Aufgrund der globalen Erwärmung steigen die Temperaturen in der Arktis rapide an. Dadurch verschiebt sich die Baumgrenze der sibirischen Lärchenwälder immer weiter nach Norden und verdrängt allmählich die weiten Tundraflächen, die eine einzigartige Mischung aus Flora und Fauna beherbergen. Experten des Alfred-Wegener-Instituts haben nun am Computer simuliert, wie sich diese Wälder in Zukunft ausbreiten könnten – auf Kosten der Tundra. Ihr Fazit: Nur durch konsequente Klimaschutzmaßnahmen können rund 30 Prozent der sibirischen Tundra bis zur Jahrtausendmitte überleben. In allen anderen, ungünstigeren Szenarien wird der einzigartige Lebensraum voraussichtlich ganz verschwinden. Die Studie wurde gerade in der Fachzeitschrift eLife veröffentlicht.
Die Klimakrise ist besonders in der Arktis zu spüren: Im hohen Norden ist die durchschnittliche Lufttemperatur in den letzten 50 Jahren um mehr als zwei Grad Celsius gestiegen – weit mehr als anderswo. Und dieser Trend wird sich fortsetzen. Wenn ehrgeizige Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgase (Emissionsszenario RCP 2.6) ergriffen werden, könnte die weitere Erwärmung der Arktis bis zum Ende des Jahrhunderts auf knapp unter zwei Grad begrenzt werden. Modellbasierten Prognosen zufolge könnte es bei weiterhin hohen Emissionen (Szenario RCP 8.5) zu einem dramatischen Anstieg der durchschnittlichen Sommertemperaturen in der Arktis kommen – bis zum Jahr 2100 um bis zu 14 Grad Celsius gegenüber der heutigen Norm.
“Für den Arktischen Ozean und das Meereis wird die derzeitige und künftige Erwärmung schwerwiegende Folgen haben”, sagt Prof. Ulrike Herzschuh, Leiterin des Bereichs Polare Terrestrische Umweltsysteme am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). “Aber auch die Umwelt an Land wird sich drastisch verändern. Die weiten Tundraflächen in Sibirien und Nordamerika werden sich massiv reduzieren, da sich die Baumgrenze, die sich bereits jetzt langsam verändert, in naher Zukunft rasch nach Norden verschiebt. Im schlimmsten Fall wird es bis zur Mitte des Jahrtausends praktisch keine Tundra mehr geben. Im Rahmen unserer Studie haben wir diesen Prozess für die Tundra im Nordosten Russlands simuliert. Die zentrale Frage, die uns beschäftigte, lautete: Welchen Emissionspfad muss die Menschheit einschlagen, um die Tundra als Zufluchtsort für Flora und Fauna sowie ihre Rolle für die Kulturen der indigenen Völker und ihre traditionellen Bindungen an die Umwelt zu erhalten?”
Die Tundra beherbergt eine einzigartige Gemeinschaft von Pflanzen, von denen etwa fünf Prozent endemisch sind, d. h. nur in der Arktis vorkommen. Zu den typischen Arten gehören die Berg-Allee, der Arktische Mohn und Sträucher wie Weiden und Birken, die sich alle an die rauen Bedingungen vor Ort angepasst haben: kurze Sommer und lange, harte Winter. Sie bieten auch seltenen Arten wie Rentieren, Lemmingen und Insekten wie der arktischen Hummel eine Heimat.
Für ihre Simulation verwendeten Ulrike Herzschuh und AWI-Modellierer Dr. Stefan Kruse das AWI-Vegetationsmodell LAVESI. “Das Besondere an LAVESI ist, dass es uns erlaubt, die gesamte Baumgrenze auf der Ebene einzelner Bäume darzustellen”, erklärt Kruse. “Das Modell bildet den gesamten Lebenszyklus der sibirischen Lärche in der Übergangszone zur Tundra ab – von der Samenproduktion und -verteilung über die Keimung bis hin zum ausgewachsenen Baum. Auf diese Weise können wir das Vorrücken der Baumgrenze in einem sich erwärmenden Klima sehr realistisch darstellen.”
Die Ergebnisse sprechen für sich: Die Lärchenwälder könnten sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Kilometern pro Jahrzehnt nach Norden ausbreiten. Die Tundraflächen, die wegen des angrenzenden Arktischen Ozeans nicht in kältere Regionen ausweichen können, würden zunehmend schrumpfen. Da Bäume nicht mobil sind und ihre Samen jeweils nur einen begrenzten Verbreitungsradius erreichen können, würde die Vegetation der Erwärmung zunächst deutlich hinterherhinken, dann aber wieder aufholen. In den meisten Szenarien würden Mitte des Jahrtausends weniger als sechs Prozent der heutigen Tundra übrig bleiben; die Rettung von etwa 30 Prozent wäre nur mit Hilfe ehrgeiziger Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgase möglich. Andernfalls würde der einst 4.000 Kilometer lange, ununterbrochene Tundragürtel Sibiriens auf zwei 2.500 Kilometer voneinander entfernte Flecken auf der Taimyr-Halbinsel im Westen und der Tschukotka-Halbinsel im Osten schrumpfen. Interessanterweise würden die Wälder, selbst wenn sich die Atmosphäre im Laufe des Jahrtausends wieder abkühlt, die ehemaligen Tundragebiete nicht vollständig freigeben.
“An diesem Punkt geht es für die sibirische Tundra um Leben und Tod”, sagt Eva Klebelsberg, Projektleiterin Schutzgebiete und Klimawandel / Russische Arktis beim WWF Deutschland, zu der Studie. “Größere Flächen können nur mit sehr ambitionierten Klimaschutzzielen gerettet werden. Und selbst dann bleiben im besten Fall zwei voneinander getrennte Refugien mit kleineren Tier- und Pflanzenpopulationen übrig, die sehr anfällig für störende Einflüsse sind. Deshalb ist es wichtig, dass wir die Schutzmaßnahmen und Schutzgebiete in diesen Regionen intensivieren und ausweiten, um Refugien für die einmalige Artenvielfalt der Tundra zu erhalten”, ergänzt Klebelsberg, der sich gemeinsam mit dem Alfred-Wegener-Institut für die Einrichtung von Schutzgebieten einsetzt. “Denn eines ist klar: Wenn wir so weitermachen wie bisher, wird dieses Ökosystem nach und nach verschwinden.”
Datum: Mai 27, 2022
Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Journal Reference:
- Stefan Kruse, Ulrike Herzschuh. Regional opportunities for tundra conservation in the next 1000 years. eLife, 2022; 11 DOI: 10.7554/eLife.75163