Bäume gewinnen bis 2100 die Oberhand über Gräser Klimawandel führt zu Machtwechsel in der Savanne - scinexx | Das Wissensmagazin
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Klimawandel führt zu Machtwechsel in der Savanne

Bäume gewinnen bis 2100 die Oberhand über Gräser

Afrikanische Savanne: wo jetzt noch Gras das Landschaftsbild dominiert könnte in 2100 ein Wald stehen, denn durch höhere CO2 Konzentrationen sind Savannenbäume gegenüber Gräsern im Vorteil. © Steven Higgins

Weite Teile der afrikanischen Savanne könnten bis 2100 zu Wäldern werden. Dies geht aus einer Studie deutscher Forscher hervor. Nach dieser führt die Düngung durch den steigenden Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre in ganz Afrika zu einer dichteren Bewaldung, wenn ein bestimmter CO2-Wert überschritten wird. Da sich diese Schwelle jedoch von Gegend zu Gegend unterscheide, verlaufe der Wandel auf regionaler Ebene nicht synchron, so die Forscher in „Nature“.

In der Savanne ringen Gräser und Gehölze permanent um Dominanz. Deshalb hat dieser Landschaftstyp regional ein recht unterschiedliches Gesicht: tropische Graslandschaften gehören ebenso dazu wie offene Grasebenen mit vereinzeltem Gehölzbestand oder unterschiedlich dichte Wälder. Gräser und Bäume reagieren verschieden auf Schwankungen von Temperatur, CO2-Gehalt in der Atmosphäre oder Auftreten von Feuern. Deshalb wird davon ausgegangen, dass diese Ökosysteme sehr sensibel auf Veränderungen von Klima und Atmosphäre reagieren. In der Vergangenheit vollzogen sich Verschiebungen im „Machtverhältnis“ der Savannenpflanzen langsam; der schnelle Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre hat die potentielle Geschwindigkeit solcher Veränderungen inzwischen beschleunigt.

Experimentelle Studien ergaben zwar geringe Effekte von erhöhtem CO2-Gehalt in der Atmosphäre auf das Wachstum von Bäumen. „Die Studien wurden aber meistens auf der Nordhalbkugel und an kommerziell wichtigen Arten durchgeführt“, stellt Steven Higgins klar, Leitautor der Studie, Biodiversität und Klima Forschungszentrum und Professor an der Frankfurter Goethe-Universität. „Bisher hat nur eine einzige Studie den Einfluss von erhöhten CO2-Konzentrationen auf Savannenbäume untersucht, mit dem Ergebnis, dass der vorindustrielle CO2-Gehalt deutlich unter dem Optimum dieser Baumarten liegt. Mit dem aktuellen Anstieg geht das Wachstum der Savannenbäume daher erst richtig los.“

Savannah bei Kuruman, Südafrika © gemeinfrei (Urheber: Brian Dell)

Großer Umbruch durch kleine Auslöser

Der hieraus resultierende Vegetationswandel, den Higgins und Simon Scheiter in ihrer Studie modellieren, ist ein Beispiel dafür, was Theoretiker einen „regime shift“ nennen. Solche Umbrüche können durch kleine Veränderungen an den Stellschrauben des Gesamtsystems auslöst werden. Damit wird eine Kette von Ereignissen in Gang gesetzt, die einander verstärken, so dass sich das ganze System zunehmend schneller verändert. Die Studie ergab, dass Savannen bereits Anzeichen eines solchen Umbruchs zeigen. „Die Möglichkeit eines „regime shifts“ in einem so weit verbreiteten Ökosystem wie der Savanne rückt diese nun in den Fokus der Wissenschaftler”, kommentiert Higgins.

Voraussichtlich wird dieser Umbruch in Gegenden, in denen die Temperatur klimawandelbedingt schneller ansteigt (z.B. im Zentrum Südafrikas), später stattfinden, da der steile Temperaturstieg Gräser begünstigt. Diese können dann trotz steigender Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre länger erfolgreich mit Bäumen konkurrieren. Insgesamt wird sich der Vegetationswandel über die Gesamtregion betrachtet allmählich ereignen. Solche graduellen Veränderungen in regionalen Vegetationsmustern verringern das Risiko einer Erschütterung des Erdsystems, den der Wandel innehat. „Das mag zunächst beruhigend klingen, aber wir müssen uns auch bewusst sein, dass die Veränderung aus erdgeschichtlicher Sicht gesehen immer noch enorm schnell abläuft”, so Higgins.

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Erhebliche Folgen für das Ökosystem

Aus der Studie lassen sich auch praktische Erkenntnisse für Klima- und Naturschutz ziehen. So identifizieren die Autoren eine breite Zone im nördlichen Zentralafrika, in der sich bei gleichzeitiger Feuerunterdrückung mehr Savannen zu Wäldern entwickeln. „Wenn man also für den Klimaschutz Projekte zur CO2-Speicherung plant, so sollte man das dort tun. Der Haken daran ist, dass sich diese optimalen Zonen noch verschieben werden, wenn sich der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre weiter ändert“, erklärt Higgins.

Sollten Graslandschaften und offene Savannen durch Baumsavannen oder Wälder ersetzt werden, geht zudem eine einzigartige Flora und Fauna verloren, die in diesem Lebensraum heimisch ist. Der Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre ist daher ein weiterer Stressfaktor für das bereits durch Überweidung, Plantagenwirtschaft und Ackerbau stark beanspruchte Ökosystem.

(LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F), 29.06.2012 – NPO)

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