Der Einfluss der Klimaänderung auf die zukünftige Verbreitung von
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M. Gutsch, A. Henschel, F. Suckow Der Einfluss der Klimaänderung auf die zukünftige Verbreitung von Traubeneiche und Gemeiner Kiefer OakChain-Abschlusstagung 11. November 2009 Eberswalde Fragestellung ● Wie ist das aktuelle Verbreitungsgebiet der beiden Baumarten Kiefer (Pi (Pinus sylvestris) und Traubeneiche (Quercus petraea) von projizierten l t i ) dT b i h (Q t ) ji i t Klimaänderungsszenarien betroffen? ● Welche Schlussfolgerungen lassen sich für die Eichen‐Kiefern‐ Mischbestände im nordostdeutschen Tiefland in Bezug auf die Änderungen des Klimas ziehen? Änderungen des Klimas ziehen? M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 2 Überblick Datengrundlage Idee Umsetzung Klimadaten Verschneidung beider Verschneidung beider Informationen “Klimahüllenmodell” Verbreitungskarten Bedeutung Interpretation der Ergebnisse M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 3 Baumartenareale • EUFORGEN Verbreitungskarten Æ Zusammengestellt aus berichteten Vorkommen und potentieller Verbreitung Globale Klimadaten • globaler Klimadatensatz PIK (basierend auf CRU) • monatlich Temperatur und Niederschlag auf 0.5° li h d i d hl f ° x 0.5°° Gitter i • Zeitraum 1961‐1990 Durchschnittliche Jahrestemperatur M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 5 Vergleich mit Messdaten Brandenburg • Vergleich der Monatsmittelwerte des globalen PIK‐Datensatzes mit Stationsdaten für Brandenburg Stationsdaten für Brandenburg • globaler Datensatz überschätzt Temperatur und unterschätzt Niederschläge mittlere absolute Abweichung des globalen Datensatzes von den Stationswerten mittlere absolute Abweichung des globalen Datensatzes von den Stationswerten M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 6 Klimafaktoren im Modell Klimahüllenmodell (MAXENT): • verwendet acht Klimavariablen • Jahrestemperatur, Temperatur Mai‐September [°C] • Jahresniederschlag, Niederschlag Mai‐September [mm] p [ ] • Monatstemperatur Januar und Juli [°C] • Differenz Juli‐Januartemperatur (Kontinentalität) [K] [ ] • klimatische Wasserbilanz im Jahr [mm] Modell berechnet: Gesamtwahrscheinlichkeit für das Vorkommen einer Baumart auf Basis der Einzelwahrscheinlichkeiten eines jeden Klimafaktors 0 ≤ P ≤ 100% M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 7 Verschneidung Kiefer • Klimahülle trifft sehr gut das Verbreitungsgebiet Vorkommen Kiefer für Klimafaktoren im Zeitraum 1961‐90 M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 8 Verschneidung Traubeneiche • berechnete Klimahülle größer als Verbreitungsgebiet Vorkommen Traubeneiche für Klimafaktoren im Zeitraum 1961‐90 Einfluss Klimavariablen • Einfluss der verwendeten Kliamvariablen auf das modellierte Areal Baumart Variable Kiefer Temperatur in Vegetationszeit 40.7 Niederschlag in Vegetationszeit Niederschlag in Vegetationszeit 20 3 20.3 Temperatur Juli 19.6 Temperatur Januar 31.3 Kontinentalität 27.0 Niederschlag im Jahr Niederschlag im Jahr 15 3 15.3 Eiche M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel Erklärungsanteil [%] A2 Szenario Anstieg bis 2100: Konzentration: • CO2‐Konzentration: auf 850 ppm p • gglobale Mitteltemperatur: um 3.4 (2.0‐5.4) °C IPCC (2007) M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 11 Verschiebung der Klimahüllen bis 2100 jetzige Verbreitung Kiefer fragmentierte Vorkommen modellierte Verbreitung 2071-2100 Klimahüllenmodell MAXENT (Phillips et al., 2006) MPI ECHAM 5 SRES A2 M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel jetzige Verbreitung Eiche fragmentierte Vorkommen modellierte Verbreitung 2071-2100 12 Henschel (2008) Regionale Klimaszenarien STAR Vergleich globales Klimaszenario (A2) mit regionalen Klimaszenarien ( ) STAR 2.0 • statistisches Modell Æ statistisches Modell Æ errechnet zukünftige Wetterzeitreihen auf errechnet zukünftige Wetterzeitreihen auf Basis beobachteter Wetterdaten • Wetterzeitreihen werden generiert für verschiedene g Temperaturanstiege 0.5 K – 3 K • beobachtete Klimavariablen werden so arrangiert, dass vorgegebener Temperaturtrend erreicht wird b T d i h id • für jeden Temperaturtrend existieren 100 Realisierungen Æ deckt die Bandbreite der Unsicherheit der anderen Klimavariablen ab (z B die Bandbreite der Unsicherheit der anderen Klimavariablen ab (z.B. Niederschlag, Strahlung, ...) M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 13 Vergleich Klimaszenarien • Vergleich anhand von vier Klimavariablen: TVeg, NVeg, TJan, KIndex • bei Temperaturanstieg von 2.5 – 3 K bis 2060: TVeg auf dem Niveau von GCM ((- - -)) • NVeg auf gleichem Level wie GCM (- - -) M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 14 Vergleich Klimaszenarien • Januartemperatur ab 2K Temperaturanstieg auf gleichem Level wie GCM • Kontinentalitätsindex ab 1K auf gleichem Level wie GCM Æ Klimafaktoren des A2 Szenario sind ähnlich denen der regionalen Klimaszenarien M. Gutsch: Verbreitungsgebiet & Klimawandel 15 Zusammenfassung Fazit 1 Die klimatischen Änderungen (A2) im Verbreitungsgebiet der Kiefer sind stärker als für die Traubeneiche. In großen Teilen West‐ äk l fü di T b i h I ß T il W und Mitteleuropas d Mi l nehmen die Klimafaktoren unter dem Szenario Werte an, wie sie momentan im Verbreitungsgebiet nicht vorkommen. gg Fazit 2 D Das globale Emissionsszenario A2 zeigt große Übereinstimmung mit l b l E i i i A2 i t ß Üb i ti it regionalen Klimaszenarien in seiner Charakterisierung durch die betrachteten acht Klimafaktoren. Fazit 3 Ergebnisse der Klimahüllenmodelle lassen sich kaum aus physiologischer Ergebnisse der Klimahüllenmodelle lassen sich kaum aus physiologischer Perspektive bewerten. Eichen‐Kiefern‐Mischbestände im subkontinental geprägten nordostdeutschen Tiefland minimieren das Risiko unter zukünftigen Klimabedingungen. 16 Dank & Schluß Ein Dank an die Kolleginnen und Kollegen für die sehr gute Zusammenarbeit!
