Neue Forschungsarbeiten unter der Leitung von Dr. Petra Holden von der Afrikanischen Klima- und Entwicklungsinitiative (ACDI) an der Universität Kapstadt (UCT) haben gezeigt, wie die Wiederherstellung von Wassereinzugsgebieten – durch die Bekämpfung des Befalls mit fremdländischen Bäumen in den Bergen des südwestlichen Kaps – die Auswirkungen des Klimawandels auf die niedrigen Flussabflüsse während der Dürre am „Day Zero“ in Kapstadt abmildern könnte.
Der Klimawandel wirkt sich auf extreme Wetterereignisse wie Dürren und Überschwemmungen aus. Naturbasierte Lösungen, wie die Wiederherstellung von Wassereinzugsgebieten, beinhalten die Arbeit mit Ökosystemen und Landschaften, um gesellschaftliche Herausforderungen zu bewältigen. Zu diesen Herausforderungen gehören auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserressourcen. Bisher haben Studien die Rolle naturbasierter Lösungen bei der Verringerung der vom Menschen verursachten Auswirkungen des Klimawandels in Form von Extremereignissen auf die Wasserverfügbarkeit nicht von der Rolle der natürlichen Klimaschwankungen getrennt.
Die neue Studie eines Forscherteams aus dem südlichen Afrika, die in der Fachzeitschrift Earth Communications & Environment veröffentlicht wurde, will Informationen für die Planung der Anpassung an die Wasserressourcen liefern, und zwar am Beispiel der Kapstädter Day Zero-Dürre. Sie konzentrierten sich dabei auf eine typische Art der Wiederherstellung von Wassereinzugsgebieten in Südafrika – das Management invasiver gebietsfremder Bäume.
„Invasive gebietsfremde Bäume haben im Vergleich zur einheimischen Vegetation der Kapberge eine höhere Transpirationsrate und verringern daher den Wasserabfluss“, erklärte Holden.
Das Forschungsteam verknüpfte Klimamodelle mit einem hydrologischen Modell, um den Flusslauf während der Dürre am „Day Zero“ zu simulieren. Anschließend untersuchten sie, wie schwerwiegend die hydrologische Dürre gewesen wäre, wenn es keine vom Menschen verursachte Klimaänderung gegeben hätte. Dabei konzentrierten sie sich insbesondere auf die Auswirkungen des Klimawandels und der Bewirtschaftung fremder Bäume auf den Abfluss von Wasserläufen in gebirgigen Einzugsgebieten, die die für die Wasserversorgung Kapstadts wichtigen Dämme versorgen.
Holden teilte mit: „Bestehende Studien isolieren nicht die Auswirkungen von naturbasierten Lösungen auf den anthropogenen (d. h. vom Menschen verursachten) Anteil des Klimawandels, insbesondere bei bereits eingetretenen Dürreereignissen. Nur wenige Studien führen die biophysikalischen Auswirkungen auf die vom Menschen verursachten Auswirkungen des Klimawandels auf Dürreereignisse zurück und untersuchen gleichzeitig die Rolle naturbasierter Lösungen bei der Abschwächung dieser Auswirkungen.
Die neue Analyse zeigt, dass der Klimawandel den Abfluss der Flüsse während der Dürre im Vergleich zu einer Welt ohne menschlichen Einfluss auf das Klima um 12-29 % verringert. Darüber hinaus zeigt sie, dass die Beseitigung nicht heimischer Bäume, die vor der Dürre in den Einzugsgebieten vorhanden waren, die Auswirkungen des anthropogenen Klimawandels auf den Abfluss der Flüsse verringert haben könnte, wobei die Wirkung jedoch vom Ausmaß der Invasion abhing.
Die Beseitigung einer mäßigen Invasion (z. B. 40 % Bewuchs in einigen Einzugsgebieten) hätte die vom Menschen verursachten Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserabfluss um 3-16 % verringert. Die Verhinderung der Ausbreitung gebietsfremder Bäume vom derzeitigen Stand bis zur vollständigen Invasion des Einzugsgebiets verhinderte eine zusätzliche Verringerung des Abflusses um 10-27 % aufgrund des anthropogenen Klimawandels.
Die Forscher fanden auch heraus, dass die Auswirkungen des Klimawandels durch die hydrologischen Prozesse im Einzugsgebiet verstärkt wurden. So war der Rückgang des Abflusses (12-29 %) größer als der durch den anthropogenen Klimawandel verursachte Rückgang der Niederschläge (7-15 %). Trotz der Rolle, die die Evapotranspiration bei Dürreereignissen spielen kann, stellten die Forscher einen gewissen, aber keinen großen Einfluss des Klimawandels auf die Referenz-Evapotranspiration fest.
Dies ist eine wichtige Studie, die die Bedeutung quantitativer Bewertungen für die Planung der Anpassung an den Klimawandel unterstreicht. Die Forscher konnten zeigen, dass die Wiederherstellung von Wassereinzugsgebieten die Auswirkungen des anthropogenen Klimawandels verringert, aber nicht in der Lage ist, das Signal des vom Menschen verursachten Klimawandels vollständig zu beseitigen, selbst bei den derzeitigen Erwärmungswerten. In Anbetracht dessen betonen die Forscher, dass es von entscheidender Bedeutung ist, naturbasierte Lösungen mit anderen Anpassungsstrategien und Optionen für die Wasserressourcenplanung zu kombinieren, um die beschleunigten Auswirkungen des Klimawandels zu bekämpfen.
„Es kann schwierig sein, den Beitrag von Anpassungsstrategien – ob naturbasiert oder nicht – zum Schutz der Gesellschaft vor vom Menschen verursachten oder natürlichen Klimaschwankungen herauszuarbeiten. Es ist jedoch wichtig, die Anpassungsplanung so zu gestalten, dass Klimarisikomanagementstrategien so kombiniert werden können, dass Schwellenwerte und Grenzen der Veränderung berücksichtigt werden“, schloss Holden.
Datum: März 9, 2022
Quelle: Universität von Kapstadt
Journal Reference:
- Petra B. Holden, Alanna J. Rebelo, Piotr Wolski, Romaric C. Odoulami, Kamoru A. Lawal, Joyce Kimutai, Tiro Nkemelang, Mark G. New. Nature-based solutions in mountain catchments reduce impact of anthropogenic climate change on drought streamflow. Communications Earth & Environment, 2022; 3 (1) DOI: 10.1038/s43247-022-00379-9