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Wie wirkt sich der Klimawandel auf Trockengebiete aus?

Internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Freien Universität Berlin untersucht abrupte Ökosystemübergänge und ökologische Veränderungen bei zunehmender Trockenheit

Nr. 035/2020 vom 16.02.2020

Ökologinnen und Ökologen weltweit unter Beteiligung der Freien Universität haben im Rahmen eines umfassenden Forschungsprojekts die Auswirkungen steigender Trockenheit auf globaler Ebene untersucht. Geleitet wird es von einem spanischen Forschungsteam um Dr. Fernando Maestre (Dryland Ecology and Global Change Lab der Universität Alicante). Die Arbeitsgruppe des Ökologen Prof. Dr. Matthias C. Rillig vom Institut für Biologie der Freien Universität konnte in Zusammenarbeit mit weiteren Forscherinnen und Forschern aus aller Welt herausfinden, wie zunehmende Wasserknappheit zu abrupten Verschiebungen in den Ökosystemen von Trockengebieten führen kann. Die Ergebnisse der Analysen erlauben es, die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Ökosysteme besser zu verstehen und vorherzusagen sowie mögliche Schritte zur Schadensbegrenzung zu beurteilen. Prognosen zufolge könnten in mittelbarer Zukunft mehr als zwei Milliarden Menschen von den untersuchten ökologischen Veränderungen maßgeblich betroffen sein – und unter zunehmender Trockenheit leiden. Die internationale Studie erschien in der renommierten Fachzeitschrift „Science“.

Trockengebiete bedecken etwa 40 Prozent der Landoberfläche der Erde. Ungefähr jeder dritte Mensch lebt in einer von Dürre betroffenen Weltregion. „Die fortschreitende, durch den Klimawandel verursachte Trockenheit auf unserem Planeten wird das bereits bestehende Wasserdefizit noch verschärfen“, erklärt dazu Fernando Maestre, Ökologieprofessor im spanischen Alicante und Leiter des internationalen Forschungsvorhabens, „auch wenn die Folgen dieses Klimawandels für Lebewesen und die von ihnen erbrachten Ökosystemleistungen noch nicht hinreichend erforscht sind.“

In der nun erschienenen Studie haben die Forscherinnen und Forscher erstmals nachweisen können, dass Ökosysteme in Trockengebieten mit zunehmender Wasserknappheit eine Reihe abrupter Veränderungen durchlaufen: Pflanzen etwa würden bei anhaltender Dürre deutlich weniger Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden. Darüber hinaus verringere sich die Fruchtbarkeit von Böden erheblich, wobei sich zugleich auch die Bodenstruktur verändere. Das kann den Einschätzungen der Forschungsgruppe zufolge dazu führen, dass die Vegetation verdorrt und ganze Ökosysteme zusammenbrechen.

„Dass sich diese Ökosysteme mit zunehmender Trockenheit verändern, ist an sich leicht nachzuvollziehen“, erläutert Prof. Dr. Matthias C. Rillig. „Allerdings ergab unsere Forschungsarbeit, dass diese Veränderungen nicht allmählich und kontinuierlich vonstattengehen, sondern nicht-linear und abrupt.“

Um zu diesen Erkenntnissen zu gelangen, sammelte das internationale Forschungsteam empirische Daten – in einem riesigen Umfang. Sie ermöglichen es, die Veränderungen der Ökosysteme zu erfassen. Wichtige Messwerte waren dabei – entlang des in der Studie zusammengestellten globalen Trockenheitsgradienten – etwa die Produktivität, Bedeckung und Zusammensetzung der Vegetation, die Fruchtbarkeit des Bodens sowie seiner mikrobiellen Lebensgemeinschaften.

Prognosen der Forscherinnen und Forscher zufolge, basierend auf Klimamodellen, könnten bis zum Jahr 2100 mehr als 20 Prozent der Landfläche der Erde aufgrund des Klimawandels einen oder mehrere der in der Studie identifizierten Trockenheitsschwellenwerte überschreiten. Das bedeutet, dass sich lebensfeindliche Wüsten dramatisch ausbreiten könnten.

Publikation

  • Berdugo, M., M. Delgado-Baquerizo, S. Soliveres, R. Hernández-Clemente, Y. Zhao, J. J. Gaitán, N. Gross, H. Saiz, V. Maire, A. Lehman, M. C. Rillig, R. V. Solé & F. T. Maestre. 2020. Global ecosystem thresholds driven by aridity. Science, DOI: 10.1126/science.aay5958
  • https://science.sciencemag.org/content/367/6479/787

Kontakt

Prof. Dr. Matthias C. Rillig, Institut für Biologie, Freie Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-53165; E-Mail: matthias.rillig@fu-berlin.de

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