g - TU Dresden

Klimawandel und Vegetation
Peter A. Schmidt, TU Dresden, FR Forstwissenschaften
1 Klimawandel
1.1 Allgemeine Tendenzen und Extremereignisse
1.2
1 2 Mögliche Entwicklungen in Sachsen
2 Auswirkungen auf Flora und Vegetation
2.1 Komplexität der Auswirkungen
2.2 Beobachtete und prognostizierte Auswirkungen
2.3
2 3 Besonders empfindliche Arten und Ökosysteme
3 Strategien und Maßnahmen des Naturschutzes
3.1 Akzeptanz (Ohnmacht?) oder Reaktion?
3.2 Anpassungs- und Vorsorgestrategien
3 3 Maßnahmeempfehlungen
3.3
1 Klimawandel
1.1 Allgemeine Tendenzen und
Extremereignisse
1.2 Mögliche Entwicklungen in Sachsen
unter Beachtung regionaler
Differenzierungen
Schleichender Wandel u. Zunahme Extremereignisse
Kontinuierliche Veränderungen von Umweltfaktoren u.
Ressourcenangeboten
Temperatur
+ Wasserhaushalt (Niederschlagsmenge u. -verteilung,
Wasserspeicherung im Boden, Abfluss, Verdunstung)
+ Strahlung
+ Boden
Klima wärmer u. trockener
- Höhere Maximaltemperaturen u. höhere Zahl von
heißen Tagen u. Hitzewellen
Æ Zunahme
Z nahme Hit
Hitzestress,
estress Wassermangel
Wassermangel, Fe
Feuer,
er St
Sturm
rm
Æ Abnahme Wasserverfügbarkeit
Æ Zunahme Insektengradationen
Schwächeparasiten
Insektengradationen+Schwächeparasiten
- Höhere Minimumtemperaturen, weniger kalte
Tage, weniger Frosttage u. Kältewellen
Æ Abnahme Frostschäden
Æ Verlängerung Vegetationsperiode
Æ Zunahme biotischer Schadfaktoren
- Eutrophierung
Æ erhöhte Versorgung mit N, Ernährungsimbalancen,
Bodenversauerung, Nitratausträge, Kationenverluste
Schleichender Wandel u. Zunahme Extremereignisse
Abrupte Veränderungen von Umweltfaktoren u.
Ressourcenangeboten
- Starkregen
Æ Zunahme Überflutungsereignisse u. Bodenerosion
- Dürre- u. Hitzeperioden (Sommertrocknis)
T
k
t
Æ Trockenstress
- Intensität von Stürmen
Æ Sturmschäden, Windwurf, Windbruch
- Zunahme Nassschnee
Æ Schneebruch bei Verschiebung Nassschneezone
- Früh- und Spätfröste
1 Klimawandel
1.1 Allgemeine Tendenzen und
Extremereignisse
1.2 Mögliche Entwicklungen in Sachsen
unter Beachtung regionaler
Differenzierungen
In den nächsten Jahrzehnten mit folgenden
Auswirkungen zu rechnen
(E k 2003
(Enke
2003, Kü
Küchler
hl 2004
2004; BföS Chemnitz/LfUG
Ch
it /LfUG 2005 für
fü 2041-2060)
2041 2060)
• deutliche Zunahme der Häufigkeit warmer Wetterlagen
u. ausgeprägter Trockenperioden
• starke Niederschlagsrückgänge (bis zu 30 %) im
Sommer,
bes N
bes.
N- u.
u O
O-Sachsen:
Sachsen: W
W-O-Gradient
O Gradient d.
d Niederschläge Æ
gravierende regionale Veränderungen klimat. Wasserbilanz
- Verstärkung der mit der Niederschlagsabschwächung
verbundenen Lee-Effekte nördlich des Erzgebirges
- moderate Zunahme der Winterniederschläge (bis zu
24 mm),
mm) bes
bes. im Stau u.
u außerh.
außerh der Lee
Lee-Effekte
Effekte der
Mittelgebirge, z.T. Abnahme (nördlich des Erzgebirges)
Prozentuale Veränderung der Jahresniederschlagssumme, bezogen auf den Ausgangszustand (Messreihe
1981-2000)
[LfUG 2005]
In den nächsten Jahrzehnten mit folgenden
Auswirkungen zu rechnen
(Enke 2003, Küchler 2004; BföS Chemnitz/LfUG 2005 für 2041-2060)
• deutliche Zunahme Lufttemperatur
im Mittel Jahresmitteltemp
Jahresmitteltemp. bis zu +2
+2,7
7 K/ 2,2
2 2°C
C,
aber jahreszeitlich differierend
- Frühjahr +0
+0,9
9K
- Herbst +1 K
- Sommer +2 K/ 2,5
2 5°C
C
- Winter +3 K/ 3,4°C)
In den nächsten Jahrzehnten mit folgenden
Auswirkungen zu rechnen
(Enke 2003, Küchler 2004; BföS Chemnitz/LfUG 2005 für 2041-2060)
• deutliche Zunahme der Häufigkeit
ä f
warmer Wetterlagen u.
ausgeprägter Trockenperioden
• starke Niederschlagsrückgänge (bis zu 30 %) im Sommer, bes. Nu. O-Sachsen: W-O-Gradient d. Niederschläge Æ gravierende regionale
Veränderungen
g klimat. Wasserbilanz(bis
(
-120 mm/a in östl. Oberlausitz))
- Verstärkung der mit der Niederschlagsabschwächung verbundenen
Lee-Effekte nördlich des Erzgebirges
- moderate Zunahme der Winterniederschläge (bis zu 24 mm),
mm) bes
bes. im
Stau der Mittelgebirge u. außerh. der Lee-Effekte der Mittelgebirge, z.T.
Abnahme (nördlich des Erzgebirges)
• deutliche Zunahme Lufttemperatur (im Mittel Jahresmitteltemp. bis
zu +2,7K/ 2,2°C), aber jahreszeitlich differierend (Frühjahr +0,9K,
H b t +1K,
Herbst
1K S
Sommer +2K/
2K/ 2,5°C,
2 5°C Winter
Wi t +3K/
3K/ 3,4°C)
3 4°C)
Veränderungen der relativen Luftfeuchte [%] vom simulierten Ausgangszustand zum simulierten
Endzustand
[LfUG 2005]
In den nächsten Jahrzehnten mit folgenden
Auswirkungen zu rechnen
(Enke 2003,Küchler 2004;BföS Chemnitz/LfUG 2005 für 2041-2060)
• markante
k t Verringerung
V i
A
Anzahl
hl Frosttage
F
tt
(-31/-38), nur noch höchste Lagen Erzgebirge
mit
it nennenswerten
t Frostperioden
F t i d
• deutliche Zunahme Anzahl Sommertage
(+16/+24); Temperaturmaxima bis zu 42°C
• deutliche Zunahme Sonnenscheindauer
• Vegetationsperiode im Mittel 36 Tage länger
Æ untere Lagen Erzgebirge mit Veget
Veget.periode
periode
von ca. 250 Tagen (jetzige Länge im Raum
Leipzig)
Anzahl der Tage mit Tmittel > 5 °C (Vegetationsperiode)
Veränderung Istzustand → Prognose
Istzustand
Prognose
Veränderungen (Min...Mittel...Max):
Jahr:
Winter:
Frühjahr:
Sommer:
+7...+20...+22 d
5d
±0...±0...
±0
±0 +5
Herbst:
+30...+36...+38 d
+9...+11...+12 d
+4...+6...+8
4... 6... 8 d
Prognose der Vegetationsperiode
[LfUG 2005]
KlimadiagrammZinnwald
4,5 °C 964 mm
110
Niederschlag
100
Temperatur
55
90
45
80
70
35
60
50
25
40
30
15
20
10
Mitttelwerte Temp
peratur in °C
Mitte
elwerte Niederrschlag in mm
m
120
5
0
-10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Monate
10
11
12
-5
Darstellung Klimadiagramm (1961-1990) für Zinnwald-Georgenfeld
[LfUG 2005]
Prognose KlimadiagrammZinnwald
120
6,7 °C 994 mm
Niederschlag
110
55,0
Temperatur
90
45,0
80
35,0
70
60
25,0
50
40
30
15,0
20
10
Mitttelwerte Temp
peratur in °C
Mitte
elwerte Niederrschlag in mm
m
100
5,0
0
-10
1
2
3
4
5
6
7
Monate
8
9
10
11
12
-5,0
Prognose-Klimadiagramm für Zinnwald-Georgenfeld, gemittelt 2041-2060 Niederschlagswerte von 2041-2050
[LfUG 2005]
Klimadiagramme nach Walter/Lieth
Zinnwald:
2 °C
- im Jahresmittel 2
2,2
C wärmer
- statt 4 dann nur noch 3 Monate mit
Monatsmittel
M
t itt l < 0°C,
0°C Winter
Wi t werden
d milder
ild
- Niederschlagsprognose für Zeitraum 20412050: Jahressumme gering (30 mm) zunehmend
Homoklimate:
Temperaturp
u. Feuchtebedingungen
g g um 2050
in Sachsen
= aktuelle Situation S- u. W-Frankreich od.
SO-Europa (Balkan-H.I.)
Extremereignisse:
• Zunahme
Z
h
der
d Häufigkeit
Hä fi k it llokaler
k l
Starkregenereignisse
Sommerhalbjahr zwar trockener, aber höhere
Zahl von Tagen mit extremen Niederschlägen
Entwicklung Niederschläge nicht
gleichförmig
- trockene Jahrzehnte wechseln mit relativ
feuchten Jahrzehnten ab
- signifikante regionale/ erhebliche lokale
g jjährlicher
Unterschiede in Änderung
Niederschlagssummen
Klimatische Wasserbilanz
Zunahme Erwärmung
Æ steigender atmosphärischer Verdunstungsanspruch,
aber im Sommer abnehmende Niederschläge
Æ Wasserknappheit (Boden, Gewässer) verschärft sich
Bodenwasserhaushalt
Variabilität nimmt von Jahr zu Jahr zu
Æ sprunghafte Änderungen erschweren Anpassung
Mittleres Abflussdargebot
regionalspezifisch Ab- oder Zunahmen (bis >10%)
Niedrigwasser
Veränd bes
Veränd.
bes. durchgreifend: im Sommerhalbjahr Ver
Verschärfung von Niedrigwasserperioden in Dauer u. Länge
Veränderungen der klimatischen Wasserbilanz [mm/a] vom simulierten
Ausgangszustand zum simulierten Endzustand
[LfUG 2005]
Schematisierte Darstellung unterschiedlicher Feuchtebereiche in der Landschaft
(oben: im Schnitt, unten: in der Draufsicht);
a) unter den gegenwärtigen Niederschlags- (und Temperatur)bedingungen,
b) bei Verringerung der pflanzenverfügbaren Bodenfeuchte in der Vegetationsperiode
Æ Rückgang an Feuchtstufen u. damit Biotopvielfalt
[J. Hoffmann in BfN 1995]
Auswirkungen von
- Immissionen: Säureeinträge, Stickstoffeinträge,
Ozonbelastung
Ozonbelastung…
- veränderten Landnutzungen
- Maßnahmen des Naturschutzes…
überlagern
Auswirkungen
g
g des Klimawandels
auf Arten und Ökosysteme
Æ erschweren Interpretation klimabedingter
Änderungen u. Ermittlung Ursache-WirkungsBeziehungen
2 Auswirkungen auf Flora und Vegetation
2.1 Komplexität der Auswirkungen
2.2 Beobachtete und prognostizierte
p g
Auswirkungen
2.3 Besonders empfindliche Arten und
Ökosysteme
Komplexität der Auswirkungen
Stark vereinfachtes Denkschema
dauerhafte Erhöhung der Durchschnittstemperatur
Æ Veränderungen
g im Arteninventar:
- auf kühlere Temperaturen angewiesene Arten
verschwinden
- wärmeliebende
dehnen
Areal
ä
li b d Arten
At d
h
A
l aus
Aber veränderte Situation wirkt auf komplexe
Wirkungsgefüge (Rückkopplungseffekte!) in
Ökosystemen
y
u. Landschaften
- Wuchsdynamikunterschiede u. Interaktionen
zwischen den Arten
- Stabilität/ Elastizität/ Resilienz der Ökosysteme
Æ beeinflussen verfügbares Potenzial, um auf
Änderungen zu reagieren
Bedingende und erhaltende Faktoren von Pflanzengesellschaften
[Dierschke 1994]
Schema der ökologischen Potenz und Existenz bezüglich eines Standortsgradienten
[Dierschke 1994]
Vereinfachte zweidimensionale Darstellung Fundamentalnische, Realnische und des
Existenzoptimums (von außen nach innen) einer Pflanzensippe in einem nn
dimensionalen Hyperraum (n=6). Jede Achse ergibt die ökologische Potenz
(Gesamtlänge) und Existenz (Nischenbreite) der betreffenden Pflanzensippe.
[Dierschke 1994]
Standortveränderungen
thermische – hygrische – edaphische Faktoren
individuell + komplex wirkende Faktoren
Genetisch bedingte Reaktionsnormen
- Lebensformen, Strategietypen
- ökologische Potenz der Arten
- Biomasseproduktion,
Bi
d ki
Vitalität
Vi li ä
- Konkurrenzverhalten
- Anfälligkeit von Symbiosen (z.B. Mykorrhiza)
- Toleranz
T l
gegenüber
üb Predation,
P d ti
Pilzbefall,
Pil b f ll
Parasiten
Æ Gewinner und Verlierer
individualistische Reaktionen der Arten:
- es kann nicht generell von einem Standort auf alle
dort vorkommenden Arten geschlossen werden
- jede Art reagiert spezifisch auf den Klimawandel
ÆEntstehung neuer Vergesellschaftungen:
- einzelne Arten fallen aus, andere kommen hinzu
- Dominanzverhältnisse ändern sich
Æ Entstehung neuer Raum-, Arten- u. Altersstrukturen der Pflanzengemeinschaften
Æ Ab- und Umwandlung der Ökosysteme
Mögliche Wirkungen steigender
Temperaturen auf Einzelpflanzen Æ Vegetation
• Beschleunigung
B
hl
i
von Keimungsprozessen,
K i
Wachstums- u. Entwicklungsabläufen
• Verkürzung der Vegetationsruhe,
Verlängerung
u.
g
g von Vegetationsperioden
g
p
Wachstumszeiten
• Erhöhung der Transpiration
• Verschiebung phänologischer Phasen, z.B.
früherer Austrieb, früherer Blühbeginn,
beschleunigte Fruchtreife
Mögliche Wirkungen steigender
Temperaturen auf Einzelpflanzen Æ Vegetation
• Veränderung
Blühinduktion,
Reproduktionsmechanismen/ - verhalten
(generativ, vegetativ)
G i
Wi t
b höhere
höh
F üh u.
• Geringere
Winter-,
aber
FrühSpätfrostgefährdung
• Beeinflussung von Anpassungsprozessen
• Entkopplung von Interaktionen u
u. durch
Koevolution entstandener Beziehungen
zwischen Pflanzen,
Pflanzen Tieren u.
u Mikroorganismen
Änderungen des Verbreitungsgebietes
- Arealschrumpfung bzw.
bzw -erweiterung
- Fragmentation u. Verinselung
Folgen abhängig von Geschwindigkeit des
Eintretens der Klimaänderung: Überschreitet
Ü
Verschiebung der Klimazonen maximale
?
„Wanderungsgeschwindigkeit““ von Arten?
Bes. benachteiligt (überfordert)
(
f
) hinsichtlich
- Anpassungsfähigkeit u. Migrationsgeschwindigkeit: Arten mit langen
Reproduktionszeiträumen
- Reaktionsfähigkeit: Ökosysteme mit langen
Entwicklungszeiträumen (Wald, Moore)
Hindernisse für Rückzug betroffener Arten
bzw. Ausbreitung begünstigter Arten:
Natürliche physische u. anthropogene Barrieren
Fehlen geeigneter Ansiedlungsmöglichkeiten:
fehlende Hochlagen bei Höhenstufendrift in
Mittelgebirgen
mittlere Januartemperatur < -4°C
mittlere Julitemperatur < +16°C
jährliche Niederschlagssumme <200mm
200mm
Anteile der Monate Juni-August am
Jahresniederschlag >40%
p für
Areal von Ranunculus arvensis als Beispiel
weitgehend von Wintertemperaturen abhängige ArealNordgrenze
[Quelle: Jäger in BfN 1995]
mittlere Julitemperatur > 28°C
< 16°C
jährliche Niederschlagssumme <200mm
200mm
Anteile der Monate Juni-August am
Jahresniederschlag <10%
Areal von Bidens tripartita als Beispiel für von
Sommertemperaturen bestimmte Areal-Nordgrenze
[Quelle: Jäger in BfN 1995]
Pulsatilla vernalis (L.) MILL.
Quelle: Welk (2002)
Range of Quercus pubescens WILLD. (after Meusel et al. 1965, Browicz &
Zielinski 1982, and Jalas & Suominen 1976)
m/mo-(temp)•subozEUR
script
Ranunculus illyricus L.
Quelle: Welk (2002)
Quelle: Hardtke & Ihl et al. (2000)
Riemenblume
Riemenblume,
Eichenmistel
(Loranthus
europaeus) im
Böhmischen
Mittelgebirge
2 Auswirkungen auf Flora und Vegetation
2.1 Komplexität der Auswirkungen
2.2 Beobachtete und prognostizierte
p g
Auswirkungen
2.3 Besonders empfindliche Arten und
Ökosysteme
Beobachtete Auswirkungen 20. Jahrhundert
- früherer Austrieb der Bäume
-Änderung
Ä
der Artenzusammensetzung in
Ökosystemen
- Arealveränderungen: Ausbreitung von Arten,
z B nach Norden (Ilex aquifolium) oder in
z.B.
höhere Lagen (subalpine/alpine Stufe)
- Ausbreitung von Neophyten aus warmtrockenen Klimagebieten
- höhere Vermehrungsraten und Ausbreitung
von „Schädlingen
Schädlingen“
Verbreitung
V
b it
der
d Stechpalme
St h l
(Ilex
(Il aquifolium)
if li ) und
d nahe
h verwandter
dt Arten
At
im westlichen Eurasien. Als Vergleich dazu die Januar-0°C-Isotherme
Quelle: Sitte et al. (2002)
Trends der mittleren Lufttemperatur von Februar bis April (T) und des
Vegetationsbeginns in Europa (B) 1969-2003
[BfN 2004]
Vegetationswandel von einheimischem sommergrünem zu exotischem immergrünem
Laubwald (Beispiel: Südschweiz) sowie abnehmende Anzahl der Frosttage pro Jahr
[BfN 2004]
Flora oberster 30 Höhenmeter von 3 Gipfeln im
Unterengadin im Vergleich mit Zustand Beginn
20. Jhd. (Camenisch 2002)
- Gesamtartenzahl pro Gipfel gestiegen (auf
einem Gipfel 3x)
- oberste Vorkommen der Arten im Gipfelbereich
> 20m gestiegen
- meiste Arten wachsen etwa auf gleicher Höhe
wie vor 80 Jahren, einzelne sehr viel höher,
einige neu im Gipfelbereich u. hier bereits in
großer Deckung
Æ zugewanderte Arten können langfristig
ursprünglich vorkommende Arten verdrängen
und seltene gefährden
Temperaturzahlspektren einzelner Pflanzengruppen der Flora von Thüringen
[Haussknechtia 2004]
Prognostizierte
g
Auswirkungen
g
Regional differenziert
Gebiete
G
bi t mit
it Niederschlagsreduzierung
Ni d
hl
d i
+ Temperaturanstieg
+ Erhöhung Strahlung (Dauer direkter Sonnenstrahl
Sonnenstrahl.))
+ Erhöhung Transpirationsraten
Æ Wasserversorgung als limitierender Faktor
(permanenter od. temporärer Bodenwasserstress)
- betroffen
b t ff bes.
b
Ti
Tiefland
fl d u. b
best.
t L
Lagen/Expos.
/E
B
Bergld.:
ld
- Standorte ohne Grundwassereinfluss
- feuchte-adaptierte
f
Arten und Ökosysteme
Ö
- begünstigt
- thermophile
th
hil ((wärme-adaptierte)
ä
d ti t ) u. xerotolerante
t l
t
Arten und Ökosysteme
Gebiete mit ausreichend Niederschlag
aber
b
Temperaturanstieg
+ Erhöhung Strahlung (Dauer direkter Sonnenstrahlg
Sonnenstrahlg.))
Æ Wärme- und Lichtbedürfnis als selektierender Faktor
(begrenzte Temperaturadaption, klimatisch induzierte
Aktivitätsschübe biotischer Schaderreger) im Bergland
- betroffen Arten und Ökosysteme kühler (kühl-feuchter)
Lagen
- begünstigt besser wärme-adaptierte Arten und
Ökosysteme
y
Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter den
gegenwärtigen Umweltbedingungen
[SMUL 2005]
Mögliche Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter
der Annahme einer Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um 1,5 Grad
[SMUL 2005]
Mögliche Verteilung der Waldgesellschaften im sächsischen Mittelgebirgsraum unter
der Annahme einer Erhöhung der Jahresmitteltemperatur um 2,0 Grad
[SMUL 2005]
Ähnlichkeiten zwischen gegenwärtigen und potentiellen Hauptbaumarten-Spektren
(bezogen auf die derzeitige Waldfläche der neuen Bundesländer Deutschlands)
[G. Hofmann in BfN 1995]
Potentielle Verbreitung von Buchenwäldern unter den Standortbedingungen Mitte des
20. Jh. (links) bzw. nach Standortwandel durch atmogene Eutrophierung und
Erwärmung (rechts)
[G. Hofmann in BfN 1995]
Potentielle Verbreitung von Eichenwäldern unter den Standortbedingungen Mitte des
20. Jh. (links) bzw. von Eichen-Mischwäldern nach Standortwandel durch atmogene
Eutrophierung und Erwärmung (rechts)
[G. Hofmann in BfN 1995]
Arten mit unterschiedlichem ökologischen Verhalten
u. ihre Reaktion auf den Klimawandel
Erwärmung Æ Begünstigung Arten warm-temp.
Klimate = submeridionale Zone
- mit sommerl. Trockenzeiten (= submedit.
Laubmischw.) u. mit Trockenwäldern und -rasen (=
subkont. Waldsteppe)
• Ausbreitung bisher im Gebiet vorkommender
thermophiler (submerid.) Arten (Indigene, Neophyten)
• Zuwanderung u.
u Etablierung neuer
neuer, bisher in Sachsen
nicht vorkommender thermophiler (sub)merid. Arten
• Ausbreitung und Zuwanderung xerotoleranter Arten
(gesamtes Nährstoffspektrum)
• Rückgang bzw
bzw. Abwanderung an niedrige Temp.
Temp
angepasster Arten (Kühle- u. Feuchtezeiger, KältezeitRelikte…)
Voraussichtliche Reaktion aufgrund der Zeigerwerte
(BföS/ LfUG 2005, verändert)
Mögliche
Reaktion
Zeiger
werte
Ökologische
Gruppe
Begründung
Förderung
L 8-9
Lichtbedürftige
Zunahme
Sonnenscheindauer
Förderung
14
F 1-4
Trockenheit
ertragende
Zunahme sommerlicher
Trockenheit
Förderung
T 7-9
Wärme
liebende
Temperaturerhöhung in
der Vegetationsperiode
Benachteiligung
T 1-4
An Kühle/Kälte
angepasste
Temperaturerhöhung in
der Vegetationsperiode
Benachteiligung
F 7-9
An Nässe
angepasste
Zunahme sommerlicher
Trockenheit
Arten des Berglands
(%-Angaben beziehen sich auf Rote Liste-Arten):
- Erhöhung
g Sonnenscheindauer: 68% der Arten zunehmend
- Erhöhung der Temperatur: 5% der Arten gefördert, 56%
zurückgehend
- Abnahme Niederschlagsmenge: 23% zunehmend, 23%
zurückgehend
Æ (RL-)Pflanzenarten, die überw. od. ausschließlich im
Bergland verbreitet sind: Rückgang insbes
insbes. aufgrund
der Reaktion auf erhöhte Temperaturen
Problem für sächsisches Bergland:
im Gegensatz zu Hochgebirgen können bei klimabedingter
Verschiebung d. Höhenstufen mont.-hochmont. Arten u.
Biozönosen nicht nach oben driften
Vegetations- und Biotoptypen
• Rückgang
od
od. Veränder
Veränderung
ng von
on Ökosystemen
Ökos stemen unter
nter
kühl-feuchten Bedingungen u./od. an hohen
Grundwasserstand gebundener Ökosysteme
- Moore im Tiefland u. Erzgebirge
- planare Buchenwälder, BuchenBuchen
Berg(misch)wälder, Hochlagen- u. TieflandsFichtenwälder
- Quellen, Quellfluren, Nass- und Feuchtwiesen
- Bruchwälder
• Zuwanderung oder Ausbreitung von Biozönosen
warm-trockener Lagen/ Standorte u. von Pionier- u.
Ruderal-Biotopen
Auswirkungen auf die Biodiversität
Zunahme der Artenzahlen lokal od. in einzelnen
Biozönosen (α-Diversität),
(
),
- Zahl einwandernder u./od. bleibender Arten
kann höher sein als Zahl verdrängter Arten
aber gleichzeitig Abnahme
- der Unterschiedlichkeit verschiedener
Biozönosen z.B.
Biozönosen,
z B Hochmoor,
Hochmoor Moorwald od
od.
Großseggenried (= Abnahme β-Diversität)
u /od
u./od.
- der Artenvielfalt einer Landschaft, z.B.
Hochlagen der Mittelgebirge od
od. Tiefland mit
Feucht- u. Trockenbiotopen (= Abnahme γ-Div.)
Æ bedeutet für Flora und Vegetation
• Verlust an Eigenart u. Vielfalt
• auf lokaler Ebene in einzelnen Lebensräumen Zunahme
Artenzahlen durch Einwanderung
g indiff. od. wärmelieb.
Arten in derzeitigen spezialisierten Biozönosen
• Ausbreitung von Pionierarten und Neophyten
• Nivellierung Vegetation: ähnlich zusammengesetzte, von
eurytopen Arten dominierte Phytozönosen
• Nivellierung Flora durch Vereinheitlichung lokaler
Artenspektren
• verschärfte Konkurrenz in derzeitiger Vegetation Æ
E t t h
Entstehung
neuer Vergesellschaftungen
V
ll h ft
• lokal od. regional Aussterben spezialisierter Arten, bes.
von Arten mit hohen Ansprüchen an Feuchte u./od.
Anpassung an niedrige Temperaturen
Bestandsentwicklung Neophyten
100%
100
% = 467Pfl
467 Pflanzenarten
t
1,5%
1,5%
5,1%
5 8%
5,8%
verschollen
starker Rückgang
35,3%
Rückgang
gleich bleibend
Zunahme
50,7%
starke Zunahme
Bestandsentwicklung von Neophyten in Sachsen
[LfUG 2005]
Quelle: Florist. Rundbriefe 25 (1) 1991
„Verharrungsphase“ 1
Ersteinführung
„Verharrungsphase“ 2
Erste
Ausbreitung
Übergang zu erhöhter
Wachstumsrate der Population
und Arealerweiterung
The process of biological invasions including two kinds of lag phases:
a) the period between the first introduction to an area and the first spread
((t2-t1),
), b)) the period
p
p
g the switch to a significantly
g
y higher
g
preceding
rate of
population growth (t3-t2).
Quelle: Pyšek et al. (1995)
2 Auswirkungen des Klimawandels
2.1
Komplexität der Auswirkungen
2.2
Beobachtete und prognostizierte
Auswirkungen
2.3
Besonders empfindliche Arten und
Ökosysteme
Entstehungszeiträume von Ökosystemen unter Berücksichtigung einer „von-bis-Spanne“
für die Entstehung (hell
(hell- und dunkelgrüner Balken), Möglichkeit der Regeneration bei
Verschiebung der Vegetationszonen mit „von-bis-Spanne“ in Abhängigkeit vom Alter der
Ökosysteme bezogen auf eine Klimaänderung in einem Zeitraum von 100 Jahren und
potentielle Gefährdung spezialisierter (stenöker) Arten der Ökosysteme
[BfN 1995]
Sumpf-Porst, Mottenkraut (Ledum palustre)
Quelle: Walter & Straka (1970)
Höhenstufen des Harzes
Quelle: Tuexenia (2002)
Brocken-Kuhschelle, Brockenanemone (Pulsatilla alba = P. micrantha)
Temperatur-Zeigerwertspektren ( |—| ) und mittlerer Zeigerwert ( ▌) von Pflanzenformationen
Deutschlands Æ Reihenfolge = abnehmende Bindung an kühle Klimabedingungen u. zunehmende
Tendenz einer potentiellen Gefährdung (hoch Æ gering) bei Temperaturanstieg in Abhängigkeit von der
Bindung der Formation an bestimmte Temperaturbereiche in der Landschaft [J. Hoffmann in BfN 1995]
Feuchte-Zeigerwertspektren ( |—| ) und mittlerer Zeigerwert ( ▌) von Pflanzenformationen sowie
Tendenz einer potentiellen Gefährdung (hoch Æ gering) bei Verringerung des verfügbaren
Bodenwassers in Abhängigkeit von der Bindung der Formation an bestimmte Feuchtebereiche in der
Landschaft
[BfN 1995]
FFH-Lebensraumtypen - Auswirkungen von Temperatur- und
Feuchte-Änderungen
Ä
Basis: Zeigerwertstufen
g
kennzeichnender Arten der FFH-LRT
Æ Anteil benachteiligter Arten an Gesamtzahl kennzeichnender
Arten als vorläufiges Maß für künftige Gefährdung
Offenland-LRT <-> Feuchte (Feuchtezahl 7-9 = Nässezeiger)
sehr stark gefährdet (zunehmende Trockenheit während
Vegetationsperiode; >50% der Arten benachteiligte Feuchtezeiger):
- Feuchte Heiden (63% Anteil sehr stark gefährdeter Arten)
- Pfeifengraswiesen (65%)
- Ufer-Hochstaudenfluren
Ufer Hochstaudenfluren u
u. feuchte Wald
Wald-Staudenfluren
Staudenfluren tieferer
Lagen (72%)
- Hochmontane Hochstaudenfluren (64%)
- Lebende
L b d H
Hochmoore
h
(75%)
(75%), R
Regenerierbare
i b
H
Hochmoore
h
(76%), Übergangs- u. Schwingrasenmoore (82%), TorfmoorSchlenken (88%).
beträchtlich gefährdet: Artenreiche Borstgrasrasen (ca. 25%)
Offenland-LRT <-> Temperatur (Temperaturzahl 1-4 = Kühlezeiger)
g durch Erhöhung
g Temperaturen:
sehr starke Gefährdung
- Hochmontane Hochstaudenfluren (46%)
- Lebende Hochmoore (75%), Regenerierbare Hochmoore (72%),
Übergangs u.
u Schwingrasenmoore (44%)
Schlenken
Übergangs(44%), Torfmoor
Torfmoor-Schlenken
(59%)
beträchtlich gefährdet: Berg-Mähwiesen (23%) und 27,9 %
Artenreiche
Borstgrasrasen (28%)
(28%), Feuchte
Heiden
(19%),
A
i h B
F
h H
id (19%)
Pfeifengraswiesen (16%)
Offenland-LRT <-> Feuchte + Temperatur
sehr starke Gefährdung:
- Hochmontane Hochstaudenfluren
- Lebende u. Regenerierbare Hochmoore, Übergangs- u.
Schwingrasenmoore
b t ä htli h gefährdet:
beträchtlich
fäh d t
- Feuchte Heiden, Artenreiche Borstgrasrasen, Pfeifengraswiesen
- Ufer
Ufer-Hochstaudenfluren
Hochstaudenfluren u.
u Feuchte Wald-Staudenfluren
Wald Staudenfluren tieferer
Lagen
gefährdet: Berg-Mähwiesen
3
Strategien und Maßnahmen des
Naturschutzes
3.1
3
Akzeptanz
epta (O
(Ohnmacht?)
ac t ) ode
oder
Reaktion?
3.2
Anpassungs- und Vorsorgestrategien
3.3
Maßnahmeempfehlungen
Akzeptanz oder Ohnmacht
-g
gegenüber
g
Migration
g
oder Drift von Arten und
Ökosystemen?
- gegenüber Nivellierung der Lebensräume und
Landschaften?
Wie weit geht Akzeptanz neuer Ökofaktorenkonstellationen
und neuartiger
g Vergesellschaftungen
g
g u. Lebensraumtypen?
yp
…oder Reaktion?
Abschätzung der Folgeerscheinungen unter sich
wandelnden Umweltbedingungen (Klimawandel, Standortund Vegetationsdrift)
Trotz Szenarien zeitlicher Verlauf u. eintretende Stärke
der Klimaänderungen
g u. das damit verbundene
Störungsregime nicht verlässlich prognostizierbar, bes.
im regionalen Maßstab
ÆStrategien müssen Unsicherheiten einbeziehen
= Strategien bei Unsicherheit
Æ Entscheidungen müssen flexibel u. offen für alle
möglichen Fälle sein
Risikovorsorge:
Bandbreite der Maßnahmen zur Risikominimierung
+ keine einseitige Ausrichtung auf einzelne Faktoren des
Wirkungsgefüges
Leitbilder Æ Strategien Æ geeignete Maßnahmen
Unter
U
t Ei
Einbeziehung
b i h
- Folgewirkungen von bereits eingetretenen Klimaveränderungen
p
g Abwehr Auswirkungen
g p
prognostizierter
g
- Anpassung/
Klimaveränderungen
Æ Anpassungs- u. Gegenstrategien, Vorsorgestrategien
Æ Naturschutz, Landnutzung, Lebensweisen…
Leitbilder/ Ziele…
- Integration: ökol. orientierte Nutzung von Ökosystemen
(Produktionsflächen)
- Extensive Nutzung/Pflege: Vorrangflächen: Biotop-/ Artenschutz
g g
Naturentwicklungsräume
g
- Partielle Segregation:
- Vernetzung Vorrang- und Ausgleichsflächen: Biotopverbund
Änderungsbedarf bei Zielen und Instrumenten des
Naturschutzes?
Anpassungsp
g und Vorsorgestrategien
g
g
- Naturentwicklungsräumen + Nutzung von
Naturprozessen mehr Raum lassen
- Optionenvielfalt offen halten
- Nutzung Diversifikationseffekte
- Biotopvernetzung – Biotopverbundplanung
- Flächiger Wasserrückhalt u. Wasserhaushaltskonzepte für Feuchtgebiete
- Differenzierte u. flexible Weiterentwicklung der
Instrumente Biotopschutz u. Schutzgebiete
p f. Umgang
g g mit Neobiota,, einheim. u.
- Konzepte
gebietsfremden Invasoren