Bedeutung der Ökosysteme im Klimawandel Dr. Manfred Stock Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) Bedeutung der Ökosysteme im Klimawandel Bedeutung von Ökosystemen und Artenvielfalt Modellplanet Daisyworld Klimawandel und Ökosysteme Brandenburg im Klimawandel Ökosysteme im Globalen Wandel Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Auswirkungen des Globalen Wandels auf ausgewählte Systeme – Biodiversität Szenarien des Globalen Wandel Klimaszenarien Landnutzungsszenarien Auswirkungen des Globalen Wandels auf ausgewählte Systeme Kohlenstoffhaushalt Wasserhaushalt (Abfluss) Landwirtschaft Forstwirtschaft Biodiversität Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Auswirkungen des Globalen Wandels Globaler Wandel Landnutzung Klima CO2 direkter Einfluss anthropogene Treiber Ökosysteme H20 CO2 N Arten Filterung Biotope Böden Wachstum Ökosystemfunktionen unterstützende versorgende erhaltende kulturelle Gesellschaft Sektoren Regionen Gruppen Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Szenarien des Globalen Wandels Globaler Wandel: „Anthropogene Veränderungen des Erdsystems mit zum Teil irreversiblen Folgen für die natürlichen Lebensgrundlagen eines Großteils der Menschheit“ (WBGU, 1993) Klimawandel Landnutzungswandel Sozioökonomischer Wandel ... Wechselwirkung zwischen den Prozessen  Folgen für Mensch und Umwelt: Ergebnis multipler Wirkungen Viele Freiheitsgrade Unsicherheit über zukünftige sozioökonomische Entwicklung (Treibhausgasemissionen, Landnutzungswandel, ...) Unsicherheit in der Modellierung des Globalen Wandels  Multiple Szenarien des Globalen Wandels Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Multiple Szenarien des Globalen Wandels 4 Sozioökonomische Szenarien CGCM2 CSIRO2 HadCm3 PCM 4 Klimamodelle (GCM) Atmosphärische CO2 Konzentration (ppmv) 200 400 600 800 1000 1200 2000 2025 2050 2075 2100 Jahr A1f A2 B1 B2 Emission von Treibhausgasen B2 A1f B1 A2 Bevölkerung Globalisierung Ökonomie Umwelt Verteilung Technologie 4 sozioökonomische Szenarien (SRES / IPCC) 4 Klimamodelle 7 Prioritätsszenarien Ökonomische Entwicklung Szenarien zu: Bedarf an Holz und landwirtschaftlichen Produkten Bevölkerungsentwicklung Landnutzung Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Biodiversität - Methode Grundlage: Aktuelles Klima (7 bioklimatische Indikatoren) 2013 Arten aus 4 Europäischen Artenkatastern Bestimmung von Climate Envelopes für jede Art Statistische Modellierung der Verbreitung unter verändertem Klima Variante: Mit Migrationsfähigkeit (nur eingeschränkt durch natürliche Barrieren) Ohne Migrationsfähigkeit Effekt von Landnutzung und Landschaftsstruktur nicht dargestellt Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Biodiversität – Anzahl höherer Arten Annahme: volle Migrationsfähigkeit Abnahme der Anzahl höherer Arten in Deutschland bis 2050 (-3.1– -6.3%) Besonders starker Rückgang: Alpen (> 10%), Süddeutschland, Ostdeutschland Zunahme in Thüringen Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Biodiversität – verschiedene Artengruppen im Vergleich Veränderung Der Artenvielfalt gegenüber 1990 [%] < - 2 5 4 1 > Krautige Pflanzen holzige Pflanzen Vögel Grundannahme: Uneingeschränkte Migrationsmöglichkeiten Szenariengrundlage: SRES Szenario: A2 Klimamodell: HadCm3 Säugetiere Amphibien + Reptilien Gesamt Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Biodiversität – Effekt von Migrationsfähigkeit Risiko des lokalen Aussterbens von ausgewählten Pflanzenarten (n=1305) in Abhängigkeit der Migrationsfähigkeit (Ergebnisse für Europa) Volle Migrations-fähigkeit Keine Migrations-fähigkeit A2 0.9 – 6 2 – 15.1 B2 0 – 6.5 2.9 – 16.3 A1 1.1 – 7.8 2.3 – 18.2 Extinktion [%] Thuiller et al. submitted Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Ausgewählte, von Klimaänderungen betroffene Tierarten Ort Änderung Klimabezug Frösche, Kröten, Eidechsen Hochlagen Regenwald Costa Rica Populationsrückgang führt zum Aussterben Ende 80er, Anfang 90er Jahre Allg. Erwärmung führt zu höheren Ozeantemperaturen verbunden mit trockeneren Bedingungen 59 Vogelarten Südengland Ausbreitung nach Norden, im Mittel um 18.9 km Allg. Erwärmung 34 Schmetterlings-arten Europa Ausbreitung nach Norden um 35 - 240 km Mexikanischer Eichelhäher Südosten Arizonas Um 10.1 Tage früherer Brutbeginn (1971 - 1998) Allg. Erwärmung, Anstieg der Tagesminimumtemperatur Rentier, Elch, Caribou Kanada, USA, GB, Norwegen, Grönland Populationsrückgang NAO: Verstärkte Schneefälle Wasseramsel Südnorwegen Populationszunahme (1978 - 1997) NAO: Höhere Wintertemperaturen Div. Korallenarten Karibik, Indischer u. Pazifischer Ozean Ausbleichung u. Massensterben (1998) El Niño, höhere Meerestemperaturen Wölfe, Elche Isle Royale, Michigan Populationsrückgang seit 1959 NAO: Zunahme der Schnee-fälle in Wechselwirkung mit Jäger-Beute-Dynamik Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Korallenriffe: 11 besonders gefährdete Hotspots Gelb = wenig artenreich Orange = artenreich Rot = sehr artenreich Dunkelrot = Orte mit vielen endemischen Arten (= Hotspots) http://www.starfish.ch/Korallenriff/Hotspots.html Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Ökosysteme im Globalen Wandel Modellergebnisse Rückgang der Artenvielfalt Verschiebung der Artenareale nach Norden bzw. in höhere Lagen Besonders betroffen: Alpen, SW-Deutschland Rückgang höher ohne Migrationsfähigkeit („run or die“) 6-11% Verlust aller Pflanzenarten in Schutzgebieten Außerdem: Gefährdung von Biotopen durch Klimawandel, Grundwasserabsenkung, Landnutzungswandel ...  Habitatfragmentierung, -störung und -zerstörung Veränderung des Verhaltens von Tieren (z.B. Zugverhalten, Brutverhalten) kurzfristig und regional: Erhöhung der Artenvielfalt möglich Gefährdung endemischer Arten Gefährdung von Biotopen durch Klimawandel, Grundwasserabsenkung, Landnutzungswandel ... Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock

Mit Dank an meine Kollegen vom PIK: Franz Badeck, Marc Zebisch und andere und vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Biodiversity Nov-05 http://www.pik-potsdam.de/~stock