Dr. Thomas Gottschalk - IALE-D
Werbung
Auswirkungen des Landnutzungs- und Klimawandels auf die zukünftige Verbreitung und Population der Brutvögel Deutschlands Thomas Gottschalk IALE-D Jahrestagung in Berlin 12. - 14. Oktober 2011 Justus Liebig Universität Gießen Institut für Tierökologie Hauptursachen möglicher Veränderungen der Biodiversität bis 2100 Sala et al. 2000, Science Güte von 45 Modellen zum Vorkommen häufiger Brutvögel in Deutschland 80 70 Deviance D 2 60 50 -4.4 40 -30.8 30 20 10 0 Klima und Landnutzung Landnutzung Klima Fragestellung • Wie wirken sich zukünftige Klimaveränderungen auf die häufigen Brutvögel in Deutschland aus? • Verstärken oder mildern zukünftige Landnutzungsveränderungen klimabedingte Populationsveränderungen? Prognostizierter Klimawandel in Deutschland 1971-2000 2021 - 2050 A2 A1b 8,6 +1,8 +1,5 Frühjahrstemperatur mittel [ C] 11,8 +1,4 +2,0 Jahresniederschlag [mm] 787 -53 -48 Frühjahrsniederschlag [mm] 203 -1 -27 Jahrestemperatur mittel [ C] Standvögel Zugvögel Output Analyse Input Methodik Heutige Klimasituation / Klimaszenarien Heutige Landnutzung / Landnutzungsszenarien DDA Brutvogeldaten Höhenmodell GIS Slicer Phyton/R-scripts Landschaftsmatrix GLM Zukünftige Verbreitung / Populationsgröße Aktuelle Verbreitung / Populationsgröße Analyse der Populationsveränderung Vogeldaten aus dem DDA Programm „Monitoring häufiger Brutvögel“ 900 Gebiete 1 km² Abundanzen mit Distance Sampling berechnet 380.000 digitalisierte Vogelbeobachtungen Heutige Verbreitung Fitis Eignungsfläche: 38,1% Population: 0,87 – 1,08 Mio. Modellgüte D2: 35,4 Prognosegüte AUC: 0,84 Max Min Verbreitung 2050 Szenario A2 Fitis Eignungsfläche: 16,1% (-22,0) Population: 0,29 – 0,51 Mio. (-0,57 Mio.) 1.00 0.90 species' response 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0 Max Min 2 4 6 8 10 spring temperature 12 14 16 Heutige Verbreitung Foto: Thorsten Seibel Kleiber Eignungsfläche: 39,7% Population: 0,99 – 1,19 Mio. Modellgüte D2: 56,5 Prognosegüte AUC: 0,94 Max Min Verbreitung 2050 Szenario A2 Kleiber Foto: Thorsten Seibel Eignungsfläche: 33,5% (-6,2) Population: 1,31 – 1,51 Mio. (+0,32 Mio.) Max Min Verbreitung und Abundanz Kleiber: heute Foto: Thorsten Seibel Rhein-Main Gebiet Verbreitung und Abundanz Kleiber: 2050 Foto: Thorsten Seibel Rhein-Main Gebiet Verbreitung und Abundanz Kleiber: heute Foto: Thorsten Seibel Rhein-Main Gebiet Verbreitung und Abundanz Kleiber: 2050 Foto: Thorsten Seibel Rhein-Main Gebiet 0% -10% -25% -30% 9-12 Arten A1b: -3,8% A2: -4,6% Buchfink -15% -20% Model performance D2: 40.7 Prediction accuracy AUC: 0.84 Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling • A2 - heute Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper 15% Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Sommergoldhähnchen Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Jagdfasan Wintergoldhähnchen Heckenbraunelle Waldbaumläufer -5% Fitis Klimabedingte relative Veränderung der Verbreitung häufiger Brutvögel Deutschlands bis 2050 20% • A1b - heute 2-3 Arten 10% 5% -500000 -1000000 -2000000 -2500000 -3000000 A1b: -6 Millionen A2: -9 Millionen Buchfink -1500000 > - 2 Millionen Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper 1500000 Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Sommergoldhähnchen Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Jagdfasan Wintergoldhähnchen Heckenbraunelle Waldbaumläufer Fitis Klimabedingte Veränderung der Brutpopulation häufiger Brutvögel Deutschlands bis 2050 2000000 • A2 - heute • A1b - heute 1000000 500000 0 Verstärken oder mildern zukünftige Landnutzungsveränderungen klimabedingte Populationsveränderungen? 1. Agrarland → Dyna-CLUE Szenarien 2. Wald → Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Verstärken oder mildern zukünftige Landnutzungsveränderungen klimabedingte Populationsveränderungen? 1. Agrarland → Dyna-CLUE Szenarien Dynamic Conversion of Land Use and its Effects (Verburg and Overmars 2009, Land Ecol.) • • A1b Extensivierungsszenario: Auflassung von Ackerflächen in peripheren Regionen = Regionen mit relative armen Böden A2 Szenario “business as usual” 2. Wald → Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Dyna-CLUE Modelergebnisse 4% 2030 A1b 3% 2030 A2 2% 1% -3% -4% -5% -6% Mischwald Nadelwald Laubwald Weide und Wiese -2% Brachen -1% Acker Veränderung [%] 0% Dyna-CLUE Landnutzung in 2000 Arable land Other agricultural areas Pastures and grassland Urban areas Discontinuous urban areas Broad-leaved forest Coniferous forest Mixed forest Open spaces with little or no vegetation Wetlands Water bodies Dyna-CLUE Landnutzung in 2030 A1b Arable land Other agricultural areas Pastures and grassland Urban areas Discontinuous urban areas Broad-leaved forest Coniferous forest Mixed forest Open spaces with little or no vegetation Wetlands Water bodies 0% -100% Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper Buchfink Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Wintergoldhähnchen 150% Heckenbraunelle Waldbaumläufer -50% Fitis Klimabedingte relative Veränderung der Brutpopulation Dyna-CLUE - Szenario A2 200% Landnutzungswandel Klimawandel Landnutzungs- und Klimawandel 100% 50% Populationsveränderung (gesamt): Landnutzungswandel: -0,7% Klimawandel: -5,5% Landnutzungs- + Klimawandel: -6,4% 0% -100% (10 Arten geringere Abnahme, 9 Arten geringere Zunahme) Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper Buchfink Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Wintergoldhähnchen 150% Heckenbraunelle Waldbaumläufer -50% Fitis Klimabedingte relative Veränderung der Brutpopulation Dyna-CLUE - Szenario A2 200% Landnutzungswandel Klimawandel Landnutzungs- und Klimawandel 100% 50% Landnutzungswandel verstärkt Klimaeffekte: 22 Arten (14 Arten stärkere Abnahme, 8 Arten stärkere Zunahme) Landnutzungswandel mildert Klimaeffekte: 19 Arten 0% -100% Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper Buchfink Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Wintergoldhähnchen 150% Heckenbraunelle Waldbaumläufer -50% Fitis Klimabedingte relative Veränderung der Brutpopulation Dyna-CLUE - Scenario A1b 200% Landnutzungswandel Klimawandel Landnutzungs- und Klimawandel 100% 50% Populationsveränderung (gesamt): Landnutzungswandel: -1,2% Klimawandel: -0,7% Landnutzungs- + Klimawandel: -0,3% 0% -100% (16 Arten geringere Abnahme, 7 Arten geringere Zunahme) Star Rabenkrähe Stockente Feldlerche Elster Hausrotschwanz Haussperling Amsel Kohlmeise Dorngrasmücke Haubenmeise Baumpieper Buchfink Ringeltaube Stieglitz Buntspecht Sumpfrohrsänger Blaumeise Grünfink Zaunkönig Goldammer Rotkehlchen Grauschnäpper Rohrammer Sumpfmeise Kleiber Gartenbaumläufer Mönchsgrasmücke Gelbspötter Eichelhäher Singdrossel Tannenmeise Bachstelze Zilpzalp Feldsperling Klappergrasmücke Gartengrasmücke Wintergoldhähnchen 150% Heckenbraunelle Waldbaumläufer -50% Fitis Klimabedingte relative Veränderung der Brutpopulation Dyna-CLUE - Scenario A1b 200% Landnutzungswandel Klimawandel Landnutzungs- und Klimawandel 100% 50% Landnutzungswandel verstärkt Klimaeffekte: 18 Arten (7 Arten stärkere Abnahme, 11 Arten stärkere Zunahme) Landnutzungswandel mildert Klimaeffekte: 23 Arten Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Anpassung an den Klimawandel: Umwandlung von Nadelwald in Laubwald • Die Fichte Picea abies gilt als besonders empfindlich • • • • • gegenüber Klimaveränderungen Derzeit stellt sie mit einem Anteil von 28% die häufigste Baumart in Deutschland dar 44 % der Wälder in Deutschland bestehen aus Nadelbäumen 0,3% der Wälder wären unter natürlichen Bedingungen mit Nadelbäumen bestanden Szenario: stufenweise Umwandlung der Nadelwälder in Laubwälder basierend auf der Potentiellen Natürlichen Vegetation (PNV) Deutschlands Prognose zu Auswirkungen auf die Vogelwelt Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Rhein-Main Gebiet Heutige Situation Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Mindesthöhe für Nadelwald: 100m Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Mindesthöhe für Nadelwald: 300m Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Mindesthöhe für Nadelwald: 500m Umwandlung von Nadelwald in Laubwald Mindesthöhe für Nadelwald: 700m Verbreitung und Abundanz Kleiber Foto: Thorsten Seibel Heutige Situation Verbreitung und Abundanz Kleiber Foto: Thorsten Seibel Mindesthöhe für Nadelwald: 300m Verbreitung und Abundanz Kleiber Foto: Thorsten Seibel Mindesthöhe für Nadelwald: 500m Verbreitung und Abundanz Kleiber Foto: Thorsten Seibel Mindesthöhe für Nadelwald: 700m Verbreitung und Abundanz Haubenmeise Heutige Situation Verbreitung und Abundanz Haubenmeise Mindesthöhe für Nadelwald: 100m Verbreitung und Abundanz Haubenmeise Mindesthöhe für Nadelwald: 300m Verbreitung und Abundanz Haubenmeise Mindesthöhe für Nadelwald: 500m Verbreitung und Abundanz Haubenmeise Mindesthöhe für Nadelwald: 700m -200 000 -600 000 Haubenmeise Tannenmeise Kohlmeise Blaumeise Kleiber Amsel Rotkehlchen Mönchsgrasmücke Ringeltaube Zilpzalp Zaunkönig Waldbaumläufer Singdrossel Sommergoldhähnchen Gartenbaumläufer 800 000 Kernbeißer 1 000 000 Buntspecht Grauschnäpper Eichelhäher Gartengrasmücke Heckenbraunelle Sumpfmeise Wintergoldhähnchen -400 000 Buchfink Veränderung der Brutpopulation 1 200 000 Mindesthöhe für Nadelwald: 100 m + 1,3 Mio Mindesthöhe für Nadelwald: 300 m + 1,5 Mio Mindesthöhe für Nadelwald: 500 m + 2,0 Mio Mindesthöhe für Nadelwald: 700 m + 2,3 Mio 600 000 400 000 200 000 0 Verstärkung oder Milderung? 2 500 000 Mindesthöhe für Nadelwald: 100 m Mindesthöhe für Nadelwald: 300 m -9,7 Mio ► - 7,4 Mio 2 000 000 Mindesthöhe für Nadelwald: 500 m 1 500 000 Mindesthöhe für Nadelwald: 700 m Mindesthöhe für Nadelwald: 700 m und Klimawandel 1 000 000 500 000 -2 000 000 -2 500 000 -3 000 000 -3 500 000 Waldumwandlung verstärkt Klimaeffekte: 12 Arten (11 Arten stärkere Abnahme, 1 Art stärkere Zunahme) Waldumwandlung mildert Klimaeffekte: 12 Arten (8 Arten geringere Abnahme, 4 Arten geringere Zunahme) Kohlmeise Blaumeise Kleiber Amsel Rotkehlchen Mönchsgrasmücke Ringeltaube Zilpzalp Zaunkönig Waldbaumläufer Singdrossel Sommergoldhähnchen Gartenbaumläufer Kernbeißer Buntspecht Grauschnäpper Eichelhäher Gartengrasmücke Heckenbraunelle Sumpfmeise Wintergoldhähnchen -1 500 000 Haubenmeise -1 000 000 Tannenmeise -500 000 Buchfink 0 Prognoseunsicherheit Flächen, die in ihrer für 2050 prognostizierten Temperatur über dem heutigen Temperaturgradienten liegen Flächen, deren prognostizierter Niederschlag für 2050 geringer ist als der heutige Niederschlagsgradient Zusammenfassung Klimawandel hat signifikanten Effekt auf die Vogelwelt Prognosen zeigen deutliche Veränderungen der Verbreitung (14 Arten mit > ∆ 10%) und der Populationsgröße (-9 Millionen Brutpaare) Zukünftiger Landnutzungswandel kann klimabedingte Veränderungen der Vogelpopulationen sowohl minimieren aber auch verstärken Extensivierung bzw. Stilllegung wirkt sich überwiegend positiv aus Waldumbau wirkt sich überwiegend positiv aus Forschungsbedarf Extreme Wetterereignisse Klimawandel in den Überwinterungsgebieten Klimainduzierter Landnutzungswandel Forschungsbedarf Population Regulation: Veränderung der Prädation Intraspezifische Konkurrenz Interspezifische Konkurrenz Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Acknowledgements: Bird data: Digitizing / GIS-work: Distance Sampling: Statistical support: Programming GEPARD/SLICER: Financial support: >1000 enthusiastic bird watchers of the DDA B. Müller, S. Bock, J. Utikal, J. Lanzen, J. Jourdan, S. Thorn, M. Schütz, A. Rücker, R. Sauerbrei, S. Höll, K. Herrmann, A. Schreiner, R. Seibert, M. Brohm B. Müller K. Ekschmitt, T. E. Reiners M. Weiste, M. Bertling, T. E. Reiners BfN
