf mithalten. Ein Anstieg der Menge der Kaltwasserfische ist also nur zu erwarten, wenn auch mehr Futter zur Verfügung steht.
Auch die Reproduktion könnte durch die erhöhten Temperaturen beeinträchtigt werden: Besonders verwundbar sind Spezies, die große Eier und ein kleines Gelege legen und erst spät die sexuelle Reife erreichen („equilibrium species“). Am wenigsten durch den Klimawandel betroffen sind sogenannten opportunistische Spezies (frühe Reife, kleine Eier, kleines Gelege, häufiges Laichen).<ref name="Ficke 2007" />

==== Tropische Fische ====

Tropische Süßwasser-Fische, die zum Beispiel im Victoriasee in Ostafrika zu finden sind, können sich gut an steigende Temperaturen anpassen. Da die Klimaerwärmung die Tropen ohnehin nicht stark treffen wird, ist es wahrscheinlich, dass tropische Fische im Gegensatz zu Fischen in polaren und gemäßigten Gebieten wenig durch die Erwärmung leiden werden. Außerdem suggerieren einige Studien, dass tropische Fische gegenüber geminderten gelösten Sauerstoffkonzentrationen sehr widerstandsfähig sind.<ref name="Ficke 2007" />

Insgesamt gilt es jedoch als sicher, dass geänderte Strömungsregime einen größeren Schaden anrichten werden als steigende Temperaturen. Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, dass der Klimawandel in den Tropen durch andere Effekte wie der [[Deforestation_(Tropen)|Entwaldung]] und Änderungen in der Landnutzung überschattet wird. Eine Entwaldung im Amazonasgebiet könnte beispielsweise dazu führen, dass es in Parana und Paraguay zu erhöhtem Niederschlag und in Uruguay und Negro zu vermindertem Niederschlag kommen könnte. Bei diesem Szenario würde die Fischereiproduktivität dann durch Änderungen im Störmungsregime variieren.<ref name="Ficke 2007" />

==== Polare Fische und Fische in hohen Breiten ====

Viele Süßwasserfische in den hohen Breiten sind bis in gemäßigte Zonen verbreitet. Die Klimaerwärmung könnte für Fische in polaren Regionen und in hohen Breiten positiv sein, da sich aus der daraus folgenden Eisschmelze mehr Habitate für die Fische ergeben könnten. Während sie sich jedoch in höhere Breiten ausbreiten können, steigt die Konkurrenz an den äquatorwärtigen Grenzen der Habitate in den mittleren Breiten, da sich mehr Fische aus gemäßigten Regionen ansiedeln. Daher ist ebenso eine Reduzierung der Habitate für polare Fische durchaus möglich. Da die Fische an die kalten Temperaturen in polaren Gegenden gewöhnt sind, sind sie sehr empfindlich gegenüber Temperaturerhöhungen.<ref name="Ficke 2007" />

=== Aquakultur ===

[[Bild:Aquakultur_Vestmanna.jpg|thumb|420px|Aufzucht von Lachs vor Vestmanna/Färöer]] Der Haupteinfluss der globalen Erwärmung ist auch bei der Aquakultur die daraus resultierende steigende Wassertemperatur. Diese ist besonders bedeutsam für die Aquakultur in gemäßigten Regionen und kaltem Wasser. Die Erwärmung bietet länger optimale Konditionen für die Fischzucht, sodass der ökonomische Anreiz künftig steigen wird, da beispielsweise Energiekosten gesenkt werden können.

Der Meeresspiegelanstieg könnte in den Tropen und Subtropen dazu führen, dass es größeres Potential für Fischfarmen gibt.

Aber auch bei der Aquakultur hat der Klimawandel nicht nur Vorteile. So wird erwartet, dass die erhöhten Wassertemperaturen die Aquakultur in gemäßigten Zonen, insbesondere bei der Kultivierung von Lachs, einschränken wird. Das liegt daran, dass in diesen Zonen schon die ideale Zuchttemperatur vorliegt und diese durch die Erwärmung dann überschritten wird. Insgesamt könnten sich die Zuchtbedingungen polwärts verschieben.<ref name="WBGU 2013" />

Außerdem könnten in einigen Ländern und Regionen die steigenden Temperaturen zu einer vermehrten Algenblüte und der Verbreitung von Krankheiten führen. Das ist besonders problematisch, da Fische in Aquakulturen bereits eine verminderte genetische Variabilität vorweisen, die sie anfälliger für Erreger machen. Die verminderte genetische Variabilität verringert zusätzlich die Anpassungsfähigkeit an die veränderten Umweltbedingungen.<ref name="Ficke 2007" />

Die Aquakultur wird auch indirekt durch den Klimawandel betroffen: Die Auswirkungen, die dieser auf die marine Fischerei hat, beeinträchtigt auch die Aquakultur, da die Rohmaterialien für die Produktion von Fischmehl und -öl überwiegend aus der marinen Fischerei stammen.

== Fischerei als Klimafaktor ==

Es sollte nicht übersehen werden, dass die Fischerei durch ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen auch ein Verursacher von Emissionen ist. Allein die Fischereiflotte emittiert jährlich 43 – 134 Millionen Tonnen CO<sub>2</sub>. Umgerechnet bedeutet das, dass für 1t Lebendgewicht an angelandetem Fisch 1.7 Tonnen CO<sub>2</sub> freigesetzt werden.

Bei der Wildfischerei ist der Fischfang die Phase im Lebenszyklus, die der Umwelt am meisten schadet. Hierbei spielt der Brennstoffverbrauch der Fischerboote eine besonders große Rolle; Schleppnetzfischerei ist weit energieaufwändiger als Fischerei mit Ringwadennetzen. Passive Methoden wie Haken und Fallen sind besonders energieeffizient. Die stärkste Belastung wird durch die Hochseefischerei verursacht, die aufgrund der weiten Distanzen zwischen Fanggebieten und Häfen besonders emissionsintensiv sind.<ref name="WBGU 2013" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=SST_global_Diff2_RCP8.5_Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus verschiedenen Daten eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113468/a44beae1ee55306f532152d2821770bb/data/2008-nordsee-klimawandel.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113458/ed5b15bb3e6e76ba7c058834927cc5aa/data/2011-kabeljaubestand-in-der-nordsee.pdf Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee] Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|beeinflusst von=Erwärmung des Ozeans
|beeinflusst von=Kohlenstoff im Ozean
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaänderungen Europa, Kryosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>
[[Kategorie:Wirtschaft und Soziales]]
[[Kategorie:Ozean]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]

Artensterben

2017-11-09T03:03:25Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

== Bedrohung der Arten durch den Klimawandel ==
[[Bild:Goldkroete.jpg|thumb|360px|Die Goldkröte, das erste Amphib, das eventuell durch den Klimawandel ausgestorben ist.]]
Es kann kein Zweifel mehr daran bestehen: Der [[Aktuelle Klimaänderungen|anthropogene Klimawandel]] hat das Leben auf der Erde erreicht.<ref>So das Fazit der Auswertung der weltweiten Forschung von C. Parmesan, (2006): Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change, Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 37, 637-69</ref> Die biologischen Arten zeigen eine andere [[Phänologie|Frühlingsphänologie]], sie stellen ihr Wachstum auf die neuen Bedingungen ein, sie ändern ihre [[Verbreitung der Arten|Verbreitungsgebiete]] und setzen sich neu zusammen, und sie werden teilweise verstärkt von [[Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)|Krankheiten und Schädlingen]] bedroht. Im Extremfall können solche Veränderungen dazu führen, dass das Überleben in bestimmten Regionen oder sogar weltweit nicht mehr möglich sein wird.

Vom globalen Aussterben besonders bedroht gelten endemische Arten, die nur in bestimmten, klar umgrenzten Gebieten vorkommen. Sie sind an spezifische Klimabedingungen angepasst und haben bei deren Veränderung keine Möglichkeit, in andere Gebiete auszuweichen. Besonders ausgeprägt ist das der Fall bei wechselwarmen Arten wie Amphibien und Reptilien, die extrem von der Umgebungstemperatur abhängen. Bei den Amphibien kommt zudem noch eine extreme Abhängigkeit von dauerfeuchten Lebensräumen hinzu. Sie reagieren daher auf Klimaänderungen am empfindlichsten. Es ist daher kein Zufall, dass die Goldkröte aus Costa Rica als erste nachweislich durch den Klimawandel ausgestorbene Art bezeichnet wurde. Die Verringerung von Nebel- und Niederschlagshäufigkeit in ihrem Verbreitungsgebiet als Ursache wurde der globalen Erwärmung zugeschrieben.<ref>Böhme, W. und D. Rödder (2008): Amphibien und Reptilien: Verbreitungs- und Verhaltensänderungen aufgrund der Erderwärmung, in Lozán, J.L. u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, S. 77-81</ref> Spätere Untersuchungen haben jedoch an dem eindeutigen Zusammenhang zwischen dem Austerben der Goldkröte und dem Klimawandel Zweifel aufkommen lassen. So kommen als Ursache auch Pilzerkrankungen und Änderungen in der Landnutzung in Frage. Und für die regionalen Änderungen des Klimas sind möglicherweise natürliche Schwankungen von größerer Bedeutung als der anthropogene Klimawandel.<ref>IPCC (2014): Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.3.2.5</ref>

== Die zukünftige Artenbedrohung ==

In den [[Klima im 21. Jahrhundert|nächsten Jahrzehnten]] ist mit weiter steigenden Temperaturen, größerer Trockenheit in den einen und stärkeren Niederschlägen in vielen Regionen zu rechnen. Die Anpassungsfähigkeiten einzelner Arten könnten zunehmend überfordert sein. Was möglicherweise auf die Arten der Erde durch den globalen Klimawandel zukommt, kann sinnvoll nur mit Modellen berechnet werden, die unterschiedliche [[Klimaszenarien]] zugrunde legen. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Bedrohung der Arten, die nur durch erhebliche Anstrengungen zum Klimaschutz abgemildert werden kann.

So kommt eine globale Modelluntersuchung zu dem Ergebnis, dass schon bis 2050 ein erheblicher Teil der heutigen auf dem Land lebenden Arten dem Klimawandel zum Opfer gefallen sein könnte.<ref>Thomas, C.D. et al. (2004): Extinction risk from climate change, Nature 427, 145-148</ref> Bei einer mittleren Änderung des Klimas könnten das 24 %, bei einer geringen Änderung 18 % und bei einer stärkeren Änderung des Klimas 35 % sein. Die Gefährdung der Arten durch den Klimawandel wird in dieser Untersuchung für die nächsten Jahrzehnte als bedeutend höher eingeschätzt als die durch direkte menschliche Einwirkung wie Änderungen der Landnutzung etc. Eine besondere Bedrohung wird dabei darin gesehen, dass viele Arten nicht in der Lage sein werden, geeignete Klimabereiche durch Migration zu erreichen, weil die Landschaften inzwischen durch menschliche Nutzung zu stark fragmentiert sind.

Etwas weniger extrem fällt eine Modelluntersuchung zu einem potentiellen Artenverlust in Europa bis 2080 aus.<ref>Thuiller,W., et al. (2005): Climate change threats to plant diversity in Europe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102, 8245-8250</ref> Danach ist etwa die Hälfte der Arten „gefährdet“, d.h. die Arten könnten über 50 % ihres Bestands verlieren, und 3 % der Arten würden aussterben. Vorausgesetzt wird dabei, dass eine Anpassung durch Migration nicht oder kaum stattfindet, was aufgrund der starken Fragmentierung der europäischen Landschaften größtenteils zutreffend sein dürfte. Die Gefährdung der Arten ist je nach Region unterschiedlich. Vor allem in Gebirgsregionen wie den [[Alpine Ökosysteme|Alpen]], dem französischen Zentralmassiv und in Nordwestspanien, wo die Pflanzen an spezielle Klimabedingungen angepasst sind, könnten sogar über 80 % des Bestandes verloren gehen. Andererseits gibt es Gebiete in Europa wie in Südspanien, wo die Vegetation jetzt schon an heiße und trockene Bedingungen angepasst ist, oder in Norwegen, wo auch in Zukunft günstige Wachstumsbedingungen erwartet werden.

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=SST_global_Diff2_RCP8.5_Jahr.jpg|Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus verschiedenen Daten eigene Karten erzeugen:

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3944578/global-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflaechentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7251696/global-meer-co2-aufnahme/ CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/7278928/global-meer-ph-wert/ pH-Wert des Ozeans].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/ '''Nordsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874488/nordsee-meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/3874490/nordsee-meeresbodentemperatur/ Meeresbodentemperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000074/nordsee-oberflaechensalzgehalt/ Meeresoberflächensalzgehalt], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/4000070/nordsee-bodensalzgehalt/ Meeresbodensalzgehalt] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordsee-daten/8187590/ph-wert-nordsee/ pH-Wert].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/ '''Ostsee''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Meeresoberflächentemperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-ostsee-daten/3411484/meeresoberflaechentemperatur/ Salzgehalt].

*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/ '''Regionaldaten zur Arktis''']: z:B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4275340/arktis-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4276842/arktis-meereis/ Meereis].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113366/62aa46ebde6536773831a2625ef99886/data/2010-klimawandel-korallen.pdf Die Koralle] Inwiefern wirkt sich der Klimawandel auf die Korallen aus und welche Folgen bringt dies mit sich? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3874604/0494b9f686c7a83dda2ed7542b83c198/data/2012-nordatlantikstrom-und-aal.pdf Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113416/1d90f5fd306f7a1b25e3236e8ce86085/data/2009-miesmuschel-auster.pdf Miesmuschel vs. Auster] Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3460606/d43ffa344960a586685dc911d578308b/data/2012-ostseedorsch.pdf Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen?] Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4340724/36378eb240d6d973fead17098035ef53/data/2013-great-barrier-reef.pdf Vernichtet der Klimawandel die Korallenriffe der Welt?] Das Beispiel des Great Barrier Reefs (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3903634/4a7df422fd7e3fa12f54fb4aaa4e9f1c/data/2012-eisbaeren-im-klimawandel.pdf Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben des Eisbären?] (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3946316/77db27e3695c730d477440bd2153a722/data/2013-pazifische-auster.pdf Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen?] (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Regionales Beispiel=Alpine Ökosysteme
|Regionales Beispiel=Arktische Ökosysteme
|Regionales Beispiel=Marine Ökosysteme
|Folge von=Aktuelle Klimaänderungen
|Folge von=Klimaprojektionen
|Teil von=Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
|Beeinflusst von=Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme)
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Alpine Ökosysteme, Arktische Ökosysteme, Marine Ökosysteme, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaprojektionen, Schädlinge und Krankheiten (Ökosysteme), Biosphäre, Vegetation</metakeywords>

[[Kategorie:Biosphäre]]
[[Kategorie:Ökosysteme]]
[[Kategorie:Vegetation]]

Boden im Klimasystem

2017-11-09T02:59:16Z

Anne Felsberg:

[[File:Boden klima.jpg|thumb|400px|Wichtige Beziehungen zwischen Boden und Klima]] Die Pedosphäre bzw. die Böden bilden die Grenzfläche zwischen der [[Aufbau_der_Atmosphäre|Atmosphäre]] und der [[Biosphäre_im_Klimasystem|Biosphäre]] auf der einen und der Lithosphäre (Erdkruste und äußerste Schicht des Erdmantels) auf der anderen Seite. Böden sind eine Grundlage der [[Terrestrisch|terrestrischen]] Pflanzen und beeinflussen somit indirekt das Klima, von dem wiederum die Verwitterungsformen und somit die Art der Böden bestimmt wird. Auch für den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-Kreislauf]] sind die Böden von großer Bedeutung. Sie speichern mehr als doppelt so viel Kohlenstoff wie die oberirdische Pflanzendecke, stehen allerdings nicht in so unmittelbarer Wechselwirkung mit der Atmosphäre wie diese. Veränderungen von Bodeneigenschaften, z.B. das Auftauen von [[Permafrost|Permafrostböden]], können allerdings durch Freisetzung von [[Kohlendioxid|Kohlendioxid]] und Methan auch in verhältnismäßig kurzer Zeit zu erheblichen Änderungen im Gasaustausch mit der Atmosphäre führen. Von dem Vorhandensein und der Art der Böden ist direkt oder indirekt, über die Pflanzendecke, auch die [[Albedo|Albedo]] des Festlandes abhängig. Der Boden ist zudem ein wichtiger Wasserspeicher und lenkt das aufgenommene Wasser ins Grundwasser, in Oberflächengewässer oder in Pflanzen um.

== Temperatur und Strahlung ==

Boden und [[Atmosphäre_im_Klimasystem|Atmosphäre]] tauschen wechselseitig Energie aus. Der Boden wird über die Atmosphäre durch die [[Strahlung|Sonneneinstrahlung]] erwärmt, die zunächst die obere Schicht des Bodens erreichen, von wo aus die Erwärmung der darunter liegenden Schichten erfolgt. Wie viel von der Sonnenstrahlung aufgenommen bzw. absorbiert und nach unten weitergegeben wird, hängt einerseits von der Beschaffenheit der Bodenoberfläche, andererseits von der des tieferen Bodens ab. Je heller die Erdoberfläche ist, desto mehr Einstrahlung wird wieder reflektiert, d.h. desto höher ist die [[Albedo|Albedo]] bzw. das Rückstrahlungsvermögen. Eine Oberfläche aus frisch gefallenem Schnee reflektiert 75-95 % der Einstrahlung, trockener Sandboden 35-45 % und Schwarzerde nur 5-15 % der Solarstrahlung.<ref>Brigitte Klose (2008): Meteorologie. Eine interdisziplinäre Einführung in die Physik der Atmosphäre, Heidelberg, S. 174</ref>

[[File:Bodentemperatur.jpg|thumb|520px|Tages- (links) und Jahresgang (rechts) der Temperatur in verschiedenen Bodentiefen]] Die Erwärmung der Bodenoberfläche folgt dem Tages- und Jahresgang, mit einem Maximum um die Mittagszeit und in den Sommermonaten. Die Weitergabe in die Tiefe ist abhängig von der Wärmekapazität und der Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Die Wärmeleitfähigkeit wird vor allem durch die schlecht leitende Luft im Boden bestimmt: Je weniger Luft sich in den Bodenporen befindet, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmekapazität ist primär vom Wassergehalt des Bodens abhängig, denn die Wärmekapazität von Wasser ist deutlich höher als die von Luft, mineralischen und organischen Bestandteilen. Feuchte Böden erwärmen sich zwar langsamer als trockene, können die Wärme aber besser speichern und kühlen entsprechend langsamer aus. Entsprechend sind die Tages- und Jahresmaxima im tieferen Boden nur mehr oder weniger stark verzögert feststellbar.

Der Energieaustausch vom Boden zur Atmosphäre geschieht über die Abgabe von Strahlungsenergie und latenter Wärme.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Box 7.1</ref> Ein warmer Boden gibt über langwellige Wärmestrahlung Energie an die Atmosphäre ab, dunkle Böden mehr, helle Böden weniger, da sie weniger Strahlung absorbiert haben. Die Abgabe latenter Wärme geschieht über die [[Verdunstung|Verdunstung]] von Wasser im Boden. Für die Umwandlung von Wasser in Wasserdampf wird dem umgebenden Boden und der Luft im und über dem Boden Energie entzogen, die im Wasserdampf ‚verborgen’ (latent) in die Atmosphäre gelangt und dort bei Kondensation wieder frei wird. Ist der Boden relativ trocken, kann weniger latente Wärme an die Atmosphäre abgegeben werden. Durch die geringere Verdunstung werden der Boden und die Atmosphäre unmittelbar darüber stärker aufgeheizt. Das stößt eine positive Rückkopplung an. Da weniger Wasserdampf in die Atmosphäre gelangt, kann dort auch weniger Kondensation stattfinden und damit weniger Wolkenbildung. Bei geringerer Bewölkung verstärkt sich aber die Einstrahlung, wodurch der Boden noch wärmer und trockener wird usw.

== Wasserkreislauf ==

[[File:Wasserkreislauf boden.jpg|thumb|420px|Wasserkreislauf und Boden]] Das Bodenwasser spielt nicht nur eine wichtige Rolle beim Energieaustausch mit der [[Atmosphäre|Atmosphäre]], sondern ist auch selbst Bestandteil eines Atmosphäre und Boden umfassenden [[Wasserkreislauf|Kreislaufs]]. Der Boden erhält sein Wasser direkt oder indirekt über Zuflüsse aus den [[Niederschlag|Niederschlägen]] der Atmosphäre. Der Wasserkreislauf zwischen Boden und Atmosphäre ist jedoch nicht geschlossen. Die Atmosphäre erhält 35 % des Niederschlags, der über dem Land fällt, aus verdunstetem Ozeanwasser, das über Luftströmungen herantransportiert wird. Und der Boden gibt nur einen Teil des Niederschlagswassers durch [[Verdunstung|Verdunstung]] wieder an die Atmosphäre zurück. Dieser Anteil ist in feuchten [[Klimazonen|Klimazonen]] geringer als in trockenen Klimaten, wo er sogar 100 % erreichen kann.

Ein Teil der Niederschläge, die nicht verdunsten, fließt oberflächlich direkt in Flüsse und Seen. Ein anderer versickert im Boden und hält sich mehr oder weniger lange darin als Bodenwasser auf. Je nach Bodenart verbleibt davon ein mehr oder weniger großer Anteil als Haftwasser im Boden selbst, entweder in feinen Bodenporen oder an den Oberflächen fester Bodenpartikel. Dieses Wasser steht den Wurzeln der Pflanzen zur Verfügung und wird teilweise über die oberirdischen Bestandteile der Pflanze wieder an die Atmosphäre verdunstet (Transpiration). Das nicht im Boden verbleibende oder verdunstende Niederschlagswasser sickert durch den Boden hindurch in das Grundwasser. Von hier gelangt es teilweise wie der Oberflächenabfluss in Flüsse und Seen, von wo - zumindest in mittleren und höheren Breiten - der größere Anteil direkt ins Meer fließt und der Rest in die Atmosphäre verdunstet.

== Stoffkreisläufe ==

Die wichtigste Beziehung zwischen Boden und Klimasystem besteht in dem Austausch von [[Treibhausgase|Treibhausgasen]], vor allem von [[Kohlendioxid|Kohlendioxid]]. Aber auch [[Lachgas|Lachgas]] (N<sub>2</sub>O) und in besonderen Fällen [[Methan|Methan]] (CH<sub>4</sub>) spielen eine Rolle. Nach dem Ozean, der mit 38 000 Gt C<ref>Gt = Gigatonnen = Milliarden t; 1 t C entspricht 3,67 t CO<sub>2</sub></ref> mit Abstand das größte Kohlenstoffreservoir darstellt, ist der Boden der größte Kohlenstoff-Speicher des [[Klimasystem|Klimasystems]]. In ihm sind 1500 Gt C gespeichert, in der Vegetation dagegen nur 600 und in der Atmosphäre 720 Gt C.<ref>David Powlson (2005): Will soil amplify climate change?, Nature 433, 204-205</ref>

[[File:Stoffkreislauf boden.jpg|thumb|520px|Der Boden als Speicher und Emittent von Treibhausgasen]] Die Vegetation ist die Brücke, über die Kohlendioxid aus der Atmosphäre in den Boden gelangt. Durch [[Kohlenstoffkreislauf_Land|Photosynthese]] verwandeln grüne Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre in organische Verbindungen und bauen damit Biomasse auf. Etwa die Hälfte des aufgenommenen Kohlendioxids wird durch die Atmung der Pflanze unmittelbar an die Atmosphäre wieder abgegeben. Ein Großteil der Biomasse fällt aber als Streu (Laub, heruntergefallene Zweige etc.) auf den Boden und wird durch Bodenorganismen zersetzt. Dabei wird der zuvor in der Pflanze gespeicherte Kohlenstoff bis auf einen geringen Teil, der als Humus längerfristig gespeichert bleibt, wieder frei und gelangt als Kohlendioxid in die Bodenluft. Eine weitere Quelle für den Kohlendioxidgehalt der Bodenluft ist die Atmung der Pflanzenwurzeln.

Vor allem durch die Aktivität der Bodenorganismen ist der CO<sub>2</sub>-Partialdruck im Boden höher als in der Atmosphäre. Dadurch gibt der Boden ständig Kohlendioxid an die Atmosphäre ab. Im Mittel stehen die Aufnahme von CO<sub>2</sub> durch den Boden aus der Atmosphäre über die Vegetation und die Abgabe an die Atmosphäre über den höheren CO<sub>2</sub>-Partialdruck in einem ausgeglichenen Verhältnis. Regional kann es jedoch große Unterschiede geben, die auch durch die Nutzung des Bodens durch den Menschen stark beeinflusst sind. So sind Moorböden in Deutschland durch die gegenwärtige Nutzung eine bedeutende CO<sub>2</sub>-Quelle, aus der knapp 8 Millionen t CO<sub>2</sub>-Äquivalente (neben Kohlendioxid auch Methan) pro Jahr freigesetzt werden. Das entspricht 2,8 % der gesamten Treibhausgasemissionen Deutschlands.<ref>UBA-Workshop [http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=3495 Böden im Klimawandel - Was tun?!], S. 105 ff.</ref> Dagegen zeigen Waldböden in Deutschland einen ausgeglichenen CO<sub>2</sub>-Austausch mit der Atmosphäre. Und bei einer Umwandlung von Ackerland in Wald kann der Boden über einen längeren Zeitraum mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, als er abgibt.

Neben Kohlendioxid sind auch Lachgas (N<sub>2</sub>O) und in besonderen Fällen Methan (CH<sub>4</sub>) wichtige Treibhausgase im Boden. Der Boden gibt sie ebenfalls an die Atmosphäre ab, nimmt sie aber nicht wie Kohlendioxid von ihr auf. [[Methan|Methan]] ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste Treibhausgas, das durch menschliche Aktivitäten emittiert wird. Es entsteht bei der Zersetzung von organischem Material unter Luftabschluss, d.h. anaerob. Im Boden kommt das vor allem in Sümpfen, Mooren und Reisfeldern vor, die daher eine wichtige Methanquelle für die Atmosphäre sind. Wenn Sümpfe dauerhaft gefrieren, wird Methan über längere Zeiten im Boden eingeschlossen, was bei den Permafrostböden der hohen Breiten der Fall ist.

[[Lachgas|Lachgas]] entsteht aus anderen Stickstoffverbindungen einerseits auf natürlichem Wege, andererseits durch die landwirtschaftliche Düngung. Von Natur aus werden verschiedene Stickstoffverbindungen aus der Atmosphäre entweder durch Niederschlag deponiert oder durch Bakterien direkt aus der Luft fixiert. Eine mengenmäßig sehr bedeutsame Quelle ist die Anwendung von organischem Dünger (Gülle und Mist) und anorganischen Kunstdüngern. Über verschiedene Umwandlungsprozesse im Boden entsteht das Treibhausgas N<sub>2</sub>O, das dann in die Atmosphäre gelangt.

== Einzelnachweise ==

<references />

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Arktis_temperatur_1971-2000.jpg|Breite=200 px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] mit dem Visualisierungsprogramm Panoply eigene Karten erzeugen:

* [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/ '''Regionaldaten zur Arktis''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/4275340/arktis-temperatur/ Temperatur] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-arktis-daten/5038548/arktis-eistage/ Eistage].
*[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/ '''Globale Daten''']: z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3902514/global-temperatur/ Temperatur],[http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/3904608/global-niederschlag/ Niederschlag] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-globale-daten/4148640/global-verdunstung/ Verdunstung].

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113434/56b0c142c4713e35a191885435129fa9/data/2010-klimawandel-permafrost.pdf Auswirkungen des Klimawandels auf den Permafrostboden in Sibirien] Muss Sibirien Angst vor einer Zerstörung der dortigen Infrastruktur haben und treten möglicherweise Rückkopplungseffekte auf, die den Klimawandel verstärken? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3584434/21f4f93c52930a5f0cbeb2f5d3a9abe1/data/2012-moore-und-klimawandel.pdf Inwiefern sind Moore und der Klimawandel miteinander gekoppelt?] Das Beispiel: Moore in Norddeutschland (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/7113276/2fee4ad41831f965537f0641cc8328c5/data/2016-permafrost-alska.pdf Inwieweit gibt es Wechselwirkungen zwischen dem tauenden Permafrostboden in Alaska und dem anthropogenen Klimawandel?] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4139896/24bb9b170027afc77ec765f004de8d4e/data/2013-permafrost-lenadelta.pdf Permafrost] Worin besteht die Wechselwirkung zwischen Klimaveränderung und Permafrost-Boden am Beispiel des Lena-Deltas? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113444/f8d9fc9b3aaaa943610818328affdaae/data/2011-permafrost-sibirische-tundra.pdf Welche Auswirkungen hat das Auftauen der Permafrostböden durch den Klimawandel auf die sibirische Tundra?] (Gymnasium Osterbek, Hamburg)

<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==

{{CC-Lizenz}} {{Kontakt}} {{#set: Unterrichtsmaterial=[http://hypersoil.uni-muenster.de/ Hyper Soil] Lern- und Arbeitsumgebung zum Themenfeld "Boden" im Unterricht (Uni Münster) |umfasst Prozess=Hitze und Trockenheit (Boden) |umfasst Prozess=Erwärmung und Kohlenstoff im Boden |umfasst=Methan im Permafrost |Teil von=Klimasystem |ähnlich wie=Kryosphäre im Klimasystem |ähnlich wie=Ozean im Klimasystem |ähnlich wie=Atmosphäre im Klimasystem |ähnlich wie=Biosphäre im Klimasystem |ähnlich wie=Lithosphäre und Pedosphäre im Klimasystem }} <metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitze, Trockenheit, Erwärmung und Kohlenstoff, Methan im Permafrost, Klimasystem, Kryosphäre im Klimasystem, Ozean im Klimasystem, Atmosphäre im Klimasystem, Biosphäre im Klimasystem, Lithosphäre, Pedosphäre, Boden, Treibhausgase</metakeywords>
[[Category:Klimasystem]] [[Category:Boden]] [[Category:Treibhausgase]] [[Category:Ökosysteme]]

Dürren im Amazonasgebiet

2017-11-09T02:45:54Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Amazonas geographisch.jpg|thumb|520 px|Das Amazonasbecken]]
Im Amazonasbecken befindet sich der weltweit größte zusammenhängende tropische Regenwald, in dem etwa 200 Gt<ref>Eine Gigatonne entspricht einer Milliarde (10<sup>9</sup>) Tonnen</ref> Kohlenstoff gespeichert sind.<ref name="Gloor 2013">Gloor, M., R.J.W. Brienen, D. Galbraith, T.R. Feldpausch, J. Schöngart, J.-L. Guyot, J.C. Espinoza, J. Lloyd, and O.L. Phillips (2013): Intensification of the Amazon hydrological cycle over the last two decades, Geophys. Res. Lett., 40, 1729–1733, doi:10.1002/grl.50377</ref> In den letzten 30-40 Jahren ist es im Amazonasgebiet im Vergleich zu früheren Jahrzehnten zu mehr extremen [[Starkniederschläge und Hochwasser|Überschwemmungen]] und zu mehr starken [[Dürren]] gekommen.<ref name="Gloor 2015">Gloor, M., J. Barichivich, G. Ziv, R. Brienen, J. Schöngart, P. Peylin, B. Barcante Ladvocat Cintra, T. Feldpausch, O. Phillips, and J. Baker (2015): Recent Amazon climate as background for possible ongoing and future changes of Amazon humid forests, Global Biogeochemical Cycles, 29, doi:10.1002/2014GB005080.</ref> Besonders die teilweise als „Jahrhundertdürren“ bezeichneten Trockenphasen im neuen Jahrhundert haben zu einer Wahrnehmung eines zunehmend trockeneren Amazonasbeckens geführt, was durch [[Klimamodelle|Modellsimulationen]] über die [[Klimaprojektionen|künftige globale Erwärmung]] teilweise bestätigt wurde,<ref name="Gloor 2013" /> einschließlich eines möglicherweise verstärkten Waldsterbens.<ref name="IPCC 2014 Box 4-3">IPCC (2014): Climate Change 2014, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, Box 4-3</ref>

== Wichtige Dürren im Amazonas ==
===Vor 2000===
Bereits während der [[Mittelalterliche Warmzeit|mittelalterlichen Warmzeit]] zwischen 900 und 1200 wurden für das Amazonasgebiet gewaltige Dürren nachgewiesen. Im 20. Jahrhundert sind größere Dürren durch das niedrige Niveau des Amazonas und seiner Nebenflüsse in den Jahren 1912 und 1926 und dann in 1964, 1983, 1995 und 1998 belegt. Im 20. Jahrhundert hat es wahrscheinlich die stärkste Dürre 1926 gegeben. Die Niederschläge lagen während dieser Dürre im zentralen und nördlichen brasilianischen Amazonasgebiet und auch im südlichen Venezuela um 50 % unter den normalen Werten. Als Folge ereigneten sich in Venezuela und im oberen Rio-Negro-Becken große Feuer.<ref name="Marengo 2016">Marengo, J.A., & J.C. Espinoza (2016): Extreme seasonal droughts and floods in Amazonia: causes, trends and impacts. International Journal of Climatology 36(3), 1033–1050</ref> Auch bei späteren Dürren kam es zu [[Waldbrände im Amazonas-Regenwald|starken Waldbränden]]. So erfasste während der Dürre 1998 in Roraima am Nordrand des brasilianischen Amazonas ein großes Feuer ca. 12000 km<sup>2</sup>, wobei 8-21 % der Laubdachbäume und 36-78 % des Unterholzes betroffen war.<ref name="Xaud 2013">Xaud, H.A.M, F.S.R.V Martins, J.R. Santos (2013): Tropical forest degradation by mega fires in the northern Brazilian Amazon. Forest Ecology and Management 294, 97-106. doi:10.1016/j.foreco.2012.11.036</ref>

[[Bild:Amazonas-Dürren2004-2009-2015.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Niederschlagsdefizite bei Beginn der drei großen Dürren Anfang des 21. Jahrhunderts, dargestelt als Standardabweichungen des Niederschlags im September-November 2004, 2009 und 2015]]
===Nach 2000===
In den 2000er Jahren erfuhr mehr als die Hälfte des Amazonasgebiets starke Dürren, die zahlreiche Bäume schädigten, zu Feuerausbrüchen führten und zeitweilig eine Netto-Emission von [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff]] verursachten.<ref name="Duffy 2015">Duffy P. B., P. Brando, G.P. Asner & C.B. Field (2015): Projections of future meteorological drought and wet periods in the Amazon. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112, 13172–13177</ref> In letzter Zeit sind die Zeitabstände zwischen den extrem starken Dürren kürzer geworden. So kam es 2005 und 2010 zu Dürren, die bei ihrem Auftreten jeweils als „Jahrhundertdürre“ eingestuft wurden, und es folgte eine noch stärkere Dürre in den Jahren 2015/16.

Während der Amazonas-Dürre 2005, die besonders im südwestlichen Amazonas eine Flächen von 1,9 Mio. km<sup>2</sup> erfasste,<ref name="Marengo 2016" /> lagen die Temperaturen in der Trockenzeit (März bis Oktober) um 3-5 °C höher als im Mittel, und die Niederschläge erreichten in manchen Gebieten nur 33-65 % des durchschnittlichen Wertes.<ref name="Davidson 2012">Davidson, E.A., et al. (2012): The Amazon basin in transition, Nature 481, 321-328</ref> Die Dürre 2005 wurde zunächst als „Jahrhundertereignis“ bezeichnet. Spätere Modellberechnungen stuften sie jedoch als einmal in 20 Jahren ein. 2025 könnte eine solche Dürre nach diesen Berechnungen bereits alle zwei Jahre vorkommen.

Die Dürre 2010, unter der mehr als die Hälfte des Amazonasbeckens litt,<ref name="Davidson 2012" /> begann bereits Ende 2009 und verstärkte sich während der Trockensaison 2010. Insgesamt waren von dieser Dürre 3,0 Mio. km<sup>2</sup> betroffen.<ref>Marengo, J. et al. (2011): The drought of 2010 in the context of historical droughts in the Amazon region. Geophysical Research Letters 38(12), 1–5</ref> Die Pegelstände der Flüsse erreichten wie z.B. bei Manaus die niedrigsten Werte seit über 100 Jahren und die Abflussmengen fielen auf die Hälfte des langjährigen Mittels.<ref name="Marengo 2016" />

2015 war wahrscheinlich das heißeste Jahr der letzten 100 Jahre im Amazonasbecken. Die extreme Hitze fiel 2015/16 mit der zunehmenden Ausdehnung einer extremen Dürre zusammen, wovon 13 % des Regenwaldes erfasst wurden, ein Fünftel mehr als bei vergleichbaren früheren Dürren, die nicht mehr als 8-10 % betrafen. Die starke Trockenheit dehnte sich Ende 2015 über das gesamte Amazonasgebiet aus, konzentrierte sich dann aber mit Beginn des Jahres 2016 vor allem im östlichen Amazonasbecken, während im Westen eine ungewöhnliche Feuchtigkeit herrschte (Abb. 2).<ref name="Jiménez-Muñoz 2016">Jiménez-Muñoz, J. C. et al. (2016): Record-breaking warming and extreme drought in the Amazon rainforest during the course of El Niño 2015–2016. Sci. Rep. 6, 33130; doi: 10.1038/srep33130</ref> Ihren Höhepunkt hatte die Dürre im Sept.-Nov. 2015 im südlichen und im Dez.-Febr. 2015/16 im nordöstlichen Amazonas. Die Niederschläge waren im Nordteil des Amazonasgebiets ähnlich niedrig wie während der Dürre von 1998 und lagen während der Regenzeit im Nord-Winter um 200-300 mm unter dem normalen Niveau der Regenzeit.<ref name="Marengo 2017">Marengo, J. A., Fisch, G. F., Alves, L. M., Sousa, N. V., Fu, R., and Zhuang, Y. (2017): Meteorological context of the onset and end of the rainy season in Central Amazonia during the GoAmazon2014/5, Atmos. Chem. Phys., 17, 7671-7681</ref> Der Vegetationsindex (NDVI = Normalized Difference Vegetation Index) war über dem nordöstlichen Amazonas 2015/16 deutlich niedriger als während der Dürren 2005 und 2010.<ref name="Erfanian 2017">Erfanian, A., G. Wang & L. Fomenko (2017): Unprecedented drought over tropical South America in 2016: significantly under-predicted by tropical SST, Scientific Reports 7: 5811 | DOI:10.1038/s41598-017-05373-2</ref>

== Ozeanische Ursachen ==
Als wichtigste Ursachen für Dürren im Amazonasgebiet werden Schwankungen der [[Meeresoberflächentemperatur|Oberflächentemperatur]] der benachbarten Ozeane Pazifik und Atlantik angenommen.<ref name="Erfanian 2017" /> So wurde eine ganze Reihe von Dürren entweder auf die Erwärmung im östlichen Pazifik durch das [[ENSO|El-Niño-Phänomen]] oder auf eine Erwärmung im tropischen Atlantik zurückgeführt. Die mittelalterlichen Dürren wurden wahrscheinlich weniger durch die Bedingungen des Pazifischen Ozeans dominiert, sondern durch ungewöhnlich warme Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik. Dagegen steht die ungewöhnliche Dürre von 1926 im Zusammenhang mit einem der stärksten El Niños der neueren Geschichte. Auch andere Dürren im Amazonasgebiet, so die von 1912, 1983 und 1997/98 wurden als direkte Folge eines El-Niño-Ereignisses gedeutet. Und schließlich gilt das auch für die stärkste Dürre seit über 100 Jahren, nämlich die extreme Dürre von 2015/16. Andere Dürren der neuesten Zeit, so die von 1963 und 2005 hatten dagegen nichts mit einem El Niño zu tun. Und die extreme Dürre von 2010 stand sowohl mit einem El Niño wie mit einem sehr warmen tropischen Nordatlantik in Beziehung.<ref name="Marengo 2016" />

[[Bild:Amazon PDSI 1983-1998-2016.jpg|thumb|520 px|Abb. 2: Der Palmer Drought Severity Index (PDSI) im Januar-März der El-Niño-Dürren 1983, 1998 und 2016]]
[[Bild:Walker ElNino 2colorSSTA large.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Schematische Darstellung der Walker-Zirkulation (Dezember-Februar) während El-Niño-Bedingungen über einer Karte mit wärmeren (Ocker) und kälteren (Blau-Grün) Meeresoberflächentemperaturen als üblich.]]
===El Niño===
Während eines El Niños verschiebt sich der absteigende Ast der [[Walker-Zirkulation]] von der Westküste Südamerikas nach Osten, so dass trockene absteigende Luftmassen über dem östlichen Amazonasgebiet und Nordostbrasilien vorherrschen (Abb. 3). Dadurch werden die [[Konvektion]] warmer und feuchter Luftmassen unterdrückt und lokal entstehende Niederschläge verhindert. Über dem bolivianischen Amazonas kann es dagegen zu überdurchschnittlichen Regenfällen wie im Herbst 1982 oder Anfang 2016 kommen.<ref name="Marengo 2016" /> Außerdem werden durch die Verschiebung der Walker-Zirkulation die [[Passat]]-Winde über dem tropischen Atlantik geschwächt. Als Folge wird der Transport feuchter Luftmassen vom tropischen Atlantik, die wichtigste externe Quelle von Feuchtigkeit für das Amazonasgebiet, der Zweidrittel des Niederschlags entstammen,<ref name="Davidson 2012" /> verringert.<ref name="Erfanian 2017" />

Die El Niño Einflüsse sind jedoch nicht immer gleich. Jeder El Niño fällt anders aus. Grob gesehen lassen sich zwei Typen unterscheiden. Bei dem einen ist die Erwärmung des Oberflächenwassers des tropischen Pazifik primär im Osten vor der peruanischen Küste ([[ENSO und der anthropogene Treibhauseffekt|Niño 1.2 Region]]) lokalisiert, bei dem anderen primär im zentralen Pazifik (Niño 3.4 Region). Die El-Niño-Ereignisse 1982 und 1997 waren durch eine Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur von mehr als 3 °C im Osten des Pazifiks gekennzeichnet, der El Niño 2015 besaß seine stärkste Erwärmung dagegen im zentralen Pazifik, dessen Erwärmung 1982 und 1997 relativ gering war.<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> Jiménez-Muñoz et al. (2016) begründen die geographische Verbreitung der Dürre 2015/16 vor allem im östlichen Amazonasgebiet (Abb. 2) mit dem Schwerpunkt der Erwärmung des tropischen Pazifiks im zentralen Teil des ENSO-Gebietes (ENSO 3.4).<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" />

[[Bild:Atlantik Pazifik SST.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik 1990-2013 in °C/Jahrzehnt]]
[[Bild:SST Atlantik H2O-Transport Amazonas.jpg|thumb|420 px|Abb. 5: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik und des Wasserdampftransports vom Atlantik in das Amazonasbecken]]

===Der tropische Atlantik===
Bei höheren Atlantik-Temperaturen können sich ebenfalls die Passatwinde abschwächen, weil dadurch nach Auffassung einiger Autoren weniger feuchte Luftmassen ins Amazonasbecken gelangen. Seit den späten 1970er Jahren haben die Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Nordatlantik graduell zugenommen, mit besonders hohen Werten in den Jahren 1980, 1998, 2005 und 2010, die alle mit einer Dürre im Amazonasgebiet verbunden waren. 2010 lagen sie während des ganzen Jahres um 1,5-2 °C über dem Durchschnitt und waren damit höher als während der gesamten Periode von 1903 bis 2010. Die Folge war eine Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|Innertropischen Konvergenzzone]] um 5° nach Norden, wodurch die Nordostpassate vom Atlantik her weniger tief in den Kontinent eindringen konnten.<ref name="Marengo 2016" />

Andere Autoren stellen eine Zunahme der Niederschläge in der feuchten Jahreszeit im nordwestlichen, nördlichen und zentralen Teil des Beckens fest und begründen sie ebenfalls mit der Erwärmung im tropischen Atlantik.<ref name="Gloor 2015" /> Die starke Erwärmung des tropischen Atlantik hat danach den [[Wasserdampf]]gehalt über dem Atlantik erhöht, wodurch es vor allem in der feuchten Jahreszeit (d.h. im Süd-Winter) zu einem höheren Zufluss von Wasserdampf von Norden her in das Amazonasbecken gekommen ist. Das stützen auch Modellsimulationen der neusten Modellgeneration, die für das Amazonasbecken in der feuchten Jahreszeit für die Zukunft mehr Niederschläge prognostizieren. Außerdem soll es hiernach zu einer Abkühlung des östlichen tropischen Pazifik und damit [[ENSO|La-Niña]]-ähnliche Zustände infolge von Schwankungen der [[Pazifische Dekaden Oszillation|Pazifischen Dekaden-Oszillation (PDO)]] gekommen sein. Die Kombination von einem wärmeren tropischen nördlichen Atlantik und einem kühleren tropischen östlichen Pazifik habe zu einer Intensivierung der Walker-Zirkulation geführt und in der Folge zu mehr Niederschlägen über dem Amazonas.<ref name="Gloor 2015" />

==Der Klimawandel==
Inwieweit der [[Klimawandel]] heute schon einen Einfluss auf das Auftreten von Dürren im Amazonasgebiet hat, ist nicht geklärt. Dabei müssen zwei Fragen unterschieden werden: 1. Inwieweit beeinflusst die Temperaturerhöhung durch mehr [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre die hydrologischen Prozesse im Amazonasgebiet selbst? und 2. welchen Einfluss hat die globale Erwärmung auf die Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Pazifik und Atlantik, die maßgeblich die Niederschlagsverhältnisse im Amazonasraum bestimmen?

[[Bild:Amazonas temp Dürren.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Temperaturveränderungen im Amazonasgebiet als Abweichungen vom langjährigen Mittel in °C; Monatswerte und Jahresmittel, rot: 5-Jahresmittel. Die Balken in Ocker verweisen auf wichtige Dürren.]]
Das Amazonasgebiet hat sich seit 1980 um 0,5 °C erwärmt,<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> in jüngster Zeit sogar um 0,25 °C pro Jahrzehnt,<ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al.(2008): Climate Change, Deforestation, and the Fate of the Amazon, Science 319, 169 (2008); 169-172</ref> wobei die Temperaturzunahme höher in der trockenen Jahreszeit und im Südosten war.<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> Außerdem sind besonders hohe Werte während der extremen Dürren der letzten Zeit zu erkennen (Abb. 6). Steigende Temperaturen führen zu einer höheren [[Verdunstung]] und begünstigen so die Trockenheit. Sie könnten daher möglicherweise zu den ausgeprägten Dürren der jüngsten Zeit beigetragen haben.

Betrachtet man nicht nur die Trockenphasen und die Dürreperioden, zeigen Beobachtungsdaten, dass die Niederschläge im Amazonasgebiet insgesamt zugenommen haben, vor allem durch eine Zunahme in der feuchten Jahreszeit im nordwestlichen, nördlichen und zentralen Teil des Beckens, während in der trockenen Jahreszeit vor allem im Südwesten ein leichter Rückgang der Niederschläge zu verzeichnen ist. Über das gesamte Amazonasbecken gemittelt lag die Zunahme seit etwa 1990 bei ca. 10 %, wobei besonders der Nordwesten 2000-2009 mit 80mm/Monat gegenüber 1981-1990 hervorsticht. Im Südwesten wurde dagegen eine Abnahme um 20 mm/Monat beobachtet<ref name="Gloor 2013">Gloor, M., R.J.W. Brienen, D. Galbraith, T.R. Feldpausch, J. Schöngart, J.-L. Guyot, J.C. Espinoza, J. Lloyd, and O.L. Phillips (2013): Intensification of the Amazon hydrological cycle over the last two decades, Geophys. Res. Lett., 40, 1729–1733, doi:10.1002/grl.50377</ref> und im südlichen Amazonasgebiet insgesamt eine Verlängerung der Trockenzeit seit den 1970er Jahren um einen Monat.<ref name="Marengo 2017" /> Die Beobachtungen zeigen also keine Tendenz zu größerer Trockenheit, sondern eher zu feuchteren Verhältnissen.

Während im Süden und Südwesten die besonders starke Entwaldung dieser Gebiete als Grund für die zurückgehenden Niederschläge angenommen wird,<ref name="Gloor 2013" /> gelten als Ursache für die Niederschlagszunahme in den übrigen Gebieten, wie oben erläutert, die ozeanischen Einflüsse als Hauptgrund. Die El-Niño-Ereignisse im Pazifik scheinen in den letzten Jahrzehnten stärker geworden zu sein, vor allem belegt durch die intensiven Ereignisse 1982, 1997/98 und 2015/16. Außerdem hat es eine Verlagerung der maximalen Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur vom östlichen in den zentralen Pazifik gegeben. Ob das auf den anthropogenen [[Treibhauseffekt]] oder auf [[natürliche Klimaschwankungen]] zurückzuführen ist, ist in der Forschung nicht geklärt. Auch der zukünftige Einfluss der globalen Erwärmung auf das ENSO-Phänomen bleibt ungewiss.<ref name="IPCC 2013 14.4">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.4</ref>

Eine Auswirkung des Klimawandels auf die Pazifische Dekaden Oszillation (PDO) ist gegenwärtig ebenfalls nicht beweisbar, und die Modellberechnungen für das 21. Jahrhundert sind mit großen Unsicherheiten behaftet. Einige Modelle zeigen zwar eine leichte Änderung zur negativen PDO-Phase, d.h. zu kälteren Bedingungen im östlichen tropischen Pazifik. Andererseits sind die internen Schwankungen so hoch, dass ein externer Einfluss auf die PDO kaum vor der Mitte des 21. Jahrhunderts festzustellen sein wird. Bei der starken Erwärmung im tropischen Atlantik wird dagegen von einigen Autoren schon gegenwärtig der Klimawandel als Ursache angenommen.<ref name="IPCC 2013 14.7.3">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.7.3</ref> Andere sehen aber auch hier lediglich eine natürliche Klimaschwankung.<ref name="Marengo 2016" />

==Regionale Prozesse==
Neben dem Einfluss der benachbarten Ozeane spielen auch regionale Prozesse bei der Entstehung von Dürren eine Rolle. So kann z.B. das Abholzen des Amazonaswaldes die Luftfeuchtigkeit herabsetzen. Bei einem gesunden Regenwald nehmen die Pflanzen die Niederschläge auf und verdunsten sie z.T. wieder. Aus dem Wasserdampf der Atmosphäre entstehen Niederschläge vor Ort oder in benachbarten Gebieten, wo das Wasser wiederum verdunsten und zu neuen Niederschlägen führen kann. Dieser Kreislauf wird gestört, wenn der Regenwald beseitigt wird, um z.B. landwirtschaftliche Flächen zu schaffen, oder wenn der Wald durch Dürren und Brände gelichtet wird. Der Niederschlag wird dann nur in geringem Maße von der Sekundärvegetation gespeichert und die Verdunstung stark reduziert. Falls der Einstrom feuchter Luftmassen vom Atlantik noch zusätzlich durch den Einfluss eines El Niño oder einer Erwärmung des Atlantiks verringert wird, verschärft sich das Problem. Von den dann ohnehin spärlichen Niederschlägen kann bei einer reduzierten Pflanzendecke noch weniger Wasser gespeichert und verdunstet werden und noch weniger Wasserdampf wird weitertransportiert. Dadurch wiederum wird die Gefahr von Düren und Waldbränden verstärkt.<ref name="Zemp 2017">Zemp, D. C. et al. (2017): Self-amplified Amazon forest loss due to vegetation–atmosphere feedbacks. Nature Communications 8, 14681 doi: 10.1038/ncomms14681</ref>

Auf diese Weise könnte ein sich selbst verstärkender Waldverlust im Amazonasgebiet Dürren verstärken, weil damit der Wasserkreislauf zwischen Atmosphäre und Regenwald geschwächt wird, der 20-50 % des gesamten Niederschlags im Amazonasgebiet ausmacht. Eine Abnahme des ozeanischen Feuchtigkeitszuflusses könnte also einen sich selbstverstärkenden Waldverlust auslösen bzw. einen durch Rodung ausgelösten Waldverlust verstärken. In den letzten Jahrzehnten wurde tatsächlich im südlichen und östlichen Amazonas eine Tendenz zu trockeneren Bedingungen in der trockenen Jahreszeit beobachtet. Z.T. wurde das erklärt durch eine Verringerung des Zuflusses feuchter Luftmassen vom Atlantik, verursacht durch eine Verschiebung der ITC nach Norden. Ob sich dieser Prozess in Zukunft fortsetzt, ist unsicher. Die Modellprojektionen schwanken von einer starken Austrocknung bis zu einem moderaten feuchter werden.<ref name="Zemp 2017" />

== Was bringt die Zukunft? ==
[[Bild:Temp Amazon 2100.jpg|thumb|520 px|Abb. 7: Zunahme der jährlichen Mitteltemperatur im Amazonasgebiet nach verschiedenen RCP-Szenarien]]

Nach verschiedenen [[Klimamodelle|Modellrechnungen]] werden die Temperaturen im Amazonasgebiet bis zum Ende des 21. Jahrhunderts deutlich steigen (Abb. 7). Nach dem [[RCP-Szenarien|Szenario RCP8.5]] wird eine Temperaturzunahme bis zu 6 °C erwartet, nach RCP4.5 von ca. 2,5 °C und nur nach dem nicht sehr wahrscheinlichen Szenario RCP2.6 bleibt die Erwärmung unter 2 °C.<ref>IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Annex I: Atlas of Global and Regional Climate Projections Supplementary Material RCP8.5, Figure AI.SM8.5.52</ref> Höhere Temperaturen zeigen sich in den Modellrechnungen besonders im südöstlichen Amazonasgebiet. Eine größere Erwärmung bedeutet vor allem eine höhere [[Verdunstung]] mit einer verstärkten Bodenaustrocknung, bei ausreichend zur Verfügung stehender Feuchte aber auch mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und mehr regionalen Niederschlag.

Die mittlere Niederschlagsmenge wird nach Modell-Projektionen weitgehend unverändert bleiben. Geographisch und saisonal ergeben sich jedoch Unterschiede. Vor allem im Südosten des Gebietes werden die Niederschläge nach Berechnungen von 10 [[Regionale Klimamodelle|Regionalmodellen]] auf der Grundlage des [[Klimaszenarien|A1B-Szenarios]] abnehmen, sich im westlichen Teil dagegen wenig ändern (Abb. 8).<ref>IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 14.21</ref> Eine Untersuchung von 35 Modellen der neuesten Generation nach dem RCP8.5-Szenario kommt zu folgenden Ergebnissen: Die feuchte Jahreszeit (Dezember-April) wird demnach etwas feuchter, die trockensten Monate (Juli-September) werden noch trockener. Die Gründe liegen im Wesentlichen bei der unterschiedlichen Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im östlichen tropischen Pazifik und im tropischen Atlantik, die mit den Niederschlägen im Amazonas antikorrelieren. Dabei wirkt sich der Einfluss des Pazifiks mehr auf den östlichen, der des Atlantiks mehr auf den westlichen Amazonas aus. Da sich der Pazifik schneller erwärmen werde als der Atlantik, wird der Niederschlag im größeren Ost-Amazonasgebiet abnehmen, im westlichen Teil eher zunehmen.<ref name="Duffy 2015" />
[[Bild:Prec S-America2100.jpg|thumb|520 px|Abb. 8: Niederschlagsänderungen nach dem A1B-Szenario in Südamerika 2071-2100 minus 1960-1990 in % nach Berechnungen von 10 Regionalmodellen. Die gestreiften Flächen zeigen eine größere Übereinstimmung zwischen den Modellen an.]]

Im Hinblick auf künftige Dürren folgt daraus ein deutliche Verstärkung der Trockenheit im Amazonasbecken.<ref name="Duffy 2015" /> In dem Gebiet mit abnehmenden Niederschlägen (östlicher Amazonas mit 2/3 des Gesamtgebietes) werden sich die Dürregebiete bis 2100 mindestens verdreifachen. Auch die Häufigkeit von Dürren wird hier zunehmen. In dem kleineren westlichen Teil, wo die Niederschläge eher zunehmen werden, wird das Gebiet, das von ernsten Dürren betroffen ist, etwas abnehmen und die Häufigkeit von Dürren ebenfalls abnehmen. Ursache für die Zunahme von Dürren ist hauptsächlich die Erwärmung der [[Meeresoberflächentemperatur]] im östlichen tropischen Pazifik. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Klimamodelle andere relevante Prozesse nur schlecht oder gar nicht berücksichtigen, so die Abholzung des Regenwaldes und die daraus folgende Verringerung der lokalen Verdunstung und Niederschläge. Daher könnte es auch im westlichen Amazonasgebiet zukünftig trockener werden.

Auch die Rückwirkungen klimatischer Änderungen auf die Vegetation des Amazonaswaldes sind in den Modellen nur begrenzt repräsentiert.<ref name="Zemp 2017" /> Der Klimawandel könnte das Auftreten extremer Dürren verstärken, was möglicherweise zur Emission großer Teile der 120 Pg des in den Regenwäldern gespeicherten Kohlenstoffs führen würde. Nach manchen Modellsimulationen wäre sogar ein Ersatz des Regenwaldes im Südosten des Amazonasgebietes durch eine Savannenvegetation möglich, andere zeigen jedoch, dass zwar die erhöhte Temperatur Verluste des Kohlenstoffreservoirs verursachen könnten, die erhöhte CO<sub>2</sub>-Konzentration aber auch das Pflanzenwachstum verstärken wird.<ref name="Duffy 2015" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Regionaldaten zu Südamerika'''] eigene Karten erzeugen:

z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491908/suedamerika-sommertage/ Sommertage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491224/suedamerika-heisse-tage/ Heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491870/suedamerika-tropennaechte/ Tropennächte], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8384086/suedamerika-regentage/ Regentage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8424716/suedamerika-starkregentage/ Starkregentage] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/6697874/suedamerika-feuchte/ Relative Feuchte]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Regionales Beispiel von=Dürren
|Ähnlich wie=Dürren im Sahel
|Ähnlich wie=Dürren in den USA
|Ähnlich wie=Dürren in Europa
|Beeinflusst von=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|Beeinflusst von=ENSO
|Beeinflusst von=Pazifische Dekaden Oszillation
|Beeinflusst=Waldbrände im Amazonas-Regenwald
|Regionales Beispiel von=Wetterextreme und Klimawandel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände in hohen Breiten, Waldbrände Mittelmeerraum, Klimaänderungen Afrika, Klimaprojektionen Afrika, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen Asien, Klimaänderungen in Südasien, ENSO, El Niño 1997/98, Wälder im Klimawandel, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Dürren im Amazonasgebiet

2017-11-09T02:45:31Z

Anne Felsberg: /* Klimadaten zum Thema */

[[Bild:Amazonas geographisch.jpg|thumb|520 px|Das Amazonasbecken]]
Im Amazonasbecken befindet sich der weltweit größte zusammenhängende tropische Regenwald, in dem etwa 200 Gt<ref>Eine Gigatonne entspricht einer Milliarde (10<sup>9</sup>) Tonnen</ref> Kohlenstoff gespeichert sind.<ref name="Gloor 2013">Gloor, M., R.J.W. Brienen, D. Galbraith, T.R. Feldpausch, J. Schöngart, J.-L. Guyot, J.C. Espinoza, J. Lloyd, and O.L. Phillips (2013): Intensification of the Amazon hydrological cycle over the last two decades, Geophys. Res. Lett., 40, 1729–1733, doi:10.1002/grl.50377</ref> In den letzten 30-40 Jahren ist es im Amazonasgebiet im Vergleich zu früheren Jahrzehnten zu mehr extremen [[Starkniederschläge und Hochwasser|Überschwemmungen]] und zu mehr starken [[Dürren]] gekommen.<ref name="Gloor 2015">Gloor, M., J. Barichivich, G. Ziv, R. Brienen, J. Schöngart, P. Peylin, B. Barcante Ladvocat Cintra, T. Feldpausch, O. Phillips, and J. Baker (2015): Recent Amazon climate as background for possible ongoing and future changes of Amazon humid forests, Global Biogeochemical Cycles, 29, doi:10.1002/2014GB005080.</ref> Besonders die teilweise als „Jahrhundertdürren“ bezeichneten Trockenphasen im neuen Jahrhundert haben zu einer Wahrnehmung eines zunehmend trockeneren Amazonasbeckens geführt, was durch [[Klimamodelle|Modellsimulationen]] über die [[Klimaprojektionen|künftige globale Erwärmung]] teilweise bestätigt wurde,<ref name="Gloor 2013" /> einschließlich eines möglicherweise verstärkten Waldsterbens.<ref name="IPCC 2014 Box 4-3">IPCC (2014): Climate Change 2014, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, Box 4-3</ref>

== Wichtige Dürren im Amazonas ==
===Vor 2000===
Bereits während der [[Mittelalterliche Warmzeit|mittelalterlichen Warmzeit]] zwischen 900 und 1200 wurden für das Amazonasgebiet gewaltige Dürren nachgewiesen. Im 20. Jahrhundert sind größere Dürren durch das niedrige Niveau des Amazonas und seiner Nebenflüsse in den Jahren 1912 und 1926 und dann in 1964, 1983, 1995 und 1998 belegt. Im 20. Jahrhundert hat es wahrscheinlich die stärkste Dürre 1926 gegeben. Die Niederschläge lagen während dieser Dürre im zentralen und nördlichen brasilianischen Amazonasgebiet und auch im südlichen Venezuela um 50 % unter den normalen Werten. Als Folge ereigneten sich in Venezuela und im oberen Rio-Negro-Becken große Feuer.<ref name="Marengo 2016">Marengo, J.A., & J.C. Espinoza (2016): Extreme seasonal droughts and floods in Amazonia: causes, trends and impacts. International Journal of Climatology 36(3), 1033–1050</ref> Auch bei späteren Dürren kam es zu [[Waldbrände im Amazonas-Regenwald|starken Waldbränden]]. So erfasste während der Dürre 1998 in Roraima am Nordrand des brasilianischen Amazonas ein großes Feuer ca. 12000 km<sup>2</sup>, wobei 8-21 % der Laubdachbäume und 36-78 % des Unterholzes betroffen war.<ref name="Xaud 2013">Xaud, H.A.M, F.S.R.V Martins, J.R. Santos (2013): Tropical forest degradation by mega fires in the northern Brazilian Amazon. Forest Ecology and Management 294, 97-106. doi:10.1016/j.foreco.2012.11.036</ref>

[[Bild:Amazonas-Dürren2004-2009-2015.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Niederschlagsdefizite bei Beginn der drei großen Dürren Anfang des 21. Jahrhunderts, dargestelt als Standardabweichungen des Niederschlags im September-November 2004, 2009 und 2015]]
===Nach 2000===
In den 2000er Jahren erfuhr mehr als die Hälfte des Amazonasgebiets starke Dürren, die zahlreiche Bäume schädigten, zu Feuerausbrüchen führten und zeitweilig eine Netto-Emission von [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff]] verursachten.<ref name="Duffy 2015">Duffy P. B., P. Brando, G.P. Asner & C.B. Field (2015): Projections of future meteorological drought and wet periods in the Amazon. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112, 13172–13177</ref> In letzter Zeit sind die Zeitabstände zwischen den extrem starken Dürren kürzer geworden. So kam es 2005 und 2010 zu Dürren, die bei ihrem Auftreten jeweils als „Jahrhundertdürre“ eingestuft wurden, und es folgte eine noch stärkere Dürre in den Jahren 2015/16.

Während der Amazonas-Dürre 2005, die besonders im südwestlichen Amazonas eine Flächen von 1,9 Mio. km<sup>2</sup> erfasste,<ref name="Marengo 2016" /> lagen die Temperaturen in der Trockenzeit (März bis Oktober) um 3-5 °C höher als im Mittel, und die Niederschläge erreichten in manchen Gebieten nur 33-65 % des durchschnittlichen Wertes.<ref name="Davidson 2012">Davidson, E.A., et al. (2012): The Amazon basin in transition, Nature 481, 321-328</ref> Die Dürre 2005 wurde zunächst als „Jahrhundertereignis“ bezeichnet. Spätere Modellberechnungen stuften sie jedoch als einmal in 20 Jahren ein. 2025 könnte eine solche Dürre nach diesen Berechnungen bereits alle zwei Jahre vorkommen.

Die Dürre 2010, unter der mehr als die Hälfte des Amazonasbeckens litt,<ref name="Davidson 2012" /> begann bereits Ende 2009 und verstärkte sich während der Trockensaison 2010. Insgesamt waren von dieser Dürre 3,0 Mio. km<sup>2</sup> betroffen.<ref>Marengo, J. et al. (2011): The drought of 2010 in the context of historical droughts in the Amazon region. Geophysical Research Letters 38(12), 1–5</ref> Die Pegelstände der Flüsse erreichten wie z.B. bei Manaus die niedrigsten Werte seit über 100 Jahren und die Abflussmengen fielen auf die Hälfte des langjährigen Mittels.<ref name="Marengo 2016" />

2015 war wahrscheinlich das heißeste Jahr der letzten 100 Jahre im Amazonasbecken. Die extreme Hitze fiel 2015/16 mit der zunehmenden Ausdehnung einer extremen Dürre zusammen, wovon 13 % des Regenwaldes erfasst wurden, ein Fünftel mehr als bei vergleichbaren früheren Dürren, die nicht mehr als 8-10 % betrafen. Die starke Trockenheit dehnte sich Ende 2015 über das gesamte Amazonasgebiet aus, konzentrierte sich dann aber mit Beginn des Jahres 2016 vor allem im östlichen Amazonasbecken, während im Westen eine ungewöhnliche Feuchtigkeit herrschte (Abb. 2).<ref name="Jiménez-Muñoz 2016">Jiménez-Muñoz, J. C. et al. (2016): Record-breaking warming and extreme drought in the Amazon rainforest during the course of El Niño 2015–2016. Sci. Rep. 6, 33130; doi: 10.1038/srep33130</ref> Ihren Höhepunkt hatte die Dürre im Sept.-Nov. 2015 im südlichen und im Dez.-Febr. 2015/16 im nordöstlichen Amazonas. Die Niederschläge waren im Nordteil des Amazonasgebiets ähnlich niedrig wie während der Dürre von 1998 und lagen während der Regenzeit im Nord-Winter um 200-300 mm unter dem normalen Niveau der Regenzeit.<ref name="Marengo 2017">Marengo, J. A., Fisch, G. F., Alves, L. M., Sousa, N. V., Fu, R., and Zhuang, Y. (2017): Meteorological context of the onset and end of the rainy season in Central Amazonia during the GoAmazon2014/5, Atmos. Chem. Phys., 17, 7671-7681</ref> Der Vegetationsindex (NDVI = Normalized Difference Vegetation Index) war über dem nordöstlichen Amazonas 2015/16 deutlich niedriger als während der Dürren 2005 und 2010.<ref name="Erfanian 2017">Erfanian, A., G. Wang & L. Fomenko (2017): Unprecedented drought over tropical South America in 2016: significantly under-predicted by tropical SST, Scientific Reports 7: 5811 | DOI:10.1038/s41598-017-05373-2</ref>

== Ozeanische Ursachen ==
Als wichtigste Ursachen für Dürren im Amazonasgebiet werden Schwankungen der [[Meeresoberflächentemperatur|Oberflächentemperatur]] der benachbarten Ozeane Pazifik und Atlantik angenommen.<ref name="Erfanian 2017" /> So wurde eine ganze Reihe von Dürren entweder auf die Erwärmung im östlichen Pazifik durch das [[ENSO|El-Niño-Phänomen]] oder auf eine Erwärmung im tropischen Atlantik zurückgeführt. Die mittelalterlichen Dürren wurden wahrscheinlich weniger durch die Bedingungen des Pazifischen Ozeans dominiert, sondern durch ungewöhnlich warme Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik. Dagegen steht die ungewöhnliche Dürre von 1926 im Zusammenhang mit einem der stärksten El Niños der neueren Geschichte. Auch andere Dürren im Amazonasgebiet, so die von 1912, 1983 und 1997/98 wurden als direkte Folge eines El-Niño-Ereignisses gedeutet. Und schließlich gilt das auch für die stärkste Dürre seit über 100 Jahren, nämlich die extreme Dürre von 2015/16. Andere Dürren der neuesten Zeit, so die von 1963 und 2005 hatten dagegen nichts mit einem El Niño zu tun. Und die extreme Dürre von 2010 stand sowohl mit einem El Niño wie mit einem sehr warmen tropischen Nordatlantik in Beziehung.<ref name="Marengo 2016" />

[[Bild:Amazon PDSI 1983-1998-2016.jpg|thumb|520 px|Abb. 2: Der Palmer Drought Severity Index (PDSI) im Januar-März der El-Niño-Dürren 1983, 1998 und 2016]]
[[Bild:Walker ElNino 2colorSSTA large.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Schematische Darstellung der Walker-Zirkulation (Dezember-Februar) während El-Niño-Bedingungen über einer Karte mit wärmeren (Ocker) und kälteren (Blau-Grün) Meeresoberflächentemperaturen als üblich.]]
===El Niño===
Während eines El Niños verschiebt sich der absteigende Ast der [[Walker-Zirkulation]] von der Westküste Südamerikas nach Osten, so dass trockene absteigende Luftmassen über dem östlichen Amazonasgebiet und Nordostbrasilien vorherrschen (Abb. 3). Dadurch werden die [[Konvektion]] warmer und feuchter Luftmassen unterdrückt und lokal entstehende Niederschläge verhindert. Über dem bolivianischen Amazonas kann es dagegen zu überdurchschnittlichen Regenfällen wie im Herbst 1982 oder Anfang 2016 kommen.<ref name="Marengo 2016" /> Außerdem werden durch die Verschiebung der Walker-Zirkulation die [[Passat]]-Winde über dem tropischen Atlantik geschwächt. Als Folge wird der Transport feuchter Luftmassen vom tropischen Atlantik, die wichtigste externe Quelle von Feuchtigkeit für das Amazonasgebiet, der Zweidrittel des Niederschlags entstammen,<ref name="Davidson 2012" /> verringert.<ref name="Erfanian 2017" />

Die El Niño Einflüsse sind jedoch nicht immer gleich. Jeder El Niño fällt anders aus. Grob gesehen lassen sich zwei Typen unterscheiden. Bei dem einen ist die Erwärmung des Oberflächenwassers des tropischen Pazifik primär im Osten vor der peruanischen Küste ([[ENSO und der anthropogene Treibhauseffekt|Niño 1.2 Region]]) lokalisiert, bei dem anderen primär im zentralen Pazifik (Niño 3.4 Region). Die El-Niño-Ereignisse 1982 und 1997 waren durch eine Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur von mehr als 3 °C im Osten des Pazifiks gekennzeichnet, der El Niño 2015 besaß seine stärkste Erwärmung dagegen im zentralen Pazifik, dessen Erwärmung 1982 und 1997 relativ gering war.<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> Jiménez-Muñoz et al. (2016) begründen die geographische Verbreitung der Dürre 2015/16 vor allem im östlichen Amazonasgebiet (Abb. 2) mit dem Schwerpunkt der Erwärmung des tropischen Pazifiks im zentralen Teil des ENSO-Gebietes (ENSO 3.4).<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" />

[[Bild:Atlantik Pazifik SST.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik 1990-2013 in °C/Jahrzehnt]]
[[Bild:SST Atlantik H2O-Transport Amazonas.jpg|thumb|420 px|Abb. 5: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik und des Wasserdampftransports vom Atlantik in das Amazonasbecken]]

===Der tropische Atlantik===
Bei höheren Atlantik-Temperaturen können sich ebenfalls die Passatwinde abschwächen, weil dadurch nach Auffassung einiger Autoren weniger feuchte Luftmassen ins Amazonasbecken gelangen. Seit den späten 1970er Jahren haben die Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Nordatlantik graduell zugenommen, mit besonders hohen Werten in den Jahren 1980, 1998, 2005 und 2010, die alle mit einer Dürre im Amazonasgebiet verbunden waren. 2010 lagen sie während des ganzen Jahres um 1,5-2 °C über dem Durchschnitt und waren damit höher als während der gesamten Periode von 1903 bis 2010. Die Folge war eine Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|Innertropischen Konvergenzzone]] um 5° nach Norden, wodurch die Nordostpassate vom Atlantik her weniger tief in den Kontinent eindringen konnten.<ref name="Marengo 2016" />

Andere Autoren stellen eine Zunahme der Niederschläge in der feuchten Jahreszeit im nordwestlichen, nördlichen und zentralen Teil des Beckens fest und begründen sie ebenfalls mit der Erwärmung im tropischen Atlantik.<ref name="Gloor 2015" /> Die starke Erwärmung des tropischen Atlantik hat danach den [[Wasserdampf]]gehalt über dem Atlantik erhöht, wodurch es vor allem in der feuchten Jahreszeit (d.h. im Süd-Winter) zu einem höheren Zufluss von Wasserdampf von Norden her in das Amazonasbecken gekommen ist. Das stützen auch Modellsimulationen der neusten Modellgeneration, die für das Amazonasbecken in der feuchten Jahreszeit für die Zukunft mehr Niederschläge prognostizieren. Außerdem soll es hiernach zu einer Abkühlung des östlichen tropischen Pazifik und damit [[ENSO|La-Niña]]-ähnliche Zustände infolge von Schwankungen der [[Pazifische Dekaden Oszillation|Pazifischen Dekaden-Oszillation (PDO)]] gekommen sein. Die Kombination von einem wärmeren tropischen nördlichen Atlantik und einem kühleren tropischen östlichen Pazifik habe zu einer Intensivierung der Walker-Zirkulation geführt und in der Folge zu mehr Niederschlägen über dem Amazonas.<ref name="Gloor 2015" />

==Der Klimawandel==
Inwieweit der [[Klimawandel]] heute schon einen Einfluss auf das Auftreten von Dürren im Amazonasgebiet hat, ist nicht geklärt. Dabei müssen zwei Fragen unterschieden werden: 1. Inwieweit beeinflusst die Temperaturerhöhung durch mehr [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre die hydrologischen Prozesse im Amazonasgebiet selbst? und 2. welchen Einfluss hat die globale Erwärmung auf die Änderung der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Pazifik und Atlantik, die maßgeblich die Niederschlagsverhältnisse im Amazonasraum bestimmen?

[[Bild:Amazonas temp Dürren.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Temperaturveränderungen im Amazonasgebiet als Abweichungen vom langjährigen Mittel in °C; Monatswerte und Jahresmittel, rot: 5-Jahresmittel. Die Balken in Ocker verweisen auf wichtige Dürren.]]
Das Amazonasgebiet hat sich seit 1980 um 0,5 °C erwärmt,<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> in jüngster Zeit sogar um 0,25 °C pro Jahrzehnt,<ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al.(2008): Climate Change, Deforestation, and the Fate of the Amazon, Science 319, 169 (2008); 169-172</ref> wobei die Temperaturzunahme höher in der trockenen Jahreszeit und im Südosten war.<ref name="Jiménez-Muñoz 2016" /> Außerdem sind besonders hohe Werte während der extremen Dürren der letzten Zeit zu erkennen (Abb. 6). Steigende Temperaturen führen zu einer höheren [[Verdunstung]] und begünstigen so die Trockenheit. Sie könnten daher möglicherweise zu den ausgeprägten Dürren der jüngsten Zeit beigetragen haben.

Betrachtet man nicht nur die Trockenphasen und die Dürreperioden, zeigen Beobachtungsdaten, dass die Niederschläge im Amazonasgebiet insgesamt zugenommen haben, vor allem durch eine Zunahme in der feuchten Jahreszeit im nordwestlichen, nördlichen und zentralen Teil des Beckens, während in der trockenen Jahreszeit vor allem im Südwesten ein leichter Rückgang der Niederschläge zu verzeichnen ist. Über das gesamte Amazonasbecken gemittelt lag die Zunahme seit etwa 1990 bei ca. 10 %, wobei besonders der Nordwesten 2000-2009 mit 80mm/Monat gegenüber 1981-1990 hervorsticht. Im Südwesten wurde dagegen eine Abnahme um 20 mm/Monat beobachtet<ref name="Gloor 2013">Gloor, M., R.J.W. Brienen, D. Galbraith, T.R. Feldpausch, J. Schöngart, J.-L. Guyot, J.C. Espinoza, J. Lloyd, and O.L. Phillips (2013): Intensification of the Amazon hydrological cycle over the last two decades, Geophys. Res. Lett., 40, 1729–1733, doi:10.1002/grl.50377</ref> und im südlichen Amazonasgebiet insgesamt eine Verlängerung der Trockenzeit seit den 1970er Jahren um einen Monat.<ref name="Marengo 2017" /> Die Beobachtungen zeigen also keine Tendenz zu größerer Trockenheit, sondern eher zu feuchteren Verhältnissen.

Während im Süden und Südwesten die besonders starke Entwaldung dieser Gebiete als Grund für die zurückgehenden Niederschläge angenommen wird,<ref name="Gloor 2013" /> gelten als Ursache für die Niederschlagszunahme in den übrigen Gebieten, wie oben erläutert, die ozeanischen Einflüsse als Hauptgrund. Die El-Niño-Ereignisse im Pazifik scheinen in den letzten Jahrzehnten stärker geworden zu sein, vor allem belegt durch die intensiven Ereignisse 1982, 1997/98 und 2015/16. Außerdem hat es eine Verlagerung der maximalen Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur vom östlichen in den zentralen Pazifik gegeben. Ob das auf den anthropogenen [[Treibhauseffekt]] oder auf [[natürliche Klimaschwankungen]] zurückzuführen ist, ist in der Forschung nicht geklärt. Auch der zukünftige Einfluss der globalen Erwärmung auf das ENSO-Phänomen bleibt ungewiss.<ref name="IPCC 2013 14.4">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.4</ref>

Eine Auswirkung des Klimawandels auf die Pazifische Dekaden Oszillation (PDO) ist gegenwärtig ebenfalls nicht beweisbar, und die Modellberechnungen für das 21. Jahrhundert sind mit großen Unsicherheiten behaftet. Einige Modelle zeigen zwar eine leichte Änderung zur negativen PDO-Phase, d.h. zu kälteren Bedingungen im östlichen tropischen Pazifik. Andererseits sind die internen Schwankungen so hoch, dass ein externer Einfluss auf die PDO kaum vor der Mitte des 21. Jahrhunderts festzustellen sein wird. Bei der starken Erwärmung im tropischen Atlantik wird dagegen von einigen Autoren schon gegenwärtig der Klimawandel als Ursache angenommen.<ref name="IPCC 2013 14.7.3">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.7.3</ref> Andere sehen aber auch hier lediglich eine natürliche Klimaschwankung.<ref name="Marengo 2016" />

==Regionale Prozesse==
Neben dem Einfluss der benachbarten Ozeane spielen auch regionale Prozesse bei der Entstehung von Dürren eine Rolle. So kann z.B. das Abholzen des Amazonaswaldes die Luftfeuchtigkeit herabsetzen. Bei einem gesunden Regenwald nehmen die Pflanzen die Niederschläge auf und verdunsten sie z.T. wieder. Aus dem Wasserdampf der Atmosphäre entstehen Niederschläge vor Ort oder in benachbarten Gebieten, wo das Wasser wiederum verdunsten und zu neuen Niederschlägen führen kann. Dieser Kreislauf wird gestört, wenn der Regenwald beseitigt wird, um z.B. landwirtschaftliche Flächen zu schaffen, oder wenn der Wald durch Dürren und Brände gelichtet wird. Der Niederschlag wird dann nur in geringem Maße von der Sekundärvegetation gespeichert und die Verdunstung stark reduziert. Falls der Einstrom feuchter Luftmassen vom Atlantik noch zusätzlich durch den Einfluss eines El Niño oder einer Erwärmung des Atlantiks verringert wird, verschärft sich das Problem. Von den dann ohnehin spärlichen Niederschlägen kann bei einer reduzierten Pflanzendecke noch weniger Wasser gespeichert und verdunstet werden und noch weniger Wasserdampf wird weitertransportiert. Dadurch wiederum wird die Gefahr von Düren und Waldbränden verstärkt.<ref name="Zemp 2017">Zemp, D. C. et al. (2017): Self-amplified Amazon forest loss due to vegetation–atmosphere feedbacks. Nature Communications 8, 14681 doi: 10.1038/ncomms14681</ref>

Auf diese Weise könnte ein sich selbst verstärkender Waldverlust im Amazonasgebiet Dürren verstärken, weil damit der Wasserkreislauf zwischen Atmosphäre und Regenwald geschwächt wird, der 20-50 % des gesamten Niederschlags im Amazonasgebiet ausmacht. Eine Abnahme des ozeanischen Feuchtigkeitszuflusses könnte also einen sich selbstverstärkenden Waldverlust auslösen bzw. einen durch Rodung ausgelösten Waldverlust verstärken. In den letzten Jahrzehnten wurde tatsächlich im südlichen und östlichen Amazonas eine Tendenz zu trockeneren Bedingungen in der trockenen Jahreszeit beobachtet. Z.T. wurde das erklärt durch eine Verringerung des Zuflusses feuchter Luftmassen vom Atlantik, verursacht durch eine Verschiebung der ITC nach Norden. Ob sich dieser Prozess in Zukunft fortsetzt, ist unsicher. Die Modellprojektionen schwanken von einer starken Austrocknung bis zu einem moderaten feuchter werden.<ref name="Zemp 2017" />

== Was bringt die Zukunft? ==
[[Bild:Temp Amazon 2100.jpg|thumb|520 px|Abb. 7: Zunahme der jährlichen Mitteltemperatur im Amazonasgebiet nach verschiedenen RCP-Szenarien]]

Nach verschiedenen [[Klimamodelle|Modellrechnungen]] werden die Temperaturen im Amazonasgebiet bis zum Ende des 21. Jahrhunderts deutlich steigen (Abb. 7). Nach dem [[RCP-Szenarien|Szenario RCP8.5]] wird eine Temperaturzunahme bis zu 6 °C erwartet, nach RCP4.5 von ca. 2,5 °C und nur nach dem nicht sehr wahrscheinlichen Szenario RCP2.6 bleibt die Erwärmung unter 2 °C.<ref>IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Annex I: Atlas of Global and Regional Climate Projections Supplementary Material RCP8.5, Figure AI.SM8.5.52</ref> Höhere Temperaturen zeigen sich in den Modellrechnungen besonders im südöstlichen Amazonasgebiet. Eine größere Erwärmung bedeutet vor allem eine höhere [[Verdunstung]] mit einer verstärkten Bodenaustrocknung, bei ausreichend zur Verfügung stehender Feuchte aber auch mehr Wasserdampf in der Atmosphäre und mehr regionalen Niederschlag.

Die mittlere Niederschlagsmenge wird nach Modell-Projektionen weitgehend unverändert bleiben. Geographisch und saisonal ergeben sich jedoch Unterschiede. Vor allem im Südosten des Gebietes werden die Niederschläge nach Berechnungen von 10 [[Regionale Klimamodelle|Regionalmodellen]] auf der Grundlage des [[Klimaszenarien|A1B-Szenarios]] abnehmen, sich im westlichen Teil dagegen wenig ändern (Abb. 8).<ref>IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 14.21</ref> Eine Untersuchung von 35 Modellen der neuesten Generation nach dem RCP8.5-Szenario kommt zu folgenden Ergebnissen: Die feuchte Jahreszeit (Dezember-April) wird demnach etwas feuchter, die trockensten Monate (Juli-September) werden noch trockener. Die Gründe liegen im Wesentlichen bei der unterschiedlichen Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im östlichen tropischen Pazifik und im tropischen Atlantik, die mit den Niederschlägen im Amazonas antikorrelieren. Dabei wirkt sich der Einfluss des Pazifiks mehr auf den östlichen, der des Atlantiks mehr auf den westlichen Amazonas aus. Da sich der Pazifik schneller erwärmen werde als der Atlantik, wird der Niederschlag im größeren Ost-Amazonasgebiet abnehmen, im westlichen Teil eher zunehmen.<ref name="Duffy 2015" />
[[Bild:Prec S-America2100.jpg|thumb|520 px|Abb. 8: Niederschlagsänderungen nach dem A1B-Szenario in Südamerika 2071-2100 minus 1960-1990 in % nach Berechnungen von 10 Regionalmodellen. Die gestreiften Flächen zeigen eine größere Übereinstimmung zwischen den Modellen an.]]

Im Hinblick auf künftige Dürren folgt daraus ein deutliche Verstärkung der Trockenheit im Amazonasbecken.<ref name="Duffy 2015" /> In dem Gebiet mit abnehmenden Niederschlägen (östlicher Amazonas mit 2/3 des Gesamtgebietes) werden sich die Dürregebiete bis 2100 mindestens verdreifachen. Auch die Häufigkeit von Dürren wird hier zunehmen. In dem kleineren westlichen Teil, wo die Niederschläge eher zunehmen werden, wird das Gebiet, das von ernsten Dürren betroffen ist, etwas abnehmen und die Häufigkeit von Dürren ebenfalls abnehmen. Ursache für die Zunahme von Dürren ist hauptsächlich die Erwärmung der [[Meeresoberflächentemperatur]] im östlichen tropischen Pazifik. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Klimamodelle andere relevante Prozesse nur schlecht oder gar nicht berücksichtigen, so die Abholzung des Regenwaldes und die daraus folgende Verringerung der lokalen Verdunstung und Niederschläge. Daher könnte es auch im westlichen Amazonasgebiet zukünftig trockener werden.

Auch die Rückwirkungen klimatischer Änderungen auf die Vegetation des Amazonaswaldes sind in den Modellen nur begrenzt repräsentiert.<ref name="Zemp 2017" /> Der Klimawandel könnte das Auftreten extremer Dürren verstärken, was möglicherweise zur Emission großer Teile der 120 Pg des in den Regenwäldern gespeicherten Kohlenstoffs führen würde. Nach manchen Modellsimulationen wäre sogar ein Ersatz des Regenwaldes im Südosten des Amazonasgebietes durch eine Savannenvegetation möglich, andere zeigen jedoch, dass zwar die erhöhte Temperatur Verluste des Kohlenstoffreservoirs verursachen könnten, die erhöhte CO<sub>2</sub>-Konzentration aber auch das Pflanzenwachstum verstärken wird.<ref name="Duffy 2015" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">
==Klimadaten zum Thema==
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ '''Regionaldaten zu Südamerika'''] eigene Karten erzeugen:
z.B. [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4297274/suedamerika-temperatur/ Temperatur], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491908/suedamerika-sommertage/ Sommertage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491224/suedamerika-heisse-tage/ Heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491870/suedamerika-tropennaechte/ Tropennächte], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4303966/niederschlag-temperatur/ Niederschlag], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8384086/suedamerika-regentage/ Regentage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8424716/suedamerika-starkregentage/ Starkregentage] oder [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/6697874/suedamerika-feuchte/ Relative Feuchte]

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

<div class="db-db-wb_ro">
<div class="db-db-wb_lo">
<div class="db-db-wb_ru">
<div class="db-db-wb_lu">
<div class="inhalt">

==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113382/ff511dda391b2e9db53697225bd51e5d/data/2007-oekosystem-wald.pdf Das Ökosystem Wald als Klimafaktor] (Athenaeum, Stade)
*[http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/4113678/7b37b3df445cabb4bad0bab32ecbee7b/data/2013-amazonas-klimawandel.pdf Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel] (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
<div class=visualClear></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
|Regionales Beispiel von=Dürren
|Ähnlich wie=Dürren im Sahel
|Ähnlich wie=Dürren in den USA
|Ähnlich wie=Dürren in Europa
|Beeinflusst von=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Amazonasgebiet
|Beeinflusst von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|Beeinflusst von=ENSO
|Beeinflusst von=Pazifische Dekaden Oszillation
|Beeinflusst=Waldbrände im Amazonas-Regenwald
|Regionales Beispiel von=Wetterextreme und Klimawandel
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Waldbrände in hohen Breiten, Waldbrände Mittelmeerraum, Klimaänderungen Afrika, Klimaprojektionen Afrika, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen Asien, Klimaänderungen in Südasien, ENSO, El Niño 1997/98, Wälder im Klimawandel, Ökosysteme, Vegetation, Biosphäre, Regionale Klimafolgen</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]