Wie Gebirgsbäche den Klimawandel signalisieren

Mit einem neuen Instrument lässt sich ein wichtiger, aber übersehener Indikator für die globale Erwärmung besser beurteilen: die Vielfalt der in Hochgebirgsbächen lebenden Käfer, Würmer und Schnecken.

Wirbellose Wassertiere sind besonders gefährdet, wenn das Klima von historischen Dürreperioden zu massiven Überschwemmungen wechselt. Da sie anderen alpinen Lebewesen wie Vögeln, Fledermäusen, Fröschen und Fischen als Nahrung dienen, machen sich Ökologen Sorgen um das Gedeihen der Insekten.

Um zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf diese kleinen Lebewesen auswirkt, müssen wir wissen, wo wir sie eigentlich finden sollten. Die klassischen ökologischen Theorien konnten jedoch nicht erklären, was ein Team von Ökologen der UC Riverside und ihre Kollegen von der UC bei einer kürzlich durchgeführten Untersuchung von Wasserlebewesen in der kalifornischen Sierra Nevada herausgefunden haben.

Um sie zu schützen, wandte das Team eine neue Theorie zur Vorhersage der Artenvielfalt auf Hochgebirgsbäche an. Diese Theorie und die Ergebnisse der Feldstudie, die sie hervorgebracht hat, werden jetzt in einem Artikel in der Zeitschrift Ecological Monographs ausführlich beschrieben.

„Wir haben neue Wege gefunden, um über die Artenvielfalt in Hochgebirgsbächen der Sierra nachzudenken, weil die alten Wege für uns nicht erfolgreich waren“, sagt Kurt Anderson, außerordentlicher Professor für Evolution und Ökologie und Mitautor des Artikels.

„Die klassischen Theorien zur Ökologie von Fließgewässern wurden in den Sierras nicht entwickelt, also passen wir neue Ideen an, um besser zu erklären, was wir dort oben sehen“, so Anderson.

Eine dieser klassischen Theorien ist das Flusskontinuumskonzept, das beschreibt, wie Flussökosysteme funktionieren, wenn sie sich von den Bachquellen hinunter zu größeren, offeneren Flüssen bewegen. Nach dem Kontinuumskonzept sollte es einen sanften Gradienten der Veränderung von hohen zu niedrigen Höhenlagen geben. Das Team untersuchte die biologische Vielfalt der Flüsse entlang eines Gefälles, um Konzepte wie dieses zu testen.

„Wir konnten zwar eine Veränderung feststellen, aber nur teilweise und nicht aus den Gründen, die die Theorie vorgibt“, so Anderson. „Wir fanden zum Beispiel heraus, dass Seen dazu neigten, die gleichmäßige Veränderung zu unterbrechen, die wir eigentlich hätten sehen sollen.“

Das UCR-Team beobachtete, dass die Vielfalt der wirbellosen Tiere im Allgemeinen in abwärts führenden Gewässern zunahm und in den unmittelbar unter den Seen gelegenen Flüssen am geringsten war.

„Wir glauben, dass die Seen eine trennende Wirkung haben und dazu führen, dass die flussabwärts gelegenen Wasserläufe beim Aufbau der Vielfalt von vorne beginnen müssen“, sagte Matthew Green, Ökologe an der UCR und Erstautor der neuen Studie.

Das Team fand auch eine große Vielfalt an Lebensformen in kalten, isolierten Bächen hoch oben im Oberlauf. Trotz der allgemeinen Tendenz zu einer Zunahme der Vielfalt flussabwärts können die Artenunterschiede zwischen isolierten Oberläufen manchmal genauso groß sein wie die zwischen flussaufwärts und flussabwärts.

„Dies sind die aquatischen Lebensformen, die sich am Rande des Abgrunds des Klimawandels befinden“, sagte Dave Herbst, Forscher am Sierra Nevada Aquatic Research Laboratory, einem UC Natural Reserve, und Mitautor der Studie.

In den Gebieten direkt unterhalb der Seen dominierten nur wenige Arten wirbelloser Tiere und Insekten, die in der Lage sind, Nahrungspartikel zu filtern. An anderen Standorten mit gemischten Nahrungsquellen waren mehr Arten zu finden.

Das Team empfiehlt, zusammenhängende Fließgewässersysteme vor Umleitungen und vor der Zerstörung von Lebensräumen durch eine ungezügelte Landentwicklung zu schützen. Wenn Gewässer so fließen können, wie sie sollten, fördert die Anzahl der Ressourcen, die den darin lebenden Lebewesen zur Verfügung stehen, eine größere Vielfalt.

„Das ist es, was es diesen kleinen, aber äußerst wichtigen Lebensformen ermöglicht, zu gedeihen“, so Anderson. „Wo intakte Lebensräume beeinträchtigt wurden, können Wiederherstellungsmaßnahmen der Schlüssel sein, um das gesamte Ökosystem gegen die kommenden Widrigkeiten des Klimawandels zu wappnen.

Datum: April 7, 2022
Quelle: Universität von Kalifornien – Riverside


Journal Reference:

  1. Matthew D. Green, Kurt E. Anderson, David B. Herbst, Marko Spasojevic. Rethinking biodiversity patterns and processes in stream ecosystemsEcological Monographs, 2022; DOI: 10.1002/ecm.1520

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