Einfluss des Klimawandels auf die Pflanzenwelt

Unsere Reise beginnt...

Wir befinden uns mitten in tropischem Wald im Nationalpark Manù in den Parzellen, insgesamt sind es siebzehn, des Waldökologen Silman, welche von ihm kultiviert werden. Die Parzellen sind ungefähr einen Hektar gross und liegen verteilt an einem Gebirgszug vom Gipfelbereich bis ins Amazonasbecken, das auf Meereshöhe liegt.

 

Unsere Reise startet auf einer Höhe von 3450 Meter und führt uns auf den Weg hinunter ins Tal. Wenn man sich auf die Vegetation achtet, fällt einem auf, dass sie sich alle 100 Meter ändert. Denn das Verbreitungsgebiet eines Baumes in diesen tropischen Wäldern ist unglaublich gering, die Artenfülle hingegen ist fantastisch. Allein in diesen Parzellen, hat die Forschungsgruppe dreissig neue Arten gefunden und sie konnten sogar eine völlig neue Gattung ausmachen. Je weiter wir in niedrigere Höhenlagen vordrangen, desto dichter wurde der Wald. Wenn man jetzt um sich blickte, konnte man meinen, man befinde sich in einem botanischen Garten mit Farnen und Lianen. Bei einer solch hohen Dichte an Pflanzen wird jedes kleinste Plätzchen an Licht und Luft besetzt und die Konkurrenz um die Ressourcen ist sehr gross.

Karte des Nationalparks Manù in Peru 

Quelle: World Heritage Nomination

Pflanzenvielfalt am Äquator

Auswirkungen der Temperatur auf die Pflanzen 

Da die verschiedenen Parzellen auf unterschiedlichen Höhen liegen, sind die durchschnittlichen Jahrestemperaturen verschieden. Je weiter Richtung Gipfel, desto kälter wird es. Da tropische Gewächse eher eine geringe Toleranz der Temperatur besitzen, können diese kleinen Temperaturunterschiede, starken Einfluss auf die Verbreitung einer Baumart nehmen. Die Pflanzenarten sind nur auf eine bestimmte Temperatur spezialisiert und haben mit geringen Abweichungen der Optimaltemperatur schnell zu kämpfen. Somit kommen wir zur spannenden Frage. Wenn durch den Klimawandel die durchschnittlichen Temperaturen ansteigen, wie reagieren Bäume und Pflanzen darauf? Ein mögliches Szenario wäre, dass die Pflanzen bergauf wandern. Damit meint man eine langsame Verschiebung der Verbreitung in höhere Gebiete. Bäume in den am höchsten gelegenen Regionen haben keine Möglichkeit, weiter nach oben zu wandern und sterben aus. Silman und seine Gruppe fand heraus, dass die Gattungen der Bäume durchschnittlich mit einer Geschwindigkeit von zweieinhalb Metern pro Jahr den Hang hinauf wanderten. (Studie) Doch die Bandbreite der Geschwindigkeiten der verschiedenen Arten war gross.

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Pflanze der Gattung Ilex, bleibt bei Temperaturänderungen an Ort und Stelle stehen. 

Quelle: whiteflowerfarm.com

Junge Strahlenaralie der Gattung Schefflera, bewegt sich bei Temperaturveränderungen schnell den Hang hinauf.

Quelle: wikipedia.org

Migration durch Klimaänderungen

Jede Spezies hat eine Möglichkeit entwickelt, um mit kleinen Temperaturschwankungen umgehen zu können. Zum Beispiel schützen sie sich gegen Kälte mit einem dicken Fell oder halten Winterschlaf. 

 

Seit ungefähr vierzig Millionen Jahren befindet sich die Erde in einer Phase der Abkühlung. An den Polen bildeten sich permanente Kappen aus Eis. Vor circa zweieinhalb Millionen Jahren begann eine Reihe von Kalt- und Warmzeiten. Doch wie wurden die Spezies mit den längerfristigen Änderungen des Klimas, ein Beispiel von heute ist die Erderwärmung, fertig? Darwin würde mit der Migration begründen. Während den Eiszeiten zogen die Bewohner des Nordens Richtung Süden und als es wieder wärmer wurde, kehrten sie zurück. 

Der Wandel des Klimas, der auf uns zukommt, ist in der Grössenordnung dieser kleinen Veränderungen des Klimas. D.h. die Temperaturerhöhung oder -senkung ist mit denen der Eiszeiten zu vergleichen. Der grosse und entscheidende Unterschied ist die Geschwindigkeit. Die Erwärmung des Klimawandels erfolgt zehnmal schneller als die nach den Eiszeiten. Dass die Spezies nicht aussterben, müssen sie dementsprechend zehnmal so schnell wandern oder sich anpassen. Schnell wird klar, dass im Beispiel der Bäume nur die schnellsten mithalten werden können. Wie viele Spezies dazu in der Lage sein werden, ist bis jetzt eine schwierige und ungelöste Frage. Diese werden wir erst in den kommenden Jahrzehnten beantworten können.  

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Quelle: wikipedia.org

AussterbeSzenario

In der Ökologie ist es sehr schwierig Regeln aufzustellen. Trotzdem gibt es welche, die universell anerkannt sind. Ein Beispiel dafür ist die Arten-Flächen-Beziehung. Sie beschreibt den Zusammenhang zwischen der untersuchten Fläche und der Anzahl Arten, die darauf Leben. Diese Beziehung spielt bei der Überlegung zum Artensterben eine wesentliche Rolle. 

Eine Forschergruppe nutzte die Arten-Flächen-Beziehung, um eine vorläufige Einschätzung auf zukommende Artensterbens durch die Erderwärmung machen zu können, und stellten sie zwei extreme Szenarien auf:

Im ersten, auch genannt «Nichtausbreitungsszenario», gingen sie davon aus, dass alle Spezies äusserst unbeweglich seien. Das bedeutet, dass sie bei einem Temperaturanstieg an Ort und Stelle bleiben. Dadurch würde die für sie klimatisch geeignete Fläche in den meisten Fällen schrumpfen, wenn nicht sogar völlig verschwinden. Geht man von einer maximalen Erwärmung der Erde, würden bis 2050 38 - 52 Prozent aussterben.  

Bei dem zweiten optimistischeren Szenario gingen die Forscher davon aus, dass die Spezies sehr mobil seien. Tiere und Pflanzen könnten bei einem Temperaturanstieg in ein Gebiet wandern, an das sie angepasst wären. Trotzdem muss man beachten, dass es Klimazonen gibt, die ganz verschwinden werden. Diese Klimazonen liegen überwiegend in den Tropen. Bei einer maximalen Erwärmung sterben schätzungsweise 23 - 32 Prozent aus. 

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Entwicklung des Artensterbens: Die Autoren werten diese Tendenz eindeutig als Massenaussterben.

Quelle: wikipedia.org

Wie wichtig Wärmetoleranz sein wird

Theoretisch gibt es keinen Grund zur Annahme, dass es während eines wärmeren Zeitabschnittes der Erdgeschichte eine kleinere Artenvielfalt gäbe als während eines kälteren.  Grundsätzlich lässt die Arten-Flächen-Beziehung sogar vermuten, dass höhere Temperaturen langfristig zu einer höheren Artenvielfalt führen. Aber kurzfristig und damit für den Menschen relevanten Zeitraum sieht das anders aus.

Über praktisch alle heute lebenden Arten kann man sagen, dass sie an tiefe Temperaturen angepasst sind

Seit ungefähr zweieinhalb Millionen Jahren gab es keinerlei Vorteile mit Hitze klar zu kommen, da die Temperaturen nie wirklich höher stiegen als gegenwärtig. Dadurch begünstigte die Evolution Merkmale oder Eigenschaften, die an Kälte angepasst waren.

Wenn wir auf die Erdgeschichte zurückblicken, ist es denkbar, dass wir bis ans Ende dieses Jahrhunderts Temperaturen erreichen werden, die zuletzt im Eozän vor fünfzig Millionen Jahren herrschten. Damals wuchsen in der Antarktis Palmen. 

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Ausschnitt aus dem Eozän 

Quelle: geohorizon.de

Wie gut sich aber Lebewesen an die Erderwärmung anpassen werden, kann man mit dem heutigen Wissensstand nur erraten. Es gibt viele Möglichkeiten, wie sich Tiere und Pflanzen an Hitze anpassen können. Diese Wärmetoleranz zu entwickeln, kann aber aufwendig sein. Die Frage ist also, ob Lebewesen diese aufwendigen Merkmale der Wärmetoleranz beibehalten haben. Falls ja, wird das eine positive Überraschung sein. Was aber passieren wird, wenn sich die Lebewesen nicht schnell genug an die neuen Bedingungen anpassen, kann niemand so genau sagen.

 

Miles Silman meint dazu: «Wenn die Evolution so funktioniert, wie sie es gewöhnlich tut, sieht das Aussterbeszenario – wir nennen es nicht Aussterben, sondern sprechen beschönigt von biotischen Abgängen – schon eher apokalyptisch aus»