Die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme

Seminar: Dynamik der biosphäre
Name: Jana Gevers
Datum : 10.06.05
Die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
1. Ökosysteme
2. Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
2.1 Auswirkungen der Temperaturveränderung
2.2 Auswirkungen der Niederschlagsveränderung
3. Wie Reagieren Ökosysteme auf die Klimaveränderung?
3.1 Verschiebung von Ökosystemen
3.2 Phänologische Veränderungen
4. Korallenriffe
4.1 Auswirkungen des Klimawandels auf Korallenriffe
1. Ökosysteme
Def: Ein Ökosystem ist die Einheit alle Organismen in einem Areal, sowie deren Beziehung
zur Umwelt.
Alle Organismen in einem Ökosystem bilden eine Lebensgemeinschaft (biozönose) und sie hängen
voneinander ab. Ihre Umwelt bezeichnet man als Biotop.
Hauptökosysteme der Welt: Meere, Flussmündungen, Küsten, Ströme, Flüsse, Seen und Teiche,
Sümpfe, Wüsten, Steppen und Wälder.
Das Klima steuert alle Stoffflüsse im Ökosystem und hat somit einen großen Einfluss auf dieses.
Das zeigt, dass Klimaveränderung große Auswirkungen hat.
2. Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme
Die meisten Ökosysteme sind durch anthroprogene Einflüsse schon so stark gestört, dass sie sehr
sensibel auf den Klimawandel reagieren.
Klimaänderung kann abrupte Veränderungen in Ökosystemen hervorrufen, was deren Biodiversität
und Produktivität beeinflussen kann.
Am stärksten gefährdet sind Gletscher, Korallenriffe, Mangrovenwälder, boreale und tropische
Wälder, polare und alpine Ökosysteme.
Alle Organismen reagieren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf den Klimawandel. Dadurch
werden Ökosysteme auseinandergerissen.
Die meisten Arten können nur sehr langsam auf veränderte Bedingungen reagieren und sich somit
schlecht anpassen.
Die menschliche Gesellschaft hängt von der Biosphäre und ihrer Ökosysteme ab.
Die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Böden, die Kreisläufe der Elemente und viele andere
wichtige Prozesse werden durch Ökosysteme in Gang gehalten oder erneuert.
2.1 Auswirkungen der Temperaturveränderung
Im 20. Jahrhundert wurde eine globale Erwärmung von 0,6 bis 0,8 °C gemessen, die zum großen Teil
auf den Anstieg des CO2 Gehaltes der Luft zurückzuführen ist. Erwartet wird ein weiterer Anstieg von
1,4 bis 5,8 Grad bis 2100.
Minimum-Temperaturen werden doppelt so schnell steigen wie Maximum Temperaturen.
Für das Wachstum der Pflanzen gibt es eine Temperatur Ober- und Untergrenze. Der
Temperaturbereich, in dem das höchste Wachstum stattfindet, liegt für die meisten Pflanzen der
mittleren Breiten zwischen 18 und 25 oC.
Das größte Problem ist, dass die erwarteten Temperaturveränderungen sich schnell vollziehen
werden, so das fast alle Pflanzen und Tiere sich schneller an die neuern Bedingungen anpassen
müssen, als es ihnen möglich ist.
2.2 Auswirkungen der Niederschlagsveränderung
Die Erhöhung der Temperatur führt zu maßgeblichen Veränderungen in der atmosphärischen
Zirkulation, was wiederum starke Auswirkungen auf die Niederschlagsmengen in allen Erdgegenden
hat.
Der globale Niederschlag hat im 20. Jahrhundert über Land um ca 1% zugenommen. Die regionalen
Unterschiede sind hierbei allerdings sehr stark. Besonders ausgeprägt ist die Niederschlagszunahme
in mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel mit 5-10%, in Europa sogar deutlich darüber.
Der Niederschlag erhöht sich allerdings hauptsächlich im Herbst und Winter. Die jährliche Verteilung
der Niederschläge ist ein extrem wichtiger Faktor für Organismen. Durch die erhöhten Temperaturen,
bei im Sommer fast gleichbleibenden Niederschlagsmengen, werden die Organismen im Sommer
starkem Trockenstress ausgesetzt sein und ganze Arten können aussterben.
In den meisten tropischen und subtropischen Gebieten haben die Niederschläge übers ganze Jahr
abgenommen, was zu dem Ergebnis führt, dass die Organismen dort insgesamt mit weniger Wasser
auskommen müssten.
Die Intensität der Niederschläge nimmt durch den Klimawandel zu, wodurch es zu einem erhöhten
Abfluss und Überschwemmungen kommt. Die Organismen können hingegen weniger von dem
Niederschlag nutzen.
3. Wie Reagieren Ökosysteme auf die Klimaveränderung?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Organismen auf die Klimaveränderung reagieren. Mit ihrer
Reaktion beeinflussen sie die Ökosysteme natürlich erheblich.
3.1 Verschiebung von Ökosystemen
Viele Arten megrieren weiter polwärts oder in höhere Lagen.
Besonders Bäume haben eine sehr langsame Migrationsrate und können sich so nicht schnell genug
dem Wandel anpassen. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten kann es außerdem zu ganz neuen
Baumzusammensetzungen innerhalb der Wälder kommen.
Für die Tierwelt bedeutet ein klimatischer Wandel eine zusätzliche Gefährdung.
Durch unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten werden Arten getrennt, was zu einer Störung der
Räuber- Beute-Beziehung und damit zum Aussterben führen kann.
3.2 Phänologische Veränderungen
Phänologie beschreibt den Zeitraum der saisonalen Aktivitäten von Pflanzen und Tieren also z.B.
Knospung und Brutzeit.
Die Erwärmung in den letzten Jahrzehnten führte zueiner Verlängerung der phänologischen
Jahreszeit.
Verschiedene Untersuchungen zeigen im Mittel eine Verlängerung der Vegetationsperiode um bis zu
4 Tage pro Jahrzehnt auf der nördlichen Halbkugel. Sie hat sich in Europa seit 1960 um 10,8 Tage
verlängert.
Auch die Brutzeit der Vögel wurde aufgrund höherer Frühlingstemperaturen stark vorverlegt.
4. Korallenriffe
Die tropischen Korallenriffe sind riesige CO2 Speicher und einer der artenreichsten Lebensräume der
Meere. Sie sind außerdem ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor im Tourismus vieler Länder und dienen
dem Küstenschutz.
4.1 Auswirkungen des Klimawandels auf Korallenriffe
58% der weltweiten Korallenriffareale gelten als gefährdet. Der Klimawandel spielt hierbei eine große
Rolle.
Besonders der Anstieg der Meereswassertemperaturen wird als bedrohlich angesehen, eine
Erhöhung um nur 1 oC könnte verheerende Folgen haben.
Korallen leben in Symbiose mit einzelligen Algen, den Zooxanthellen. Diese Algen wachsen in den
Geweben der Korallen und betreiben dort Photosynthese. Die so erzeugten Produkte stellen sie den
Korallen zur Verfügung und versorgen diese so mit Energie und Nährstoffen.
Die Zooxanthellen verlieren durch eine Temperaturerhöhung auf über 30 Grad ihr Chlorophyll, können
also keine Photosynthese mehr betreiben und werden von den Korallen abgestoßen. Dadurch
verlieren die Korallen ihre Nährstofflieferanten. Es kommt zur Korallenbleiche. Die Korallen sterben
dadurch zwar nicht sofort, sind aber stark geschwächt und anfällig für Krankheiten. Hält dieser
Zustand an, können ganze Riffe absterben. Die Wassertemperatur der tropischen Meere hat sich in
den letzten hundert Jahren um 1°C erhöht.
Abb.: Veränderung der Korallenbedeckung zwischen Dezember 1998 bis Februar 2000 in den Lagunen von Belize bei zwei
Arten der Salatkoralle Agaricia (blau und rot) und anderen harten Korallen wie Scleractina und Milleporina (grün)
In den letzten Jahren und Jahrzehnten hat diese Gefahr dramatische Ausmaße angenommen und
zum Absterben ganzer Riffe geführt. Fische und andere Meeresbewohner verlieren ihren Lebensraum,
Fischer und Tourismusangestellte ihre Existenzgrundlage.
Allerdings zeigen neue Forschungsergebnisse, dass Korallen sich eventuell an die
Temperaturerhöhung anpassen könnten, indem sie sich andere, weniger temperaturempfindliche
Algen als Symbiosepartner suchen. So könnten sie der globalen Erwärmung vielleicht noch länger
trotzen als erwartet.