Vom Tropenwald zur Savanne

Unsere Ökosysteme reagieren auf den Klimawandel. Welchen Einfluss die globale Erwärmung auf diese komplexen Systeme hat, haben deutsche Klimaforscher simuliert: Selbst wenn wir es schaffen, das 2-Grad-Ziel zu erreichen, könnten sich zum Ende des 21. Jahrhunderts bis zu einem Fünftel der Landökosysteme verändern haben. Geht alles ungebremst so weiter wie bisher, wobei sich die Temperatur über die zwei Grad Marke hinaus um bis zu 5 Grad erhöhen könnte, werden die Folgen für fast alle unsere eisfreien, terrestrischen Ökosysteme gravierend sein.

Ökosysteme sind dynamisch und komplex. Es ist deshalb besonders schwierig, die Folgen der globalen Erwärmung im Detail vorherzusagen. Zur Planung von Klimaschutzmaßnahmen und –zielen sind zuverlässige Prognosen jedoch ein wichtiges Instrument. Deutsche Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben nun analysiert, wie sich der Klimawandel auf die Landökosysteme unserer Erde auswirken könnte. Dabei verwendeten sie einen neuartigen methodischen Ansatz zur Risikoabschätzung.

Hunderte mögliche Szenarien betrachtet

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Da bisher noch keine Computermodelle existieren, die Ökosysteme in ihrer Komplexität global erfassen können, simulierten die Forscher mögliche Veränderungen in der Vegetationsstruktur und den Kohlenstoff- und Wasserkreisläufen. Da Änderungen in der Pflanzenwelt und den biochemischen Kreisläufen als indirekte Anzeiger für die klimatischen Auswirkungen auf das Ökosystem als Ganzes angesehen werden.

Die Forscher simulierten die zukünftigen Entwicklungen bis zum Jahr 2100 und verglichen über 150 unterschiedliche Klimaszenarien. Dabei betrachteten sie acht Temperaturanstiegs-Szenarien (von 1,5 bis 5°C) in 19 verschiedenen Klimamodellen. Das Risiko einer Veränderung konnte anhand eines Indikators abgelesen werden, der anzeigt wie weit sich ein Ökosystem vom heutigen Zustand entfernt.

Ökosysteme werden sich wandeln

Das extremste Szenario der Studie sieht einen Temperaturanstieg von 5 °C bis Endes des 21. Jahrhunderts vor. In diesem Szenario würden sich mehr als Dreiviertel (bis zu 86 Prozent) aller eisfreien, natürlichen Landökosysteme auf unserem Planten massiv verändern. So könnten z.B. heutige tropische Wälder zu Savannen mutieren.

Selbst bei einer gemäßigten Erwärmung von 2 Grad - welches die internationale Gemeinschaft als 2-Grad-Ziel definiert hat - könnten sich, der Analyse zufolge, immer noch ein Fünftel der Landökosysteme verändern.

Die Forscher waren durch ihre Methodik in der Lage, bestimmte Hotspots zu lokalisieren. Zu den Regionen, die als erste von starken Veränderungen durch den Klimawandel betroffen sein könnten, zählen beispielsweise die Savannen Äthiopiens und Somalias, die arktische Tundra, die Grasländer im östlichen Indien oder der Amazonas-Regenwald. „Regionale Ökosystemveränderungen können sich aber durchaus überregional oder sogar global auswirken“, erklärt Sebastian Ostberg, Leitautor der Studie.

Kostbares Nass wird knapp

In einer anderen Studie fanden die Forscher des PIK mit anderen Kollegen heraus, dass sich zudem auch die Wasserverfügbarkeit verschlechtern wird. Mit Folgen für die Vegetation und den Menschen: Bereits bei einer Erwärmung um 2 Grad könnten fast 500 Millionen Menschen - zusätzlich zu den bereits heute an Wassermangel leidenden Menschen - zunehmender Wasserknappheit ausgesetzt sein (Gerten et al., 2013). Beim drastischsten Szenario von 5 Grad könnten, den Analysen zufolge, sogar mehr als eine Milliarde Menschen von neuer oder größerer Wasserknappheit betroffen sein.

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Der Klimawandel und der menschliche Einfluss

Klimaschutzmaßnahmen könnten diese Entwicklung bremsen, davon sind die Forscher überzeugt: „Trotz Unsicherheiten zeigen die Ergebnisse sehr klar, dass es für die globalen Ökosysteme einen gewaltigen Unterschied macht, ob man von einem Szenario ohne Klimaschutzmaßnahmen oder einem Szenario mit ehrgeizigem Klimaschutz ausgeht“, sagt Sebastian Ostberg. Schließlich sei es der Mensch, der durch steigende Treibhausgasemissionen einen zusätzlichen Einfluss auf das Klima ausübt und dieses verändere. Auch der kürzlich erschienene fünfte Sachstandsbericht des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change) betont den menschlichen Einfluss und beschreibt die Treibhausgasemissionen als Hauptursache der globalen Klimaveränderungen (IPCC, 2013).

Die Forscher gehen davon aus, dass die durchschnittliche globale Temperatur vermutlich auch über das Jahr 2100 hinaus weiter steigen wird. Es wäre noch weitere Forschung nötig, um die bestehenden Prognosen zu untermauern und zu präzisieren. Denn sind die Wirkmechanismen bekannt, können Klimaschutzmaßnahmen gezielter und fokussierter ergriffen werden. Wichtig ist, dass die Nationalstaaten dies als eine gemeinschaftliche Aufgabe aller begreifen, die in ihrem eigenen Interesse liegt.

Ökosysteme oft nicht im Fokus

Trotz der großen Bedeutung von Ökosystemen für den Menschen, werden potentiellen Folgen des Klimawandels eher selten im Bezug auf Ökosysteme diskutiert. Man konzentriert sich oft auf den Anstieg der Meeresspiegel oder extreme Wetterereignisse, die direkten materiellen Schaden verursachen. Dabei ist die Schlüsselrolle der Pflanzen am globalen Wasser- oder Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf unbestritten. Zudem beeinflussen die Ökosysteme ihrerseits wiederum das Klima. Die prognostizierten Veränderungen der Ökosysteme und die zunehmende Wasserknappheit sollten daher nicht auf die leichte Schulter genommen werden, warnen die Forscher: „Hier geht es nicht um Gänseblümchen, sondern unser einzigartiges natürliches Erbe und unsere Lebensgrundlage. Deshalb müssen die Treibhausgasemissionen drastisch reduziert werden, und das bald“, betont Hans Joachim Schellnhuber, einer der Ko-Autoren (Gerten, 2013) und Direktor des PIK.