Wälder im Klimawandel (einfach): Unterschied zwischen den Versionen

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[[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.
 
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.
 
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.
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Die gesamte Waldfläche der Erde ist zwischen 1980 und 1995 um 180 Millionen ha (ca. 5%) zurückgegangen.  
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>
 
  
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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 ==
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== Bedeutung der Wälder für das 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 und CO<sub>2</sub> wird wieder an die Atmosphäre abgegeben. Wälder spielen also eine große Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf.
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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.
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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 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.
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== Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Wälder ==
 
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[[Bild:klimahuelle_fichte.jpg|thumb|300 px|Klimahüllen für die Fichte in für Deutschland heute und in Zukunft ]]
== Migration und Wachstumsrate ==
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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 und für Deutschland heute und in Zukunft ]]
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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.
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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.
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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.
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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.
  
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=== Veränderung des Baumwachstums ===
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[[Bild:Borealer_Wald.jpg|thumb|300 px| Borealer Wald in Alaska]]
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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.
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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.
  
Jede Baumart benötigt bestimmte klimatische Bedingungen (z.B. Temperatur, Niederschlagsmenge)um zu gedeihen. Da sich diese Faktoren im Rahmen des Klimawandels verändern, verlagern sich auch die Gebiete, in denen bestimmte Baumarten vorkommene können, die so genannten Klimahüllen oder Wohlfühlbereiche.
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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.
  
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.  
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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.
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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.  
  
Untersuchungen über vergangene Klimaveränderungen haben gezeigt, dass Wälder in ihrer räumlichen Ausbreitung deutlich langsamer auf ein sich wandelndes Klima reagieren als die nicht aus Bäumen bestehende Vegetation, da Bäume von der Saat bis zur Reife oft mehrere Jahrzehnte benötigen.
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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.  
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 zu folgen, müssten sich Bäume 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.
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=== Zunahme von Waldbränden ===
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[[Bild:Waldbrand.jpg |thumb|300 px|Waldbrand in den USA]]
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* Hauptartikel [[Zunahme von Waldbränden (einfach)]]
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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.
  
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>
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=== Insektenbefall ===
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[[Bild:Bayerischer_wald_kahlgefressen.jpg|thumb|300 px|Schäden im Bayrischen Wald durch den Befall von Borkenkäfern]]
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* Hauptartikel [[Insektenbefall von Wäldern]]
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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.
  
=== 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. ]]
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==Klimadaten zum Thema==
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{{Bild-links|Bild=Temp2m_Europa_Sommer_DiffII_rcp45.png|Breite=200px}}
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen:
  
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 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>
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[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],
  
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 Prognosen 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.
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[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]
  
=== Verringerung des Baumwachstums ===
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[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].
  
[[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)]]
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[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].
  
[[Bild:Szenarien-Forstwirtschaft.jpg|thumb|600 px|Biomasse in t/ha bei zwei Klima- und drei forstwirtschaftlichen Szenarien ]]
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[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]
  
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>
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[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)].
  
Auch in trockeneren Regionen der mittleren Breiten liegen die Dinge ähnlich. Modellprognosen 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: 1. die traditionelle Methode (FS1), die die ökonomisch wichtigen Arten begünstigt, 2. die adaptive Methode (FS2), die die klimatisch am besten angepasten Sorten bevorzugt, und 3. 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>
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[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].
  
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.
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Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
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'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
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*[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)
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*[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)
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== Zunahme von Waldbränden ==
 
  
Zu den direkten klimatischen Einflüssen kommt der sehr komplexe indirekte klimatische Einfluss der anthropogenen Emission von Treibhausgasen hinzu. Klimatische Veränderungen beeinflussen vor allem das Auftreten von Waldbränden und die Verbreitung von Pflanzenkrankheiten und Insektenplagen wesentlich mit. Waldbrände sind besonders in den jahreszeitlich trockeneren Tropen und in den Subtropen ein natürliches Phänomen und gehören hier zum Jahreszyklus. Sie können durch menschliche Aktivitäten, aber auch durch veränderte klimatische Bedingungen erheblich verstärkt werden. Ein gutes Beispiel für das Zusammenwirken anthropogener und klimatischer Faktoren sind die Waldbrände in Indonesien während der [[El Niño]]-Periode 1997-1998. Einerseits sind die Brände in den meisten Fällen durch Brandrodung verursacht worden. 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 den zirkumpolaren borealen Gebieten jährlich 5-10 Millionen ha Wald pro Jahr.
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== Lizenzhinweis ==
 
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=== Wälder der gemäßigten und borealen Zone ===
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[[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 durch den anthropogenen Klimawandel in den nächsten Jahrzehnten die Häufigkeit von Waldbränden zunehmen wird, besonders in solchen 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 wesentlich mehr als gegenwärtig 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 das durch die zunehmende Verdunstung mehr als ausgeglichen. Zum einen, so ergeben Modellberechnungen, beginnt die Brandsaison früher, und 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 anderen 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 zunehmende Temperaturen zwar von geringer Bedeutung, andere mit dem Klimawandel verbundene Faktoren wie eine Verlängerung der Trockenzeit, häufigere extreme Dürren in manchen Gebieten sowie vermehrte Blitzeinschläge können die Waldbrandgefahr aber auch hier erhöhen. Auch eine eventuelle Intensivierung des El-Niño-Phänomens durch den anthropognen Klimawandel kann zu ernsteren Dürreperioden z.B. im Amazonasgebiet und in SO-Asien führen. Das wird allerdings in enger Wechselwirkung mit Veränderungen in der Landnutzung durch Landwirtschaft und Holznutzung geschehen. Die Umwandlung von Wald in Grasland beeinflusst erheblich den Wasserkreislauf, indem die Verdunstung verringert und der Oberflächenabfluss vergrößert wird und im Endeffekt weniger Niederschläge fallen. Der bloße Klimawandel könnte bei einer Verdoppelung der CO<sub>2</sub>-Konzentration zwar zu einer Ausweitung der für tropische Wälder geeigneten Fläche um 10-15% führen. Die Wechselwirkungen mit Veränderungen in der Landnutzung werden jedoch eher zur Folge haben, dass künftig trockene Perioden zunehmen und intensiver ausfallen werden. Z.B. kann eine relativ moderate El-Niño-Periode in einem vom Regenwald weitgehend in Grasland umgewandelten Gebiete zu einer ernsten Dürre führen, die wiederum Waldbrände verursachen kann, welche sich besonders dann stark ausbreiten, wenn der Wald durch menschliche Einwirkungen bereits gelichtet ist. Häufigere Waldbrände haben zur Folge, dass der Artenreichtum reduziert und die gegenwärtige Waldformation durch Arten ersetzt wird, die an Dürren und Brände besser angepasst sind, wie Kiefern, Eukalyptus-Bäume und feuerresistente Gräser. Wenn die heutigen Tropenwälder weitgehend durch diese neuen Vegetationssysteme ersetzt sein werden, wird es zu einer Abnahme von Bränden kommen, da zunehmend weniger Brennmaterial vorhanden sein wird.<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 ==
 
 
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>
 
 
=== 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 ==
 
* [[Biosphäre im Klimasystem]]
 
 
 
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[[Kategorie:Ökosysteme]]
 
[[Kategorie:Ökosysteme]]
 
[[Kategorie:Vegetation]]
 
[[Kategorie:Vegetation]]
 
[[Kategorie:Biosphäre]]
 
[[Kategorie:Biosphäre]]
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[[Kategorie:Einfache Artikel]]

Aktuelle Version vom 13. November 2017, 10:55 Uhr

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.

1 Bedeutung der Wälder für das 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.

2 Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Wälder

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.

2.1 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.

2.2 Veränderung des Baumwachstums

Borealer Wald in Alaska

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.

2.3 Zunahme von Waldbränden

Waldbrand in den USA

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-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.

2.4 Insektenbefall

Schäden im Bayrischen Wald durch den Befall von Borkenkäfern

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.


4 Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:


5 Lizenzhinweis

Dieser Artikel ist ein Originalartikel des Klima-Wiki und steht unter der Creative Commons Lizenz Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland. Informationen zum Lizenzstatus eingebundener Mediendateien (etwa Bilder oder Videos) können in einigen Fällen durch Anklicken dieser Mediendateien abgerufen werden und sind andernfalls über Dieter Kasang zu erfragen. CC-by-sa.png
Kontakt: Dieter Kasang

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