Wälder im Klimawandel (einfach): Unterschied zwischen den Versionen

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In den entwickelten, industrialisierten Staaten hat die Waldfläche dagegen um 20% zugenommen. Dort wurden bisher landwirtschaftlich genutzte Flächen aufgeforstet oder wieder sich selbst überlassen.<ref>vgl. 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, 5.6.1.</ref>
In den entwickelten, industrialisierten Staaten hat die Waldfläche dagegen um 20% zugenommen. Dort wurden bisher landwirtschaftlich genutzte Flächen aufgeforstet oder wieder sich selbst überlassen.<ref>vgl. 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, 5.6.1.</ref>


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 von Wäldern im Klimasystem ==


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]]. Pflanzen und Bäume nehmen beim Prozess der Photosynthese das 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.
== Bedeutung der Wälder im Klimasystem ==
 
 
Pflanzen und Bäume nehmen beim Prozess der Photosynthese das 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.
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.
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.


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 und das Wachstumsverhalten der verschiedenen Waldökosysteme verändern. Es kann außerdem vermehrt zu Waldbränden und Insektenbefall kommen.


== Migration und Wachstumsrate ==
== Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Wälder ==
 
 
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 ===
=== Standortveränderungen ===


[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte in für Deutschland heute und in Zukunft ]]
[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|350 px|Klimahüllen für die Fichte in für Deutschland heute und in Zukunft ]]
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.
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.  
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.  


Untersuchungen über vergangene Klimaveränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung viel langsamer auf ein sich wandelndes Klima reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation. Der Grund dafür ist die lange Zeit (ofr mehrere Jahrzehnte), die ein Baum von seiner Aussaat benötigt um selbst Samen produzieren zu können.
Nach den letzten Kaltzeit haben verschiedene Baumarten in der beginnenden Warmzeit zwischen 50 und 1000 Jahre gebraucht, um einen Streifen von 50 km Breite neu zu besiedeln.
Um den prognostizierten Klimaänderungen der nächsten Jahrzehnte und somit den sich verschiebenden Wohlfühlbereichen zu folgen, müssten sich verschiedene Baumarten jedoch mit einer Geschwindigkeit von 500-600 km pro Jahrhundert ausbreiten.<ref>Winnett, S.M. (1998): The potential effects of climate change on U.S. forests: a review, Climate Research 11, 39-49</ref>
Weiterhin hat der Mensch künstliche Barrieren, z.B. Straßen und Städte, geschaffen, die die Ausbreitung verschiedener Baumarten zusätzlich erschweren oder unmöglich machen.
Modellsimulationen, die von einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C bei einer Verdopplung des heutigen CO<sub>2</sub>-Gehaltes in den nächsten 70-80 Jahren ausgehen, kommen zu dem Ergebnis, dass die Ausbreitung von Wäldern in klimatisch geeignete Gebiete nur sehr langsam 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 Artenzusammensetzung der Wälder führen kann. Ein Teil der Wälder wird ärmer an Arten oder sogar verschwinden, da bestimmte Baumarten in den neuen klimatischen Bedingungen nicht überleben können. So werden Fichten und Kiefern in Norddeutschland und in Skandinavien wahrscheinlich weitgehend durch Buchen und Birken ersetzt und langfristig in die weiter nördlich gelegenen Tundra-Regionen vordringen. [[Boreale Wälder]] (Wälder, die zwischen 50°N und 66,5°N vorkommen) werden sich während des 21. Jahrhunderts um 150-550 km nach Norden verschieben.


In den USA werden nördliche Nadel- und Laubwälder an ihrer Südgrenze fast ganz verschwinden <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.
=== Veränderung des Baumwachstums ===


Generell werden sich boreale Wälder weiter nach Norden verschieben.
Während in Finnland heute 70% der Waldbestände in der Südhälfte des Landes zu finden sind und 30% in der Nordhälfte, ergeben Modellberechnungen, dass sich bis zum Ende des 21. Jahrhunderts jeweils 50% in beiden Hälften befinden werden.<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 werden Bäume in die subalpine und alpine Zone vordringen, in denen bisher nur lockere oder keine Baumbestände vorkommen.<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 °C) sowie die Zunahme des Stammwachstums in Prozent. ]]


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.
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.<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>
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.<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>
 
Auch in einigen europäischen Regionen rechnet man mit einer deutlichen Verstärkung des Baumwachstums für die nächsten Jahrzehnte. Nach Modellberechnungen wird bis zum Ende des 21. Jahrhunderts an der nördlichen Baumgrenze (70 °N) eine Temperaturerhöhung von 4 °C und eine Verlängerung der Wachstumsperiode von 110-120 Tagen (heute) 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>
 
=== 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)]]
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.  
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.  
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 ebenfalls 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.  
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.  
Experimente 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. Die borealen Wälder werden den Treibhauseffekt folglich eher verstärken als abmildern.<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>
Für den Mittelmeerraum zeigen Modelluntersuchungen, dass Bäume nur dann mit  verstärktem Wachstum auf eine höhere CO<sub>2</sub>-Konzentration reagieren, 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 stärkere Verdunstung im Rahmen der Temperaturerhöhung nicht durch höhere Niederschläge ausgeglichen wird, kommt es zu Trockenstress für die Bäume. Dieser hat für die Artenzusammensetzung und für das durchschnittliche Baumwachstum negative Folgen.


== Zunahme von Waldbränden ==
== Zunahme von Waldbränden ==


Klimatische Veränderungen beeinflussen auch das Auftreten von Waldbränden. 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 [[ENSO (einfach)|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.<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, 5.6.2.2.1.</ref> 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.
Klimatische Veränderungen beeinflussen auch das Auftreten von Waldbränden. 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 [[ENSO (einfach)|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.
 
=== Wälder der gemäßigten und borealen Zone ===


[[Bild:Waldbrandgefahr-Russland.gif|thumb|450 px|Veränderung der Waldbrandgefahr in Russland im Monat Juli bei einer Verdoppelung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. Die Gefahrenklassen geben die Waldbrandgefahr bezogen auf die Waldfläche an: 1: geringe Brandgefahr, 2: mäßige Brandgefahr, 3 bis 6: hohe bis sehr hohe Brandgefahr, 7 und mehr: extrem hohe Brandgefahr ]]
Es wird erwartet, dass die Häufigkeit von Waldbränden durch den vom Menschen verursachten Klimawandel in den nächsten Jahrzehnten zunehmen wird.  Besonders gefährdet sind Gebieten, in denen die Temperatur deutlich ansteigt und die Niederschläge gleich bleiben oder abnehmen. Während in jüngster Zeit vor Allem die Wälder in den Tropen Bränden zum Opfer gefallen sind, werden in Zukunft die Wälder der gemäßigten und borealen Zone stärker als heute betroffen sein. Das trifft vor Allem für die großen Waldgebiete in Kanada und Russland zu.<ref>vgl. hierzu Stocks, B. J., M. A. Fosberg, T. J. Lynham, L. Mearns, B. M. Wotton, Q. Yang, J-Z. Jin, K. Lawrence, G. R. Hartley, J. A. Mason and D. W. McKenney (1998): Climate Change and Forest Fire Potential in Russian and Canadian Boreal Forests, Climatic Change 38, 1-13</ref> Bei einer Verdoppelung der CO<sub>2</sub>-Konzentration wird hier ein Anstieg der Wintertemperatur um 6-10 °C und der Sommertemperatur um 4-6 °C angenommen. Auch wenn die Niederschläge steigen, wird die mit der Temperatur steigende Verdunstung nicht ausgeglichen. Modellberechnungen ergeben, dass die Brandsaison früher beginnen wird. Größere Gebiete werden schon im Mai von extremer Brandgefahr betroffen sein (in Kanada 0,5 Mill. km<sup>2</sup>, in Russland über 1 Mill. km<sup>2</sup>), was bisher nur auf einer sehr geringen Fläche der Fall war. Zum Anderen nimmt in den übrigen Sommermonaten, besonders aber im Juni und Juli, die Ausdehnung der Gebiete mit sehr hoher und extrem hoher Waldbrandgefahr deutlich zu.
=== Tropische Wälder ===
Für die tropischen Wälder sind steigende Temperaturen an sich von geringerer Bedeutung als für Wälder in anderen Regionen der Erde. Andere mit dem Klimawandel verbundene Faktoren wie eine Verlängerung der Trockenzeit, häufigere extreme Dürren in manchen Gebieten und vermehrte Blitzeinschläge können die Waldbrandgefahr aber auch hier erhöhen. Auch eine Intensivierung des El-Niño-Phänomens durch den menschlich verursachten Klimawandel ist möglich und kann zu starken Dürreperioden z.B. im Amazonasgebiet und in Südost-Asien führen.
Auch die Umwandlung von tropischen Wald in Gras- und Ackerland trägt zu dieser Entwicklung bei. Grasland kann weniger Wasser speichern und Verdunsten als tropischer Wald. Als Folge davon gelangt weniger Wasserdampf in die Atmosphäre und es bilden sich weniger Wolken. Daher verringern sich auch durch Rodung tropischer Wälder die Niederschläge.
Generell würde sich durch eine Verdopplung der heutigen CO<sub>2</sub>-Konzentration zwar weltweit die Fläche, auf der tropischer Regenwald wachsen kann, um 10-15% vergrößern. Durch Wechselwirkungen zwischen dem menschlich verursachten Klimawandel und der Umwandlung von tropischem Wald in Gras- und Ackerland und damit verbundenen Dürren und Waldränden würde ein großer Teil der tropischen Wälder dennoch durch Vegetationsformen ersetzt werden, die besser an Dürren und Waldbrände angepasst sind (z.B. Eukalyptusbäume, Kiefern). Durch die Ausbreitung dieser an Waldbrände angepassten Vegetationsformen würden die Waldbrände schließlich wieder abnehmen. <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, 14.2.1.1.; Goldammer, J.G., C. Price (1998): Potential Impacts of Climate Change on Fire Regimes in the Tropics Based on Magicc and a GISS GCM-Derived Lightning Model, Climatic Change 39,273-296</ref>


== Insektenbefall ==
== Insektenbefall ==


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>
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.
 
=== Insektenbefall in Mitteleuropa ===
[[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. Seine Verbreitung wurde durch Stürme wie "Vivian" im Februar 1990 und "Lothar" im Dezember 1999 und anschließende Trockenperioden deutlich begünstigt. So hat es in den "Lothar"-Sturmschadengebieten eine Massenvermehrung des Buchdruckers gegeben, wie sie die Schweiz in den vergangenen 200 Jahren nicht erlebt hat. Der Buchdrucker braucht einen schönen, warmen und trockenen Sommer, damit sich mindestens zwei volle Generationen vom Ei bis zum erwachsenen Käfer bilden können. Kränkelnde, absterbende oder z.B. durch Sturm geschädigte Bäume, die sich gegen den Käferbefall nicht wie vitale Bäume durch Harzaustritt wehren können, bilden ideale Brutplätze für die neue Generation. 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.
 
=== Prognosen ===


Die Schäden durch Insektenbefall könnten sich in den folgenden Jahrzehnten deutlich verstärken. So soll eine weitere Erwärmung und eine eventuelle Zunahme von trockeneren Bedingungen z.B. die weitverbreitete Wurzelfäule durch Hallimaschpilze, die das Baumwachstum negativ beeinflusst, begünstigen. 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/>
 
== Siehe auch ==  
== Siehe auch ==  
* [[Biosphäre im Klimasystem]]  
* [[Biosphäre im Klimasystem]]  
* [[Wälder in Klimasystem]]
 
 
   
   

Version vom 27. Mai 2008, 22:53 Uhr

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. Die Wälder in Entwicklungsländern sind am stärksten davon betroffen. So wurden im brasilianischen Amazonasgebiet pro Jahr ca. 1 Million ha tropischer Regenwald abgeholzt. In den entwickelten, industrialisierten Staaten hat die Waldfläche dagegen um 20% zugenommen. Dort wurden bisher landwirtschaftlich genutzte Flächen aufgeforstet oder wieder sich selbst überlassen.[1]

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 im Klimasystem

Pflanzen und Bäume nehmen beim Prozess der Photosynthese das Treibhausgas CO2 aus der Atmosphäre auf und wandeln es in pflanzliche Biomasse um. Nachdem die Pflanzen absterben, verrottet die Biomasse. Dadurch wird wieder CO2 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

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

Klimahüllen für die Fichte in für Deutschland heute und in Zukunft

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

Neben den sehr langsam ablaufenden Standortveränderungen von einzelnen Baumarten und Wäldern, verändert sich durch den Anstieg der Temperatur und des CO2-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 CO2 benötigen um zu wachsen, ist für sie eine höhere CO2-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

Klimatische Veränderungen beeinflussen auch das Auftreten von Waldbränden. 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-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

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.


Siehe auch


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  1. vgl. 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, 5.6.1.