Etwa neun Millionen Tier- und Pflanzenarten werden vom Klimawandel bedroht. Um Schutzmaßnahmen zielgerichtet einsetzen zu können, ist es wichtig, die Einflüsse des Klimawandels auf Natur und Ökosysteme zu verstehen.
„Die lebendige Welt ist ein einzigartiges und beeindruckendes Wunder“, spricht David Attenboroughs Bariton über Bilder von Wildtieren, die auf dem Bildschirm durch eine Savanne ziehen. „Wenn wir jetzt handeln, können wir sie noch retten“, fügt der Naturforscher und Filmemacher aus dem Vereinigten Königreich hinzu. Er meint damit die Tiere und Pflanzen, die wir durch unsere jahrhundertelange Veränderung der natürlichen Welt in Gefahr gebracht haben.
Fachleuten schätzen, dass wir Gefahr laufen, etwa 18 Prozent der weltweiten Pflanzen- und 22 Prozent der Säugetierarten zu verlieren, falls die globale Durchschnittstemperatur bis 2100 um 2 °C steigt. Der Klimawandel ist einer der wichtigsten Gründe für diesen Verlust der Biodiversität. Wenn die Politik also nach Schutzmaßnahmen sucht, muss sie wissen, welchen Einfluss das zukünftige Klima auf die Arten hat. Aber ist die Wissenschat schon so weit, uns mit präzisen Vorhersagen davon, wie Arten auf sich verändernde Habitate und den Klimawandel reagieren werden, helfen zu können?
Zahlreiche Forschende, Labore, Start-ups und Regierungen arbeiten vor Ort und aus der Ferne daran, herauszufinden, wie globales und lokales Klima funktionieren und wie sich die Situation bis zum Ende des Jahrhunderts entwickeln wird. Fachleute warnen, dass Arten vom Klimawandel und von menschlichen Aktivitäten aus ihren Habitaten getrieben werden – mindestens ein Viertel der schätzungsweise 8,7 Millionen Arten auf der Welt könnte bereits aufgebrochen sein. Laut dem IPBES Report könnten ebendiese Faktoren zum Aussterben von etwa einer Million Tier- und Pflanzenarten in den nächsten Jahrzehnten führen. Der Bericht betont außerdem, dass der Klimawandel zunehmende Risiken für die Arten birgt, da nicht nur er selbst eine Gefahr darstellt. Im Zusammenspiel mit Veränderungen der Landnutzung und der Ausbeutung der Meeresressourcen werden die negativen Konsequenzen für die Tierwelt noch verstärkt.
Doch es sind nicht nur die Arten, die wir Gefahr laufen, zu verlieren. Der Verlust von Biodiversität kann schwerwiegende Konsequenzen für unsere Gesundheit haben, falls die von der Natur zur Verfügung gestellten Leistungen nicht mehr länger zu unseren Bedürfnissen passen, warnt die Weltgesundheitsorganisation (WHO). Mit dem Verschwinden von Pflanzenarten könnten Nutzpflanzen aufgrund einer mangelnden genetischen Vielfalt anfälliger für Schädlinge und Krankheiten werden, was wiederum die globale und lokale Ernährungssicherheit in Gefahr bringen würde. Auch verschwinden könnten Arzneipflanzen, die sonst neue Behandlungsmöglichkeiten für menschliche Krankheiten hätten bieten können.
© Copernicus
Jede Pflanzen- und Tierart kann nur unter gewissen klimatischen Bedingungen gedeihen – in ihrer sogenannten Nische. „Das ist wie eine Komfortzone“, erklärt Dr. Samuel Almond, Climate Applications Officer beim Copernicus-Klimawandeldienst (C3S). „Wenn sich die Temperatur oder die Niederschlagsmenge so verändert, dass sie nicht mehr der Komfortzone entspricht – beispielsweise der eines Baumes – und sich die Arten nicht an diese Veränderungen anpassen können, dann hat das Einfluss auf Wachstum und Reproduktion.“ Veränderungen des Habitatklimas können die biologischen Mechanismen von Wildtieren und Pflanzen behindern oder sie dazu zwingen, an Orte zu migrieren, in denen die Bedingungen eher der klimatischen Nische entsprechen. Andere Arten können sich an die neuen Bedingungen anpassen und überleben.
Auch andere Faktoren können eine Rolle spielen. Dr. Mark Urban, außerordentlicher Professor an der University of Connecticut, sagt, dass der Klimawandel oft keine direkte Auswirkung auf Wildtiere hat. „Viele der Einflüsse des Klimas auf die Biodiversität basieren auf der Interaktion zwischen verschiedenen Arten. Die Population einer Art nimmt vielleicht nicht ab, weil sie die höheren Temperaturen nicht überleben kann, sondern weil ihre Nahrungsquelle verschwunden ist, weil es einen neuen Fressfeind gibt oder eine neue Krankheit, die mit den veränderten Temperaturen kam“, erklärt er Euronews. „Vielleicht sollten wir uns auf die Arten konzentrieren, die in gewissen Nahrungsnetzen als kritisch gelten und oft auch empfindlich gegenüber klimatischen Veränderungen sind. Diese sind häufig Raubtiere am Ende der Nahrungskette und haben eine Schlüsselrolle im Ökosystem inne – bei ihnen haben kleinste Veränderungen aufgrund des Klimas einen riesigen Effekt auf andere Arten.“
„Wir wissen nicht, wie gut wir darin sind, Reaktionen der Biodiversität auf den Klimawandel vorherzusagen“, so Dr. Urban. „Wir nutzen aktuell Korrelationen oder Statistiken, um in die Zukunft zu schauen – solche Statistiken können eine Zeit lang für einige Arten funktionieren, aber wenn es komplizierter wird, geben diese Vorhersagen schnell nichts mehr her. Die Herausforderung lautet, die Vorhersagen zu verbessern und Modelle mithilfe von Biologie anstelle von Statistik zu entwickeln“, erklärt er. Der in Connecticut lebende Wissenschaftler sagt, dass das Einbeziehen der natürlichen Prozesse einer Art – der Geburt, des Tods, des Bewegungsmusters – bei der Erstellung von Modellen zum Einfluss des Klimas auf die Biodiversität dabei helfen wird, ein vollständigeres Bild davon zu bieten, was die Zukunft für Millionen von Spezies bereithält. Es wird auch dabei helfen, Schutzmaßnahmen für besonders gefährdete Arten Priorität zuzuordnen. „Ohne zu wissen, welche Art sich anpassen kann und welche nicht, verschwenden wir vielleicht eine Menge Ressourcen an Arten, die sich anpassen können, und lassen zu, dass die Populationen anderer Arten abnehmen“, so Dr. Urban. Solche Klimainformationen, die Forschenden und Regierungen dabei helfen können, zu verstehen, welchen Einfluss der Klimawandel möglicherweise auf den Standort von Arten und Habitaten hat, werden immer verfügbarer. „Wir erstellen ein Indikatorenset speziell für die Biodiversitäts-Community, das in biologischen Modellen und Beobachtungen genutzt werden kann“, erklärt Dr. Almond vom C3S den globalen Biodiversitätsdienst.
Die Fallstudien konzentrieren sich auf verschiedene Herausforderungen und umfassen Ökosysteme auf drei Kontinenten und im Meer. Quelle: Copernicus-Klimawandeldienst (C3S)
„Die Daten des globalen Biodiversitätsdiensts beschäftigen sich mit den erwarteten Klimabedingungen in den kommenden Jahrzehnten“, so Professor Koen de Ridder vom Flämischen Institut für Technologische Forschung (VITO), das bei dem Projekt eng mit dem C3S zusammenarbeitet. „Eine der Schwierigkeiten dabei, Klimaindikatoren mit einzelnen Arten in Verbindung zu bringen, ist, dass das Klima nicht der einzige Aspekt ist, der die Artenvielfalt und die Eignung des Lebensraums beeinflusst. Die IPBES erwartet jedoch, dass das Klima in Zukunft für viele Regionen und Arten einer der bedeutendsten Faktoren werden wird. Genau da soll unser globaler Biodiversitätsdienst einhaken und einen Blick in die klimatische Zukunft ermöglichen.“ De Ridder erklärt, dass der Dienst den Naturschutz und andere Bereiche dabei unterstützen wird, vom Klima verursachte Risiken für Spezies besser einzuschätzen, Klimafaktoren in Schutzprojekte einfließen zu lassen und Lösungen für konkrete Bedrohungen zu finden, beispielsweise einen Ort, an den gefährdete Arten übergesiedelt werden können.
Die Klima-Biodiversitäts-Indikatoren des globalen Biodiversitätsdienst messen den Einfluss von Temperatur, Niederschlag und weiteren Variablen in den Bereichen Land, Meer und Atmosphäre auf die geographische Reichweite von Arten, aber auch auf ihre biologische Fitness und Reproduktion sowie die Ökosystemdienstleistungen der Arten. „Alle Indikatoren haben ein globales Level, aber wir bieten auch regionale und lokale Vorhersagen an“, sagt Dr. Almond. Die Nutzenden werden laut Angaben des C3S eine Auswahl von 80 Indikatoren für ihre eigenen Modelle haben. Falls es Daten zur Umwelttoleranz der Arten gibt, stellt die Plattform außerdem Karten zur Verfügung, die anzeigen, wie sich biologische Nischen bis 2100 entwickeln könnten. „Man wird sehen können, wo Arten unter Druck geraten, wo sie wahrscheinlicher überleben können, welche Bäume vom Klimawandel beeinflusst werden und welche Baumarten gepflanzt werden sollten, um den Klimawandel abzumildern oder sich an ihn anzupassen“, fügt Dr. Almond hinzu.
Der Dienst soll Ende 2020 an den Start gehen. Die Forschenden des C3S haben die Daten bereits für Pflanzen- und Tierarten auf der ganzen Welt getestet. „Wir haben uns angesehen, wie Tropenwälder in Zentralafrika sich an die veränderten Niederschlagsmuster anpassen oder wie die Veränderungen der Meereiskonzentration den Robbenschutz in der Ostsee beeinflussen werden“, sagt Dr. Almond. In Brasilien beschäftigen sich Fachleute mit dem Einfluss der klimatischen Bedingungen auf den Lebensraum des gefährdeten Goldkopflöwenäffchens. „Eine auf speziell zusammengestellten Klimaindikatoren basierende Analyse hat gezeigt, dass die klimatischen Bedingungen für die Saguinus-Arten in ihren derzeitigen geschützten Lebensräumen in Zukunft widrig sein werden“, so Prof. de Ridder. „Dieses Wissen und andere Informationen werden dazu genutzt, Schutzmaßnahmen für die Arten zu entwickeln.“
Eine weitere Herausforderung ist die Einschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf regelmäßig migrierende Arten. Eine App beschäftigt sich mit der Verbindung zwischen Klimavariablen und dem Zeitpunkt des Vogelzugs in Europa. Sie vereint Daten von Citizen-Science-Projekten für Flaggschiffarten wie Weißstörche oder Schwarzmilane mit Erdbeobachtungsdaten des C3S. „Die Kombination aus Daten von Initiativen wie eBird und neu verfügbaren, hochauflösenden Satellitenbildern bietet beeindruckende und kostengünstige Möglichkeiten, Zugvögel und andere Spezies langfristig zu beobachten“, so Juan Arevalo, Geschäftsführer bei Randbee Consultants, einem Unternehmen, das Datenanalysen für Umweltschutzmaßnahmen durchführt. „Herauszufinden, wie der Klimawandel Indikatorarten wie Zugvögel beeinflusst, hilft uns dabei, Effekte auf Ökosysteme besser zu verstehen und die angemessensten Maßnahmen zu ihrem Schutz zu ergreifen“, erklärt er.
Der Klimawandel interagiert auch mit anderen Faktoren, die Arten bedrohen, betont Dr. Urban. Deshalb ist es wichtig, Modelle zu möglichen Reaktionen der Arten auf eine Kombination dieser Bedrohungen zu haben. Dr. Urban ist zuversichtlich, was die Präzisierung von Biodiversitätsvorhersagen angeht, und zieht eine Parallele zu unseren Fortschritten bei der Vorhersage des Klimas. „Unsere ursprünglichen Modelle waren ziemlich dürftig, aber Schritt für Schritt haben Klimaforschende die Daten zusammengetragen, ein globales Monitoring-System geschaffen und herausgefunden, welche Mechanismen und Prozesse einberechnet werden müssen. Die Genauigkeit der Vorhersagen und unsere Fähigkeit zum Hindcasting des Klimas haben sich dramatisch verbessert. Genauso ist es in der Biologie. Außer dass wir Vorhersagen für Millionen von Spezies machen wollen.“ Die Auswahl von Arten, für die Vorhersagen mit Plattformen wie der des C3S gemacht werden, ist von Dilemmas geprägt. Bisher wurde der C3S-Biodiversitätsdienst für Arten genutzt, die auf der Agenda der Biodiversitäts-Community stehen. Laut Dr. Urban ist es für ihren Schutz unerlässlich, sich auf Arten zu konzentrieren, die voraussichtlich bedroht sein werden. Dabei dürfe man aber nicht Arten übersehen, die in Zukunft in Gefahr geraten könnten. „Jetzt, wo wir den Klimawandel besser verstehen, müssen wir begreifen, welche Einflüsse er auf die Biodiversität hat, und Wege finden, diese Einflüsse abzumildern “, sagt er. „Es ist alles eine Frage der Ressourcen. Wir wollen die Aufmerksamkeit der Welt darauf lenken, dass das hier von wesentlicher Bedeutung ist. Es wäre eine echte Schande, zahlreiche Arten an den Klimawandel zu verlieren – sie sind entscheidend für unsere Gesundheit, unsere Wirtschaft und sogar unsere Kultur.“
