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Auswirkungen des Klimawandels auf die biologische Vielfalt in Österreich

Temperaturanstieg und Niederschlagsveränderungen in den kommenden Jahrzehnten

Die Jahresdurchschnittstemperatur stieg in Österreich bereits im letzten Jahrhundert um 1,8° Celsius. Das ist ein fast dreimal höherer Temperaturanstieg, als auf der gesamten Nordhalbkugel. Prognosen zur Folge wird die Erderwärmung in Österreich, im Vergleich zum weltweiten Durchschnitt, fast doppelt so stark sein.

Für das Jahr 2100 wird ein Temperaturanstieg von bis zu 5° Celsius erwartet, sogar ein Anstieg um mehr als 6° Celsius ist nicht auszuschließen. Am stärksten werden von dieser Erwärmung Gebiete in den hohen Lagen Vorarlbergs, Tirols, Salzburgs und Kärntens betroffen sein.

Die Alpen Österreichs bekamen die Erderwärmung schon relativ früh zu spüren, die Gletscher der Ostalpen verloren in den letzten 150 Jahren bereits 60% ihrer Masse und 52% ihrer Fläche.

Parallel zum Anstieg der Temperaturen ist eine Erhöhung von Temperaturextremen zu erwarten und es wird in den meisten Landesteilen zu einer Verlagerung der Niederschläge vom Sommer in den Winter kommen. Zusätzlich werden Starkniederschläge und Dürreperioden häufiger auftreten (Niedermair et al. 2007).

Die Klimawandelfolgen betreffen die biologische Vielfalt auf verschiedenen biologischen Organisationsebenen:

1. Organisationsebene der Arten

Klimaänderungen wirken direkt auf die Entwicklung, Phänologie (periodisch wiederkehrendes, an den Jahresablauf gebundenes Auftreten von Entwicklungsschritten bei Arten, z. B. Austrieb von Blättern, Brutzeitpunkt bei Vögeln) (Menzel & Fabian 1999; Walther et al. 2002; Kromp-Kolb 2003) und das Verhalten von Arten. In Abhängigkeit vom Ausmaß der Klimaänderungen und der Sensibilität der einzelnen Arten sind zeitliche und räumliche Veränderungen im Vorkommen der Arten wahrscheinlich. Entsprechende Auswirkungen sind vor allem für Gefäßpflanzen, Wirbeltiere und einige Wirbellose gut erforscht (Leuschner & Schipka 2004).

Rezente Klimaänderungen führen auch zu Wanderungen (Migration) von Arten (Walther et al. 2002; Kromp-Kolb 2003; Root et al. 2003). Bei weiterer Klimaänderung ist daher eine Fortsetzung der Migration entlang der wesentlichen Klimagradienten (gegen Norden und in höhere Lagen) wahrscheinlich. Beispielsweise können große Wildtiere, die im Regelfall sehr mobil sind, in günstigere Lebensräume abwandern. Auch kälteliebende Arten wie z. B. der Schneehase oder das Schneehuhn finden in den höheren alpinen Lagen ideale Lebensbedingungen vor.

Für alpine Grasarten ist belegt, dass sie bereits seit den letzten hundert Jahren, als Reaktion auf den Klimawandel, bis zu vier Meter pro Jahr in höhere Lagen wandern. Das Wandern von Arten wird auch in niedrigeren Lagen Österreichs im Sinne einer „Mediterranisierung" (z. B. Zuwanderung von Smaragdeidechse und Gottesanbeterin) beobachtet (Niedermair et al. 2007).

Die geringe Mobilität mancher Arten, das Auftreten von Migrationsbarrieren (z. B. durch Lebensraumzerschneidungen) (McCarty 2001) oder der völlige Verlust von Habitaten (Lebensräumen) (z. B. Hochgebirgslagen) lassen in weiterer Folge ein Artensterben befürchten. Unterschiedliche Migrationsgeschwindigkeiten und Ansiedelungsstrategien können wiederum zu Veränderungen im bestehenden Artengefüge von Gebieten führen. Modellberechnungen auf Basis der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) - Klimaprognosen sagen ein Artensterben auf regionaler Ebene (Gottfried et al. 1998; Saetersdal et al. 1998; Theurillat & Guisan 2001; Dirnböck et al. 2003), auf europäischer Ebene (Schröter et al. 2004) und weltweit (Root et al. 2003; Thomas et al. 2004) voraus.

Arten mit geringem Verbreitungsgebiet sind durch den Klimawandel besonders gefährdet (Pimm, 1998). Auch für Österreich muss das Aussterben endemischer Arten oder das lokale Aussterben vereinzelt verbreiteter Arten befürchtet werden, wobei der Grad der Klimaänderung und die Mobilität (Potential von Arten neue Lebensräume zu besiedeln) der einzelnen Arten für die Aussterbenswahrscheinlichkeit entscheidend sind.

Für Österreich wird von einer zunehmenden Gefährdung der alpinen Arten in den endemitenreichen Regionen der östlichen und südlichen Alpen ausgegangen. Negativ betroffen sind zum Beispiel Arten mit sehr isoliertem Vorkommen und solche, die niedrigere Gipfelregionen bewohnen. Alpine Arten wie der Schneefink, der Bergpieper oder das Alpenschneehuhn haben keine Möglichkeit mehr in nördlichere Zonen vorzudringen und sind daher bei anhaltender Klimaerwärmung in einigen Gebieten vom Aussterben bedroht (Niedermair et al. 2007).

Die Auswirkungen des Klimawandels auf Mirkoorganismen führen z. B. zur Steigerung der mikrobiologischen Bodenaktivität, die einen verstärkten Abbau von Bodenstreu nach sich zieht. Daraus resultiert zumindest vorübergehend ein erhöhtes Nährstoffangebot für Pflanzen und eine Änderung der Bodenreaktion mit möglichen Auswirkungen auf die Konkurrenzverhältnisse der Lebensgemeinschaften (Nawrath & Wittig 2005). Eine erhöhte mikrobiologische Aktivität im Boden kann durch verstärkte Freisetzung von Methan und Kohlendioxid zur Beschleunigung des Klimawandels führen. Vor allem in kühlen Klimaten (alpin und boreal) werden diese Effekte erwartet.

 2. Organisationsebene der Lebensgemeinschaften

Die Auswirkungen des Klimawandels führen zwangsläufig auch zu Veränderungen von Lebensgemeinschaften. Das Eindringen wärmeliebender Arten in „fremde" Lebensräume ist ein Beispiel dafür (Walther 2000; Walter et al. 2002).

Steigende Temperaturen haben in Kombination mit erhöhter CO2-Konzentration wachstumsfördernde Wirkung auf Pflanzen mit Folgen für den gesamten Lebensraum (Hasenauer et al. 1999; McCarty 2001), wobei die Förderung des Wachstums durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen limitiert ist. 

Lebensgemeinschaften unterliegen komplexen Interaktionen zwischen den Arten selbst und ihrer Umwelt, was die Vorhersage möglicher Auswirkungen von Klimaänderungen erschwert. Wälder sind ein Paradebeispiel komplexer Wirkungsmechanismen. Man nimmt jedoch an, dass ein verstärktes Auftreten von wärmebedürftigen Forstinsekten in Zukunft eine Veränderung der Walddynamik nach sich ziehen wird. 

Prognosemodelle für Österreich versuchen die Klimaeffekte auf die heimischen Wälder zu skizzieren. Dabei zeigte sich, dass Wälder in den wärmeren Regionen Österreichs eine verstärkte Sensibilität aufweisen und dass die Förderung der gegenüber Wärme empfindlichen Fichte zu zusätzlichen Problemen führen kann (Lexer et al. 2001).

Die Fichte, mit einem Flächenanteil von über 50% die häufigste Baumart in Österreich, wird aufgrund ihrer Anfälligkeit für Trockenstress vor allem im sommerwarmen Osten (Niederösterreich), im subillyrischen Hügelland (Steiermark und Südburgenland) sowie im Donauraum für die Aufforstung zunehmend ungeeignet sein. Weiters werden Fichtenbestände, bedingt durch den Trockenstress, anfälliger für den durch das wärmere Klima begünstigten Fichtenborkenkäfer werden. Dadurch verbleiben im Wesentlichen nur im Alpenbogen in höheren Lagen für die Fichte geeignete Gebiete.

Im Gegensatz dazu wird die Buche aufgrund deutlicher Erwärmung in den Gebirgslagen des gesamten Ostalpenraumes neue Standorte besiedeln können. Ihre Verbreitungsgebiete im Osten Österreichs werden jedoch durch die starke Zunahme der Trockenheit ein erhöhtes Stressniveau aufweisen. Insgesamt kommt es jedoch in Österreich für die Buche zu einer Ausdehnung des potentiell besiedelbaren Areals.

Auch andere Baumarten, wie die Eiche oder die Kiefer, die mit geringeren Niederschlägen zurechtkommen, werden profitieren. Für die Baumartenwahl und damit auch die Vielfalt in den österreichischen Bergwäldern dürften die Spielräume in Zukunft größer sein (Niedermair et al. 2007).

Eine weitere Folge der Erderwärmung ist der Anstieg der klimabedingten Waldgrenze im Gebirge (Niedermair et al. 2007).  Es zeigt sich jedoch, dass die klimainduzierte Waldgrenzenverschiebung in den nordöstlichen Kalkalpen je nach betrachteter Baumart sehr unterschiedlich ablaufen kann, und dass insgesamt mit einer sehr langsamen Reaktion der Vegetation gerechnet werden muss. Langfristig gesehen (mehrere hundert Jahre) wird jedoch ein erheblicher Anteil der heutigen alpinen Habitate verloren gehen (Dullinger et al. 2004).  

Besonders sensible und bedrohte Ökosysteme wie die Hochmoore sind durch höhere Temperaturen und längere Trockenperioden gefährdet, was wiederum zum Einwandern untypischer Arten führen kann. Für die Flachmoore besteht zusätzlicher Druck durch die Abnahme der Wasserspeisung, eine Reduktion der Fläche und eine Abnahme der Artenzahl.  Die verdrängten Moor-Arten sind Spezialisten, die keine anderen Lebensräume besiedeln können.

Generell wird davon ausgegangen, dass Neobiota durch den Klimawandel verstärkt zu Problemen im Naturschutz führen werden (Dukes & Mooney 1999; Mooney & Hobbs 2000). Für Österreich liegen keine diesbezüglichen Bewertungen vor (Kromp-Kolb 2003).

Von besonderer Bedeutung ist, dass der Großteil der österreichischen Neobiota aus wärmeren Nachbargebieten stammen (Rabitsch & Essl 2006). Eine weitere Erwärmung begünstigt daher ein vermehrtes Auftreten, als auch die Möglichkeit einer dauerhaften Etablierung dieser Arten (siehe auch Kromp-Kolb 2003). Beispielsweise werden die heimischen Gewässer geeigneter für exotische Fischarten, aber auch für den heimischen Karpfen. Im Gegenzug schrumpfen Lebensräume für Kaltwasserfischarten. Davon betroffen sind: Äsche, Huchen, Bachforelle, Felchen und Barsch (Niedermair et al. 2007).    

Die bewusste Förderung von Neobiota aufgrund ihrer Anpassung an die zu erwartende Klimaerwärmung wird vor allem in der Forstwirtschaft diskutiert (z. B. im Fall der Douglasie). Durch die Invasion von Neobiota kann es zu massiven Veränderungen der betroffenen Lebensgemeinschaften und ihrer Funktionen sowie zur Verdrängung heimischer Arten kommen (Mooney & Hobbs 2000). Vieles spricht dafür, dass eine intakte Artenvielfalt von Lebensgemeinschaften vor invasiven Neobiota schützt (Levine 2000; Shea & Chesson 2002). 

Bei fortschreitendem Klimawandel besteht auch die Gefahr, dass Schutzgebiete ihren ursprünglichen Zweck nicht mehr erfüllen können, weil aufgrund der Standortsveränderungen die zu schützenden Habitate verloren gehen (Araujo 2004). In Österreich fehlen jedoch entsprechende Bewertungen oder Überlegungen zu dementsprechenden Adaptierungsmaßnahmen.  

3. Organisationsebene der Ökosysteme

Biodiversitätsverluste haben häufig, ebenso wie direkte Veränderungen im Energie- und Wasserhaushalt, einen negativen Einfluss auf Prozesse und Funktionen von Ökosystemen. Da der Klimawandel auch direkt auf den Energie- und Stoffhaushalt der Ökosysteme wirkt, sind komplexe Interaktionen und Reaktionen zwischen Abfedern der Folgen und plötzlichem Kippen von Systemen zu erwarten (McCarty 2001).

Wissenschaftlich diskutiert werden die Stabilität/Resilienz von Ökosystemen und ihre negative Beeinflussung durch den Verlust von biologischer Vielfalt („diversity-stability debate; McCann 2000) und der Zusammenhang bestimmter Ökosystemfunktionen mit der Vielfalt von Arten bzw. funktionellen Gruppen (Naeem 2002; Luck et al. 2003; Raffaelli 2004). Europäische Szenarien von wesentlichen Ökosystemfunktionen im Lichte zukünftiger Umweltänderungen wurden unlängst von ATEAM (Advanced Terrestrial Ecosystem Analysis and Modelling, ein Projekt des 5. Forschungsrahmenprogrammes) publiziert (Schröter et al. 2004).

Indirekte Auswirkungen des Klimawandels auf österreichische Ökosysteme ergeben sich z. B. durch das künstliche Beschneien von Schipisten und durch das Gletscherschifahren. Auch die Wahl von Nutzpflanzen im Forstbereich, die an die veränderte klimatische Situation besser angepasst sind, führt zu einer Änderung der Artenzusammensetzung in Waldökosystemen. Diskutiert wird auch die Intensivierung der Bewässerung von landwirtschaftlichen Flächen im Osten Österreichs, wobei künstliche Bewässerung oft keine nachhaltige Lösung darstellt. Es drohen dadurch Gefahren, wie das Absenken des Grundwasserspiegels oder die Versalzung der Böden.

Adaptierungsmaßnahmen als notwendiger Schritt in Folge des Klimawandels
Neben allen Maßnahmen zur Eindämmung des fortschreitenden Klimawandels werden auch Adaptierungsmaßnahmen vermehrt erforderlich sein. In Österreich werden diese derzeit nur in Einzelfällen durchgeführt. Eine vermehrte Koordinierung sowie die Intensivierung solcher Maßnahmen scheinen erforderlich, da ein frühzeitiges Handeln hohe Folgekosten erspart.

In einem ersten Schritt sollten alle jene Bereiche identifiziert werden, in denen bereits jetzt Anpassungen erforderlich sind. So fehlt z. B. in Österreich eine breit geführte Diskussion zur Berücksichtigung des Klimawandels im Rahmen des Schutzgebietsmanagements. Auf internationaler Ebene wird z. B. die Ausweisung von Korridoren oder „Trittsteinen" zwischen Schutzgebieten als wichtige Anpassung an den Klimawandel gefordert. In Österreich wäre es vor allem wichtig, die Migration von Arten entlang des Höhengradienten zu ermöglichen.

 

Weiterführende Literatur:

Letzte Änderung: 23.09.2008