Der Klimawandel und unsere Vogelwelt

Der Klimawandel und unsere Vogelwelt
Konsequenzen der Klimaerwärmung und ihre Auswirkungen auf den Vogelschutz
Zusammenfassungen der Vorträge
BirdLife Österreich - Herbsttagung 2014
24. - 25. Oktober 2014, Haus der Natur Salzburg, Museumsplatz 5
Klimawandel in Europa und seine Folgen
Ivonne Anders
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Abteilung Klimaforschung, Wien, Österreich
Die Wahrnehmung einer stattfindenden Klimaänderung ist in der Öffentlichkeit in den letzten Jahren stark gestiegen. Maßnahmen
werden entwickelt, um sich an die mit dem Klimawandel einhergehenden Änderungen, die z.T. Mensch und Natur gefährden,
anzupassen. Doch schnell werden einzelne extreme Wetterereignisse dem Klimawandel zugeschrieben. Der Vortrag betrachtet die
Grundlagen von Klima und Klimaänderung. Es wird ein Überblick über die das Klimasystem beinflussenden natürlichen und
anthropogenen Klimafaktoren gegeben. Doch welche Folgen haben die Änderungen der Einflussgrößen auf das Klima der Erde und
konkreter in Europa? Im Vergleich zum Mittelwert des gesamten Globus findet in Europa eine schnellere Erwärmung statt. Die Alpen
bilden in Bezug auf Niederschlag eine Klimawandelscheide, mit einer Zunahme im Norden und eine Abnahme im Süden Europas,
dem Mittelmeerraum. Die Folgen dieser Änderungen sind teilweise dramatisch. Gebirgsgletscher werden kleiner, verschwinden
ganz. Dürreperioden nehmen gebietsweise zu. Heftige Niederschläge zerstören Infrastruktur und fügen der Natur Schäden zu. Die
Natur reagiert mit einer Verschiebung von Lebensräumen.
The climate change challenge: can bird species adapt sufficiently to prevent population declines?
Christiaan Both
University of Groningen, Netherlands
The world around us is changing at an unprecedented rate through human action, and species unable to adjust sufficiently to this
rate of change will decline and finally become extinct. One of these rapid changes is climate change. Ornithologists have been
particularly good to report effects of climate change on birds, because they often study the same species for long periods of time.
One of the general patterns from these long-term efforts is that many species shift their phenology (such as breeding or migration
timing) to earlier periods in the year. The question is whether these shifts are sufficient to meet the changing circumstances. For this
we need in depth studies of the ecology of the species concerned. Our long-term research on hole-breeding passerines in forests
shows that the caterpillars needed for feeding their offspring have advanced even stronger than the birds, suggesting that the
adjustment to climate change so far has been insufficient. Indeed, I show that local populations of pied flycatchers breeding in areas
with an early food peak have declined strongly, because they lacked the ability to remain in synchrony with the advancing food peak
for their chicks in warmer years. An important reason why flycatchers lack the ability to respond better to increasing spring
temperatures is their long-distance migratory behaviour. They winter about 5000 km from their breeding grounds, and travel in just
two weeks in spring to their breeding grounds in Europe. This life-style does not allow them to respond flexibly to increasing spring
temperatures, just because they lack the predictive cues to adjust migration and arrival time to the ever advancing phenology of
their breeding sites. I also show that within Europe it is a more general phenomenon that especially the long-distance migrants
breeding in the most seasonal habitats are declining in numbers. Resident and short-distance migrant species on the other hand
seem to profit from climate change as winter conditions have become milder. Are long-distance migrants then deemed for
extinction because they lack sufficient flexibility to respond? Recent research shows that evolutionary changes within flycatcher
populations seem to occur, advancing their arrival and breeding phenology. Even in recent colder springs, flycatchers arrive and
breed about a week earlier than 30 years ago. Although this ongoing evolutionary adapation is good news, the question remains
whether this is sufficient change to prevent further declines. The observed change is still insufficient to get in synchrony with the
caterpillars. We also do not know whether this evolutionary change can continue and whether all species are able to adjust with
such a change. Finally I want to discuss the potential larger ecosystem consequences of different speeds of adaptation to climate
change between interacting species. In general we know extremely little about these ecological consequences in complex
ecosystems, but as these can be severe, climate change may not just affect the life of birds, but also of our own species.
Klimawandel und Vögel – ein Überblick
Wolfgang Fiedler
Max Planck Institut für Ornithologie, Radolfzell, Deutschland
Die Beschreibung von Reaktionen aus der Vogelwelt auf den Klimawandel gehören zu den frühesten Hinweisen auf Effekte des
Klimawandels auf unsere belebte Umwelt überhaupt. Allerdings ist es nicht immer möglich, Effekte des Klimawandels zuverlässig
von anderen Effekten zu trennen, die durch Landnutzungsänderungen oder andere, oft anthropogene Aktivitäten bedingt wind.
Die beobachtbaren Reaktionen von Vögeln auf den derzeitigen Klimawandel lassen sich einteilen in
1. Änderungen in Zugzeiten – im globalen Trend eine Verfrühung der Ankunft im Brutgebiet im Frühjahr und eine Vor- oder
Zurückverschiebung der Wegzugzeit im Herbst ;
2. Änderungen in den Zugwegen – viele Arten überwintern näher an den Brutgebieten bzw. in höheren Breitengraden; Zugleich wird
eine Abnahme weit ziehender Arten beobachtet und weiterhin vorhergesagt.
3. Änderungen im Brutareal – in Europa und Nordamerika ist bereits jetzt eine Nord- / Nordostverschiebung der
Verbeitungsschwerpunkte zahlreicher Arten zu beobachten, deren Fortschreiten von zahlreichen Modellen auch für kommende
Jahrzehnte vorausgesagt wird.
Hieraus ergeben sich einerseits spannende evolutionsbiologische Aspekte, die die Art und Weise betreffen, in der Vögel auf massive
Umweltveränderungen reagieren können (oder eben nicht), andererseits ergeben sich aus der Erkenntnis der starken Dynamik in
Zug- und Brutverhalten sowie den Verbreitungsarealen Notwendigkeiten zum Überdenken und Anpassen klassischer Ansätze des
Artenschutzes.
Stopover biology: Physiological factors that control bird migration
Leonida Fusani
Konrad Lorenz Institute for Ethology, Veterinary University of Vienna, & Dept. of Cognitive Biology, University of Vienna, Austria
The knowledge of the physiological mechanisms that regulate migration is crucial for understanding how birds choose and modify
their migratory routes. In spring, songbirds migrating from African wintering grounds need to maximize the speed of migration to
reach their breeding grounds in Europe, as early arrivals are linked to increased reproductive success. In order to achieve faster
migration, the routes include prolonged flights across major ecological barriers such as the Sahara desert and the Mediterranean
sea. Optimal refuelling management is therefore a crucial determinant of global migration duration. Here we present the results of
a series of studies on the stopover physiology of Passerines at a stopover site which is reached after the Mediterranean crossing, the
Island of Ponza. Work on both long-distance and short-distance migrants showed that stopover duration is strongly correlated with
the physiological condition, in particular with fat reserves. Recent work suggested that the hormone melatonin regulates stopover
duration, probably by modulating the metabolic rate as indicated by a reduced body temperature in some birds.
Prognosen zur Veränderung der Vogelverbreitung innerhalb und außerhalb von Schutzgebieten
Thomas K. Gottschalk
Hochschule für Forstwirtschaft, Rottenburg, Deutschland
Schutzgebiete können eine große Anzahl an gefährdeten und schützenswerten Vogelarten beherbergen. Klimaveränderungen
machen an Schutzgebietsgrenzen keinen Halt und führen zukünftig wahrscheinlich zu starken Veränderungen der Vogelwelt.
Anpassungsmaßnahmen im Management der Schutzgebiete können diese Veränderungen möglicherweise abwenden oder mildern.
An 43 ausgewählten Vogelarten wurden die Auswirkungen des Klimawandels innerhalb und außerhalb von Schutzgebieten und
möglicher Managementmaßnahmen (Zunahme des Grünlandes und Zunahme des Laubwaldes) auf Verbreitung und Abundanz mit
Hilfe von hochauflösenden Modellen für Deutschland prognostiziert. Die Modelle basieren auf räumlich expliziten Daten der
Landnutzung, des Klimas und der topografischen Verhältnisse Deutschlands. Zur Prognose von zukünftigen Veränderungen der
Brutvögel wurden die Klimaszenarien A1b und A2 des IPCC verwendet. Der Klimawandel wirkt sich auf die Vogelarten sehr
unterschiedlich aus. Für 26 Arten werden signifikante Änderungen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Schutzgebiete mit Zubzw. Abnahmen von mehr als 10% ihrer Population vorhergesagt. Managementmaßnahmen im Offenland führen zwar zu einer
Erhöhung des Brutbestandes, können aber klimabedingte Veränderungen der Brutpopulation nicht mildern. Im Wald kann eine
Umwandlung von Nadelwald in Laubwald bis in eine Höhenlage von 500 m ü. NN zu einer Verringerung der Auswirkungen des
Klimawandels auf Vögel beitragen. Die Ergebnisse der Modellprognosen werden bezüglich eines möglichen veränderten
Naturschutzansatzes im Hinblick auf ein klimaadaptives Schutzgebietsmanagement diskutiert.
Timing is all ? - Der Einfluss der Temperatur auf die Nahrungsverfügbarkeit und Morphologie von
Kohlmeisen
Sabine Marlene Hille
Universität für Bodenkultur Wien, Department für Integrative Biologie und Biodiversitätsforschung, Wien, Österreich
Temperaturveränderungen in Form von Temperaturanstieg und stärkeren Schwankungen stellen einen Aspekt des Klimawandels
dar. Vögel können darauf sehr vielschichtig reagieren, zB mit Populations- und Arealveränderungen, variablen Verhaltensweisen so
auch physiologischen Veränderungen und Morphologie. In der Suche nach Erklärungen und Mechanismen kratzen wir aber noch an
der Oberfläche. Wir untersuchten die Kohlmeise in niederländischen Langzeitstudien und entlang von Höhengradienten in
Österreich und fragen uns: Sind Anpassungen Resultat von Mikroevolutionsschritten oder phänotypischer Plastizität? Wie variabel
ist das Timing der Reproduktionsphase in verschiedenen Lebensräumen und Temperaturmileus?
In den Niederladen konnte die Gruppe um Marcel Visser in Meisenpopulationen in Eichenwäldern nachweisen, dass die
Hauptnahrung der Meisen (Frostspanner Raupen) nur kurzzeitig zur Verfügung stehen (Peak). Mit einem Anstieg der
Jahresdurchschnittstemperatur in den letzten 30 Jahren um 2 Grad Celsius verfrühte sich der Raupenpeak über die Jahre. Auch das
Legedatum der Meisen verfrühte sich, aber längst nicht so stark und folglich schlüpfen die Meisenküken nach dem Zeitpunkt des
Raupenpeaks.
In unserer Studie fanden wir, dass in allen drei Populationen die Körpergröße signifikant abnahm, ebenso die Tarsuslänge in
zwei Populationen, in einer Population nahm sie aber zu. Wir verwendeten die Stammbäume und ein Tiermodell und zeigten, dass
das „Kleiner werden“ der Meisen nicht auf Mikroevolution zurückzuführen ist vielmehr auf phänotypische Plastizität. Diese
Anpassung korrelierte mit den zum Schlupfzeitpunkt vorkommenden Raupenvorkommen und deutet auf erforderliche
Energieeinsparungen bei Nahrungsmangel hin.
In unserer Langzeitstudie in einem Buchenmischwald in Österreich zeigten wir, dass mit Zunahme der Höhenlage und
Zunahme extremer Temperaturschwankungen sich Blattaustrieb, Legebeginn und Schlupf der Kohlmeisen verzögerten. Wider
Erwarten sind Raupen als Nahrung für Kohlmeisen-Küken während der ganzen Brutsaison verfügbar, denn es gibt keinen einzelnen
Raupen-Peak. Daher bedarf es keiner genauen Synchronisierung zwischen dem Brutbeginn der Kohlmeise und einem Raupen-Peak,
wie es in Eichenwäldern der Fall wäre. Die verfügbare Raupenbiomasse nahm aber mit steigender Seehöhe ab. Dennoch, weder die
Bebrütungs- und Aufzuchtsphase, noch das Gewicht der Küken am Tag 15 nach Schlupf variierten in den drei Höhenstufen. Aber die
Populationsdichte nahm mit der Höhenlage ab.
Can climate changes affect diseases in wild birds?
Zdenĕk Hubálek
Institute of Vertebrate Biology v.v.i., Academy of Sciences, Brno, Czech Republic
Climate warming could cause growing populations of arthropod vectors of diseases such as ticks (increased incidence of louping ill
virus in red grouse) or mosquitoes (avian malaria in indigenous bird species in upland areas of Pacific tropical islands).Climate change
can result in shifts in migratory pattern of birds. For instance, avian influenza H5N1 in 2005/06 was strongly affected by a severe
frost wave in January-February 2006 in northern Eurasia, causing large-scale movements of wild waterfowl to unfrozen water
reservoirs in Turkey and southern Europe and resulting in mass bird mortality due to avian influenza.Increased water temperature
during summer months can cause outbreaks of avian botulism (Clostridium botulinum type C and E toxins) associated with a higher
amount of intoxicated maggots.
Methodically, we can analyze effect of weather on an avian disease much better than the effect of climate: long-term data
are necessary in the latter (at least several tens of years). For evaluation of climate change effect on a disease, the same long period
of the disease incidence must be analyzed. But we do not have sufficient quantitative data about incidence of any wild bird disease.
In conclusion: can climate changes affect diseases in wild birds? Yes, they can, but we do not have enough hard data at present –
only for some more or less short-term weather events and handful of avian diseases.
Klimawandel in Afrika: Die Bedeutung der Sahelzone für den Schutz wandernder Vogelarten
Volker Salewski
Michael-Otto-Institut im NABU, Bergenhusen, Deutschland
Die trockenen Busch-/Baumsavannen unmittelbar südlich der Sahara und vor allem die Sahelzone beherbergen im nordischen
Winter die höchsten Dichten europäischer Zugvögel und im Frühjahr sind sie zusätzlich ein wichtiges Rastgebiet sich weiter südlich
aufhaltender Arten vor dem Flug über die Sahara. Die in der Sahelzone angetroffenen Bedingungen sind daher eng mit der
Rückkehrrate in die Brutgebiete und durch „carry-over“ Effekte mit dem späteren Reproduktionserfolg verbunden. Als
problematisch für eine Reihe von Zugvogelarten haben sich unter anderem Jahre mit geringen Niederschlägen erwiesen, die zu
erhöhter Wintersterblichkeit, geringerem Bruterfolg und sinkenden Brutpopulationen führen.
Durch Menschen verursachte Probleme für Zugvögel in der Sahelzone ergeben sich zum einen aus der
Lebensraumzerstörung infolge starker Landnutzung (Brennholz, Landwirtschaft, „hydrologische“ Trockenheit durch Dämme). Die
nicht in Afrika gemachte Erderwärmung könnte sich aber ebenfalls negativ auswirken. Die gängigen Klimamodelle sagen gerade für
die Sahelzone weiter stark ansteigende Temperaturen und abnehmende Niederschläge voraus. Die daraus vorhegesagten Dürren
lassen für die Zukunft große Probleme sowohl für europäische Zugvögel in Afrika als auch für innerafrikanisch ziehende Arten
erahnen. Es gibt bereits Hinweise auf Anpassungen von Zugvögeln an die sich wandelnde Umwelt. Die Frage ist jedoch, ob diese mit
der Geschwindigkeit des Klimawandels mithalten können.
Modellierte und beobachtete Auswirkungen des Klimawandels auf die Schweizer Vogelwelt
Thomas Sattler
Schweizerische Vogelwarte Sempach, Schweiz
Forschungsarbeiten über die Auswirkungen des Klimawandels auf Vögel sagen, abhängig von der Art, sowohl positive wie auch
negative Veränderungen auf deren Verbreitung und Bestände voraus. Unter Einbezug von Klima- und Habitatvariablen sowie
wirtschaftlichen Szenarien hat die Schweizerische Vogelwarte Modelle für die zukünftige Verbreitung der Schweizer Brutvögel
berechnet. Darauf basiert der Swiss Bird Index Climate Change, der jährlich aktualisiert wird und es erlaubt, die Auswirkungen des
Klimawandels abzuschätzen. Während bei Arten, die als Profiteure des Klimawandels gelten, bereits heute eine positive Entwicklung
eindeutig zu beobachten ist, sind erst Anzeichen für negative Reaktionen empfindlicher Arten sichtbar. Grund für diese zeitliche
Verschiebung (time lag) ist die sich langsam verändernde Vegetation, welche negative Habitatveränderungen hinauszögert.
Wie Österreich trägt auch die Schweiz eine große internationale Verantwortung für die Bergvögel. Vogelarten der
Bergwälder und alpinen Zone sind an kühlere klimatische Bedingungen angepasst und dürften deshalb besonders empfindlich auf
Klimaveränderung reagieren. Sie sind deshalb auf der Liste der potentiell negativ beeinflussten Arten proportional übervertreten (15
von 20 Arten) und im Sinne des Vorsorgeprinzips muss ihnen besondere Aufmerksamkeit zukommen. Spezifische ökologische
Untersuchungen am Alpenschneehuhn zeigen, dass das Klima den Lebenszyklus von Bergvögeln auf verschiedenste Weise
beeinflusst. Zudem sind Auswirkungen nicht zuletzt wegen der variablen Topografie populationsspezifisch unterschiedlich, denn
nicht bei allen Populationen des Alpenschneehuhns sind Bestandsrückgänge festzustellen.
Langfristige und von Freiwilligen mitgetragene Monitoringprogramme liefern unerlässliche Grundlagen, um die Entwicklung
der Vogelwelt zu überwachen und Voraussagen zu machen. Die darauf basierende ökologische Forschung führt zu einem besseren
Verständnis für die Art und schließlich zu wirksamen Schutzmaßnahmen.
Klimawandel? Methodische Aspekte
Hans Winkler
Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung, Veterinärmed.Universität Wien, Österreich
Analysen der Effekte klimatischer Variabler auf die Vogelwelt sind wie alle korrelativen Untersuchungen mit methodischen
Problemen konfrontiert. Nach einer Einführung in die Problematik stelle ich konkrete Beispiele zur Erstankunft von Brutvögeln vor.
Dann gehe ich auf die Problematik von klimabedingten Bestandsabnahme und Arealverschiebungen ein. Hier gibt es wegen der
komplexen Interaktionen der oft unbekannten Faktoren viele methodische Fallstricke.