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Das wärmere Klima in der arktischen Tundra verändert die Artenzusammensetzung, wie eine Studie mit Beteiligung von SLF, WSL und der Universität Zürich zeigt.
Die Arktis ist bislang eine Domäne niedrigwüchsiger Gräser und Zwergsträucher. Um den harten Umweltbedingungen zu widerstehen, kauern sie sich dicht an den Boden und werden oft nur wenige Zentimeter hoch. Doch das ändert sich mit der Klimaerwärmung: Im Verlauf der letzten dreissig Jahre sind in der Tundra deutlich höherwüchsige Pflanzengemeinschaften entstanden. Das zeigt eine Studie von 130 internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, darunter auch Forschende von WSL, SLF und der Universität Zürich. Die Studie wurde soeben im renommierten Fachmagazin "Nature" publiziert.
Darin werteten die Forschenden den bislang umfangreichsten Datensatz zu Pflanzen in der arktischen Tundra aus. Dieser umfasst Beobachtungen an rund 120 Punkten rund um den Polarkreis, darunter Alaska, Kanada, Island, Skandinavien und Sibirien, aber auch in höheren Lagen der Alpen, wo die klimatischen Bedingungen sehr ähnlich sind wie in der Arktis.
Die Daten zeigen, dass der Grössenzuwachs nicht nur regional, sondern an fast allen untersuchten Standorten stattgefunden hat. Zum Teil werden die angestammten Pflanzenarten heute grösser als vor dreissig Jahren. Vor allem aber haben sich neue, höher wachsende Pflanzenarten in der Tundra ausgebreitet, die normalerweise in wärmeren Regionen wachsen.
Ein ähnliches Phänomen lässt sich auf Alpengipfeln beobachten, wie eine früher in der Zeitschrift "Nature" veröffentlichte Studie der SLF- und WSL-Forschenden ergab. "Pflanzenarten aus tieferen Lagen breiten sich aufgrund der Klimaerwärmung in grösseren Höhen aus", sagt Christian Rixen, Gebirgsökologe am SLF.
Auch die Veränderung der Pflanzengemeinschaften in der Tundra lässt sich auf die Klimaerwärmung zurückführen. In den letzten dreissig Jahren sind die Temperaturen im Mittel über die untersuchten Orte um rund 1 Grad im Sommer und um 1,5 Grad im Winter angestiegen. Die Arktis ist damit eine der sich am schnellsten erwärmenden Regionen der Erde.
Der Trend zu höherwüchsigen Pflanzen ist noch längst nicht abgeschlossen: Nach Einschätzung der Forschenden könnte sich die Wuchshöhe von Pflanzengemeinschaften in der Tundra bis zum Ende des Jahrhunderts durchschnittlich nochmals um 20 bis 60 % steigern. Zusätzlich zeigt die Studie, dass die Veränderungen nicht nur vom Temperaturanstieg, sondern insbesondere auch von der Bodenfeuchte abhängig sein werden. Die Tundra ist durch die tiefen Temperaturen noch äusserst niederschlagsarm. «An Standorten, an denen auch der Niederschlag stark zunimmt, erwarten wir aufgrund unserer Resultate eine stark beschleunigte Vegetationsentwicklung», sagt Studien-Mitautorin Gabriela Schaepman-Strub von der Universität Zürich.
Ein möglicher Effekt von höherwüchsigen Pflanzengemeinschaften könnte sein, dass sich im Winter mehr Schnee um die Pflanzen sammelt, welcher den Boden isoliert. Die Auftauschicht des Permafrostbodens gefriert dann nicht mehr so schnell. In Permafrostböden lagert bis zur Hälfte des weltweit im Boden gebundenen Kohlenstoffs. Tauen sie auf, könnten grosse Mengen an CO2 und Methan freigesetzt werden, wodurch sich das Klima weiter aufheizen würde.
An der Studie unter der Leitung von Dr. Anne Bjorkman waren unter anderem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Universität Edinburgh, der Universität Aarhus, der Universität Zürich, der Eawag sowie von WSL und SLF beteiligt. Die Ergebnisse basieren auf über 50‘000 Einzelmessungen von Pflanzen, die über einen Zeitraum von dreissig Jahren durchgeführt wurden, um zu erforschen, wie Tundra-Ökosysteme auf die Klimaerwärmung reagieren.