Durchführung einer Untersuchung zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt Schwerpunkt: Naturschutz -Vorstellung des Projektsim Auftrag des Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Bearbeitung: Bearbeitung: 30.11.2012 in Magdeburg Dr. Volker Thiele Dipl.-Geogr. Anne Luttmann Dr. Volker Thiele Dipl.-Geogr. Anne Luttmann Hintergrund Klimawandel – Tendenzen für Sachsen-Anhalt bis zum Jahr 2100 (vgl. KREIENKAMP et al. 2012) • Temperatur • ganzjährig deutlicher Anstieg der Tagesmaximal und – mitteltemperaturen • deutlicher Zuwachs an heißen Tagen (maximale Temperatur > 30 C) • Verlängerung der Vegetationsperiode • Niederschlag, Extremereignisse • Winter: Konstanz bis leichte Zunahme der mittleren Niederschläge; Zunahme der Extremereignisse • Sommer: deutliche Abnahme der mittleren Niederschläge; uneinheitliches Bild bei Extremereignissen • Klimatische Wasserbilanz • in den tiefer gelegenen Teilen der Untersuchungsregion zunehmende Austrockung bis zu einer Klimatischen Wasserbilanz von unter –300 mm Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Hintergrund Klimawandel bewirkt Änderung der Umweltbedingungen mit z.T. deutlichen Folgen für Ökosysteme und Biodiversität • Veränderungen im Artenspektrum und geographischem Auftreten der Biozönosen • Arten, die nicht anpassungsfähig genug sind und/oder geringe Mobilität aufweisen, droht vielerorts lokales Aussterben • Veränderung inter- und intraspezifischer Beziehungen (Räuber-BeuteBeziehungen und Nahrungsnetze) Klimawandel als zusätzliche Gefährdung für viele als schutzwürdig und gefährdet kategorisierte Arten und Lebensräume Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf europäisch geschützte Arten und Lebensraumtypen anhand zweier Beispielgebiete: • FFH-Gebiet „Aland-Elbe-Niederung nördlich Seehausen“ • FFH-Gebiet „Mahlpfuhler Fenn“ Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Vorgehensweise Charakteristik der FFH-Gebiete • räumliche Einordnung • abiotische Ausstattung • biotische Ausstattung (europ. gesch. Arten / LRT) Literaturrecherche zu allg. Auswirkungen des Klimawandels • Wirkfaktorenanalyse (Temperatur, Niederschlag, CO2, anthropogene Faktoren) • Auswirkungen auf relevante Artengruppen (Mammalia, Aves, Amphibia, Reptilia, Pisces et Cyclostomata, Evertebrata) und Lebensräume Einstufung des Klimasensibilitätsgrades der europäisch geschützten Arten / LRT (anhand von Indikatoren aus Vulnerabilitätsstudie [KROPP et al. 2009] sowie BfN-Studie [RABITSCH et al. 2010]) • Arten: z.B. Biotopbindung, Migrationsfähigkeit, Arealgröße, Rote-Liste-Status, ökologische Amplitude gegenüber Feuchte / Temperatur • LRT: z.B. Regenerierbarkeit, Arealgrenzen, Grundwasserabhängigkeit, Anteil an Kälte- / Feuchtezeigern am charakteristischen Artenspektrum Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Vorgehensweise Einstufung der Richtung der Klimasensibilität für jede Art / jeden LRT Beispiel Rohrdommel: oo = mäßig negative Klimasensibilität Auswertung zur Klimasensibilität und Abschätzung des Gefährdungsrisikos High-Risk- / Medium-Risk- / Low-Risk-Species / -Habitat Benefited Species / Benefited Habitat Prognose zum zukünftigen Vorkommen der Arten/LRT in den FFH-Gebieten durch Verschneiden der Klimaprojektionen mit den Anspruchskomplexen vorkommender Taxa Aussterben oder Fortbestand der Art / des LRT in den Zeiträumen 2011-2040, 2041-2070 und 2071-2100? Ableiten gebietsspezifischer Maßnahmenstrategien Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Lebensraumtypen Beispiel LRT 7140 – Übergangs- und Schwingrasenmoore Grad der Klimasensibilität Richtung der Klimasensibilität (Indikatoren nach KROPP et al. 2009) (eigene Einschätzung, Literatur) • • • • • • • verändertes hydrologisches Regime Beschleunigung der Sukzession • Trockenphasen Reduktion der Vitalität von Feuchte- und Nässezeigern;Torfmineralisation • Veränderung der Biozönose (zahlreiche stenotope Arten) Regenerierbarkeit: Arealgrenzen: Grundwasserabhängigkeit: Tendenz Fläche: Anteil Kältezeiger: Anteil Feuchtezeiger: hoch stark negativ (ooo) daraus leitet sich Einstufung als „High-RiskHabitat“ ab Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Lebensraumtypen Gefährdungsrisiko • 3 „High-Risk-Habitats“ (LRT 6440, 91D0, 7140) • 8 „Medium-Risk-Habitats“ (LRT 3150, 3260, 3270, 6410, 6430, 9160, 91E0, 91F0) • 1 „Low-Risk-Habitat“ (LRT 9110) • 1 „Benefited Habitat“ (LRT 9190) • 1 LRT nicht beurteilbar (LRT 6510, Flachland-Mähwiesen: unterschiedliche Feuchteausprägungen) BrenndoldenMoorwälder Auenwiesen Übergangs- und Schwingrasenmoore High-Risk Magdeburg 30.11.2012 3 Süßwasser-LRT Ei-/Bu-Wald, (3150, 3260, Auenwälder 3270) Pfeifengraswiesen, Hochstaudenfluren Medium-Risk Hainsimsen-Buchenwald Low-Risk Bodensauere Eichenwälder auf Sandebenen Benefited Habitat Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Exkurs: Anteile der Kälte- und Feuchte-/Nässezeiger Prognose zum zukünftigen Vorkommen der LRT in den FFH-Gebieten Parameter: Klimasensibilität und Anteil an Kälte- und Feuchte- / Nässezeigern am charakteristischen Artenspektrum des jeweiligen LRTs 7140 in beiden FFH-Gebieten: zeitweise Zunahme von Temperatur und Trockenheit (BFN 2009) Betroffenheit: stark negativ klimasensibel eingestufte LRT mit hohem Anteil an Kälte- und Feuchtezeigern Bsp. LRT 7140 – Übergangs- und Schwingrasenmoore • stark negativ klimasensibel • hoher Anteil an Kältezeigern (ca. 50 %) • sehr hoher Anteil an Feuchte- bzw. Nässezeigern (ca. 90 %) bereits kurzfristig (zum Zeitraum 2011-2040) lokales Vorkommen des LRT gefährdet Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Lebensraumtypen Prognose zum zukünftigen Vorkommen der LRT in den FFH-Gebieten erhöhte Gefährdung zum Zeitraum … 2011-2040 2041-2070 Mahlpfuhler Fenn LRT 7140 (Übergangsund Schwingrasenmoore) LRT 3260 (Flüsse mit flutender Wasservegetation), LRT 6410 (Pfeifengraswiesen), LRT 6430 (feuchte Hochstaudenfluren), LRT 91D0 (Moorwälder), LRT 91E0 (Auenwälder) LRT 9110 (Hainsimsen-Buchenwald), LRT 9160 (Stieleichen- oder Hainbuchenwald) Aland-Elbe-Niederung LRT 6440 (Brenndolden-Auenwiesen) LRT 3150 (Stillgewässer), LRT 3260 (Flüsse mit flutender Wasservegetation), LRT 3270 (Flüsse auf Schlammbänken), LRT 6430 (feuchte Hochstaudenfluren), LRT 91E0 (Auenwälder) LRT 91F0 (Hartholzauenwälder) 2071-2100 Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Arten Beispiel Rotbauchunke (Aland-Elbe-Niederung) Grad der Klimasensibilität • Biotopbindung: • Migrationsfähigkeit: • Arealgröße: • Vorkommen in klimawandelsensiblen Zonen: • Vermehrungsrate: • Rote-Liste-Status: • Amplitude und Präferenz gegenüber Temperatur: kalt kühl mäßig warm Richtung der Klimasensibilität • Trockenperioden Verlust / temporäre Einschränkung des Lebensraums • erhöhte UV-Exposition Anfälligkeit für Pilzerkrankungen (STUART et al. 2004) • spätlaichende Art besonders durch vorzeitige Austrocknung der Laichgewässer gefährdet stark negativ (ooo) warm • Amplitude und Präferenz gegenüber Feuchte: nass feucht hoch Magdeburg 30.11.2012 wechselfeucht/ frisch mäßig trocken extrem warm trocken daraus leitet sich Einstufung als „High-RiskSpecies“ ab Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Arten Gefährdungsrisiko • 13 „High-Risk-Species“ (u.a. Graugans, Grüne Mosaikjungfer) • 30 „Medium-Risk-Species“ (u.a. Bruchwasserläufer, Steinbeißer, Kreuzkröte, Fischotter) • 24 „Low-Risk-Species“ (u.a. Beutelmeise, Zwergfledermaus) • 10 „Benefited Species“ (u.a. Zauneidechse, Heldbock) • 20 Arten nicht beurteilbar Datenlage defizitär /widersprüchlich Amphibien/ Reptilien Säugetiere Säugetiere Vögel Amphibien/ Reptilien Amphibien/ Reptilien Säugetiere Fische Vögel Vögel Vögel Libellen High-Risk (n = 13) Magdeburg 30.11.2012 Säugetiere Medium-Risk (n = 30) Low-Risk (n = 24) Käfer Benefited Species (n = 10) Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Exkurs: Bioklimatische Modellierung Für die Prognose zum zukünftigen Vorkommen der europäisch geschützten Arten wurde eine bioklimatische Modellierung durchgeführt. Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Exkurs: Bioklimatische Modellierung Beurteilung der bioklimatischen Reaktion: Modell von HUNTLEY et al. (2007) in modifizierter Form drei europaweit erfassbare klimatologische Merkmale: Bestimmung der Wertespannen in den derzeitigen Verbreitungsgebieten (klimatischer Rahmen): • Recherche der Außengrenzen der Art-Verbreitungsareale aus unterschiedlichen Quellen • Verschneidung der Grenzen mit den von HUNTLEY et al. (2007) aufgeführten Werteoberflächen (europaweite Verteilung der Isolinien für den jeweiligen Klimaparameter bezogen auf den Zeitraum 1961-1990). Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Exkurs: Bioklimatische Modellierung Ermittlung des Zeitpunktes für ein lokales Aussterben der Arten bis zum Ende des 21. Jahrhunderts Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Arten Beispiel Rotbauchunke (Aland-Elbe-Niederung) gebietsspezifischer Klimaparameterwert in einem bestimmten Zeitraum klimatischer Rahmen der Art Klimaparameterwert, der sich außerhalb des klimatischen Rahmens befindet Rotbauchunke wird laut Modellierung im Zeitraum 2011-2040 in der Aland-Elbe-Niederung aussterben Projizierter Wert der mittleren Temperatur des kältesten Monats fällt aus klimatischen Rahmen heraus mangelnde „Kälteverfügbarkeit“: Magdeburg 30.11.2012 winterlicher Pilzbefall winterliches Hochfahren physiologischer Prozesse Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Arten Beispiel Eremit (Mahlpfuhler Fenn) gebietsspezifischer Klimaparameterwert in einem bestimmten Zeitraum klimatischer Rahmen der Art Klimaparameterwert, der sich außerhalb des klimatischen Rahmens befindet Eremit (wärmeliebende Art!) wird laut Modellierung langfristig (zum Zeitraum 2071-2100) im Mahlpfuhler Fenn aussterben Mittlere Temperatur des kältesten Monats liegt knapp außerhalb der winterlichen Reaktionsamplitude mangelnde „Kälteverfügbarkeit“: Magdeburg 30.11.2012 winterlicher Pilzbefall Wirkungen im Nahrungsnetz (z. B. Specht) Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Ergebnisse Arten Prognose zum zukünftigen Aussterben (Vorkommen) der Arten in den FFH-Gebieten Lokales Aussterben zum Zeitraum … Mahlpfuhler Fenn Aland-Elbe-Niederung Kranich Moorfrosch Mückenfledermaus Knoblauchkröte Kranich Moorfrosch Rotbauchunke 2011-2040 Kranich Moorfrosch 2041-2070 Biber Große Bartfledermaus Nymphenfledermaus Schlagschwirl Seeadler Flussneunauge Grüne Mosaikjungfer Rapfen Schlammpeitzger Seeadler Teichfledermaus Seeadler 2071-2100 Magdeburg 30.11.2012 Eremit Heldbock Hirschkäfer Kleiner Wasserfrosch Waldwasserläufer Zauneidechse Zauneidechse Rapfen Atlantischer Lachs Biber Bitterling Laubfrosch Rothalstaucher Steinbeißer Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Biber Maßnahmenstrategien zur Minimierung der Klimafolgen Verletzlichkeit gegenüber dem Klimawandel beeinflusst durch • Wirkungen von Klimaveränderungen • Adaptive Kapazität von Arten und LRT (Anpassungsfähigkeit) (BERTZKY et al. 2011) Maßnahmengruppen: • Verringerung der Exposition (z.B. Senkung der Treibhausgase) • Verringerung der Sensitivität (kaum steuerbar, z.B. Mikroevolution) • Erhöhung der adaptiven Kapazität (z.B. Errichtung von Biotopverbünden) regionale Ebene Sensitivität globale Ebene Exposition Faktor Klimawandel Senkung der Treibhausgasemissionen Faktor Ökosystem Schutz und Wiederherstellung der Ökosystemstruktur (Durchgängigkeit, Trittsteine, …) Ziel: Reduktion aller anthropogen verursachten negativen Veränderungen Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Maßnahmenkonzeption: Beispiele Aland-Elbe-Niederung Schaffung der ökologischen Durchgängigkeit • Ermöglichung einer genetischen Kommunikation zwischen isolierten Populationen • Ermöglichung einer ungehinderten stromauf- und stromabwärtsgerichteten Migration Ausweichen vor ungeeigneten thermischen und hydrologischen Habitatzuständen Zu prüfende Maßnahmen: u.a. • Einbau eines Interstitials in Bereichen, wo Betonschwellen die Migration des Makrozoobenthos blockieren • Erstellung eines Nutzungskonzeptes für den Sommerstau in Einvernehmen mit Landwirtschaft • Rückbau alter Sielanlagen große Wehranlage im Aland Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Maßnahmenkonzeption: Beispiele Aland-Elbe-Niederung Reaktivierung von Klein- und Altwasserstrukturen (v.a. innendeichs) • Kleingewässer, Altarme aller Verlandungs- und Ausbaustufen sowie Qualmwasser = wichtige Lebens- und Entwicklungsräume für zahlreiche Arten • (Wasser-)Vögel • Insekten, wie EPT und Libellen • Fische • amphibische und Wasserpflanzen • Amphibien • Verbindung zwischen Altwässern und Fließgewässer Laichplatz für Fische und Amphibien Maßnahmenkonzept: • Aufgabe der „Hohen Garbe“ und Wiederanschluss der Altaue an die aktive Überflutungsaue Beispiel für einen innendeichs liegenden, verlandenden Altarm am Aland Magdeburg 30.11.2012 Krebsscherengewässer als wichtiger Lebensraum der Grünen Mosaikjungfer Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Maßnahmenkonzeption: Beispiele Mahlpfuhler Fenn Verbesserung der hydrologischen Verhältnisse • Gebietswasserhaushalt durch melioratives System anthropogen überformt • Ansiedlung von Gehölzen • gezielte Aufforstung schnellwachsender Nutzhölzer • Folgen: • Erhöhung der Evapotranspiration • Einschränkung der Grundwasserneubildung (insbesondere wintergrüne Nadelbäume) Maßnahmen zur Wasserrückhaltung: • Zurückdrängung der Bäume über natürlichen Absterbeprozess • Beförderung der Torfbildung • Verbesserte Lebensbedingungen für moortypische Arten Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Maßnahmenkonzeption: Beispiele Mahlpfuhler Fenn Förderung spezifischer Moorhabitate für stenotope Arten • Lebensraum für zahlreiche stenotope Arten • v.a. xylobionte Coleopterenarten, tyrphophile Odonaten oder auf Höhlen angewiesene Vogel- bzw. Fledermausarten Gezielte Artenschutzmaßnahmen: • Erhalt des stehenden oder liegenden Totholzes • Schutz von partiell vermulmten Altbäumen • Anpflanzung von arten- und altersstrukturierten Mischwaldbeständen • zeitliche, räumliche Eingrenzung forstlicher Aktivitäten • Erhalt eines ständig wasserführenden Bulten- und Schlenkensystems • Etablierung eines funktionsfähigen Laggs • Errichtung von Nisthilfen • Schutz von Sommer- und Winterquartieren für Fledermäuse Magdeburg 30.11.2012 Studie zu den Folgen des Klimawandels in Sachsen-Anhalt – Schwerpunkt Naturschutz Workshop im Rahmen der Klimakonferenz Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Literatur / Quellen BERTZKY, M.; DICKSON, B.; GALT, R.; GLEN, E.; HARLEY, M.; HODGSON, N.; KEDER, G.; LYSENKO, I.; POOLEY, M.; RAVILIOUS, C.; SAJWAJ, T.; SCHIOPU, R.; DE SOYE, Y.; TUCKER, G. (2011): Impacts of climate change and selected renewable energy infrastructures on EU biodiversity and the Natura 2000 network: Summary Report. European Commission & International Union for Conservation of Nature, Brüssel BFN (Hrsg., 2009): Klimadaten und Szenarien für Schutzgebiete im Rahmen des BfN-Projektes „Schutzgebiete Deutschlands im Klimawandel Risiken und Handlungsoptionen“ Klimawandel in Schutzgebieten. – BfN – Bundesamt für Naturschutz – in Zusammenarbeit mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, UFZ Umweltforschungszentrum Halle, Johannes Gutenberg Universität Mainz, Fachhochschule Eberswalde, http://www.pik-potsdam.de/~wrobel/sg-klima-3/nav_sg_a.html HUNTLEY, B.; GREEN, R.E.; COLLINGHAM, Y.C.; W ILLIS, S. (2007): A Climatic Atlas of European Breeding Birds. 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Bericht, Los 1.1 und 1.2, Climate and Environment Consulting Potsdam GmbH im Auftrag des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, Halle (Saale) KROPP, J.; RITHMEIER, O.; HATTERMANN, F.; RACHIMOW , C.; LÜTTGER, A.; W ECHSUNG, F.; LASCH, P.; CHRISTIANSEN, E.S.; REYER, C.; SUCKOW , F.; GUTSCH, M.; HOLSTEN, A.; KARTSCHALL, T.; W ODINSKI, M.; HAUF, Y.; CONRADT, T.; ÖSTERLE, H.; W ALTHER, C.; LISSNER, T.; LUX, N.; TEKKEN, V.; RITCHIE, S.; KOSSAK, J.; KLAUS, M.; COSTA, L.; VETTER, T.; KLOSE, M. (2009): Klimawandel in Sachsen-Anhalt – Verletzlichkeiten gegenüber den Folgen des Klimawandels. Abschlussbericht des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), 312 S. LANGEMACH, T. (2006). Daten zum integrierten Klimaschutzmanagement im Land Brandenburg. Landesumweltamt Brandenburg (LUA), Fachbeiträge des Landesumweltamtes, 104: 86-91 RABITSCH, W., W INTER, M., KÜHN, E., KÜHN, I., GÖTZL, M., ESSL, F.; GRUTTKE, H. (2011): Auswirkungen des rezenten Klimawandels auf die Fauna in Deutschland. 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