Die Erderhitzung lässt die Temperaturen in der Arktis rasant steigen. Dadurch verschiebt sich die Baumgrenze sibirischer Lärchenwälder immer weiter nach Norden und verdrängt so nach und nach die weiten Tundraflächen mit ihrer einzigartigen Fauna und Flora. Forschende des Alfred-Wegener-Instituts haben die künftige Ausbreitung der Wälder auf Kosten der Tundra nun im Computer simuliert. Das Ergebnis: Nur bei konsequentem Klimaschutz bleiben bis Mitte des Jahrtausends etwa 30 Prozent der sibirischen Tundrafläche übrig. In allen ungünstigeren Entwicklungs-Szenarien droht stattdessen der Totalverlust eines einzigartigen Naturraums. Die Studie ist im Fachmagazin eLife erschienen.
Die Klimakrise schlägt in der Arktis besonders hart zu. So ist die durchschnittliche Lufttemperatur im hohen Norden in den letzten 50 Jahren um mehr als 2 Grad Celsius angestiegen – und damit viel stärker als in anderen Regionen der Welt. Und dieser Trend wird sich fortsetzen. Bei ambitionierten Maßnahmen zur Treibhausgasreduktion (Emissions-Szenario RCP 2.6) könnte die weitere arktische Erwärmung bis zum Ende des Jahrhunderts auf knapp unter 2 Grad begrenzt werden. Bleiben die Emissionen sehr hoch (Szenario RCP 8.5), droht laut Modellprognosen bis 2100 eine dramatische Erhöhung der durchschnittlichen Sommertemperaturen in der Arktis um 14 Grad Celsius über dem heutigen Wert.
„Für den Arktischen Ozean und das Meereis wird die aktuelle und künftige Erwärmung erhebliche Konsequenzen haben“, sagt Prof. Dr. Ulrike Herzschuh, Leiterin der Sektion Polare Terrestrische Umweltsysteme am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Aber auch an Land wird sich die Umwelt drastisch verändern. Die weiten arktischen Tundraflächen in Sibirien und Nordamerika werden massiv zurückgehen, weil sich die Baumgrenze aktuell langsam und in naher Zukunft sehr schnell nach Norden verschiebt. Im schlimmsten Fall wird die Tundra bis Mitte des Jahrtausends nahezu vollständig verschwinden. Im Rahmen unserer Studie haben wir diesen Prozess für die sibirische Tundra im nordöstlichen Russland im Modell simuliert. Im Zentrum stand dabei vor allem eine Frage: Welchen Emissionspfad muss die Menschheit beschreiten, um zumindest Teile der Tundra als Refugium für Tiere und Pflanzen sowie für die Kultur und traditionelle Umweltbeziehungen indigener Völker zu retten?“
Tundra ist eine besondere Vergesellschaftung von Pflanzen, von denen ein zwanzigstel endemisch ist, also ausschließlich in der Arktis vorkommt. Typische Arten sind die Weiße Silberwurz, Arktischer Mohn und Zwergsträucher wie Weiden und Birken, die sich dadurch auszeichnen, dass sie sich an die harschen Bedingungen mit nur kurzen Sommern und langen Wintern angepasst haben. Die Tundra beherbergt auch einzigartige Tiere wie Rentiere, Lemminge und Insekten wie die Arktische Hummel.
Für ihre Simulation nutzten Ulrike Herzschuh und AWI-Modellierer Dr. Stefan Kruse das AWI-Vegetationsmodell LAVESI. „Das besondere an LAVESI ist, dass wir die gesamte Baumgrenze auf der Ebene von Individuen, also einzelnen Bäumen darstellen können“, erklärt Stefan Kruse. „Das Modell bildet dabei den kompletten Lebenszyklus von sibirischen Lärchen am Übergang zur Tundra ab – von der Samenproduktion und Samenverbreitung über die Keimung bis hin zum vollständigen Wachstum des Baums. So können wir das Voranschreiten der Baumgrenze in einem immer wärmeren Klima sehr realistisch berechnen.“
Die Ergebnisse sprechen eine deutliche Sprache. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Kilometern pro Jahrzehnt breitet sich der Lärchenwald nach Norden hin aus. Die Tundraflächen, die sich wegen des angrenzenden Arktischen Ozeans nicht in kältere Regionen verschieben können, schrumpfen mehr und mehr zusammen. Weil ein Baum nicht mobil ist und mit seinen Samen nur einen begrenzten Ausbreitungsradius hat, hinkt die Vegetation der Erwärmung zeitlich zunächst stark hinterher, holt dann aber wieder auf. Bis Mitte des Jahrtausends sind dann in den meisten Szenarien nur noch knapp 6 Prozent der heutigen Tundrafläche übrig. Nur mit ambitionierten Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasen bleiben noch etwa 30 Prozent übrig. Der ehemals 4.000 Kilometer lange, durchgehende Tundragürtel in Sibirien ist dann auf zwei 2.500 Kilometer voneinander entfernte Flächen auf der Taimyrhalbinsel im Westen und Tschukotka im Osten geschrumpft. Interessanterweise gibt der Wald die ehemaligen Tundragebiete auch nicht wieder komplett frei, selbst wenn sich die Atmosphäre im Laufe des Jahrtausends wieder abkühlt.
„Für die sibirische Tundra geht es mittlerweile ums nackte Überleben“, kommentiert Eva Klebelsberg, Referentin für arktische Regionen beim WWF Deutschland, die Studie. „Nur mit sehr ambitionierten Klimaschutzzielen ist es noch möglich, größere Flächen zu retten. Und selbst dann bleiben im besten Fall langfristig nur zwei weit voneinander entfernte Refugien mit kleineren Tier- und Pflanzenpopulationen übrig, die sehr anfällig für störende Einflüsse sind. Deshalb ist es wichtig, in den betroffenen Gebieten schon jetzt Schutzmaßnahmen und Schutzgebiete auszuweiten, um Rückzugsgebiete für die einzigartige Biodiversität der Tundra zu erhalten,“ fordert Eva Klebelsberg, die sich in Kooperation mit dem Alfred-Wegener-Institut für die Ausweisung von Schutzgebieten einsetzt. „Denn klar ist: Wenn wir so weiter machen, wird dieses Ökosystem langfristig verschwinden.“
Originalpublikation
Stefan Kruse, Ulrike Herzschuh: Regional opportunities for tundra conservation in the next 1000 years. eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.75163
