Durchführung einer Untersuchung zu den Folgen des Klimawandels

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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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Literatur / Quellen
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