Die globale Erwärmung bedroht Ökosysteme und Vegetationszonen auf der ganzen Welt. Doch im hohen Norden schreitet der Klimawandel besonders schnell voran und verdrängt die sibirische Tundra durch eine Ausbreitung der Nadelwälder. Eine Simulation zeigt nun: Werden keine Klimaschutzmaßnahmen ergriffen, könnte die sibirische Tundra bis Mitte des Jahrhunderts fast vollständig verschwinden.
Die sibirische Tundra ist eine Vegetationszone zwischen den vereisten Landschaften der Arktis und dem borealen Nadelwald In dieser Region ist der Boden fast durchgehend gefroren, sodass in dieser Kältesteppe keine Bäume, sondern nur wenige speziell angepasste Pflanzen wachsen. Die harschen Bedingungen brachten im Laufe der Evolution besondere Pflanzenarten hervor, von denen einige ausschließlich in der Tundra und der Arktis vorkommen. Dieser Lebensraum beherbergt aber auch einzigartige Tiere wie Rentiere, Lemminge oder die Arktische Hummel.
Doch auch vor der arktischen Tundra macht der Klimawandel nicht halt, sondern schlägt dort sogar besonders hart zu. So ist die durchschnittliche Lufttemperatur im hohen Norden in den letzten 50 Jahren um mehr als zwei Grad Celsius angestiegen – und damit viel stärker als in anderen Regionen der Welt. Die Temperaturerhöhung lässt die Böden der Tundra im Sommer häufiger und schneller auftauen. Dadurch verschiebt sich die Baumgrenze der im Süden angrenzenden sibirischen Wälder immer weiter nach Norden. Diese Verdrängung der weiten Flächen der Kältesteppe mit ihrer einzigartigen Flora und Fauna könnte sich in den nächsten Jahren weiter fortsetzen.
Simulation sieht Tundra in Bedrängnis
Um herauszufinden, wie stark die sibirische Tundra tatsächlich bedroht ist, haben Stefan Kruse und Ulrike Herzschuh vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam, die zukünftige Ausbreitung der Wälder auf Kosten der Tundra am Computer simuliert. Dafür nutzen sie das Vegetationsmodell LAVESI, welches die Lage der arktischen Baumgrenze sogar auf der Ebene von individuellen Bäumen darstellen kann: „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“, erklärt Kruse.
Die Ergebnisse der Simulation zeigen eine alarmierend schnelle Verdrängung der baumlosen Kältesteppe: Den Berechnungen zufolge wird sich der Lärchenwald aus Russland mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Jahrzehnt nach Norden hin ausbreiten. Die Tundraflächen, die sich wegen des angrenzenden Arktischen Ozeans nicht in kältere Regionen verschieben können, schrumpfen dadurch mehr und mehr zusammen. Dabei folgt die Ausbreitung der Wälder mit einigem Abstand auf die Erwärmung, da die Bäume mit ihren Samen nur einen begrenzten Vermehrungsradius haben. Irgendwann holen die Bäume aber unweigerlich auf.
Klimaschutz kann Folgen abmildern
Den Prognosen zufolge könnten dadurch die Tundra in Sibirien so weit schrumpfen, dass bis zum Jahr 2500 nur noch knapp sechs Prozent der heutigen Tundrafläche übrig sind. „Im schlimmsten Fall wird die Tundra bis Mitte des Jahrtausends nahezu vollständig verschwinden“, prognostiziert Herzschuh. Da dieses Modell jedoch für ein Szenario ohne jeglichen Klimaschutz entwickelt wurde, gibt es laut der beiden Forschenden noch Hoffnung für die eisige Vegetationszone: „Ambitionierte Strategien zur Abschwächung der Klimaerwärmung, könnten solch einen extremen Verlust verhindern und etwa 32,7 Prozent der heutigen Tundra erhalten“. Der ehemals 4.000 Kilometer lange, durchgehende Tundragürtel in Sibirien wird der Simulation nach dann auf zwei Flächen geschrumpft sein, die 2.500 Kilometer voneinander entfernt liegen.
Die Diversität der Pflanzen- und Tierarten der Tundra wäre in diesem Szenario allerdings stark bedroht, da die geographische Isolation kleinere Populationen zur Folge hat, die schlechter auf Umweltveränderungen und störende Einflüsse reagieren können. „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 die nicht an der Studie beteiligte Klebelsberg von der Naturschutzorganisation WWF. Denn dank der Simulation stehe nun fest, dass dieses Ökosystem ohne Maßnahmen zur Eindämmung der Klimaerwärmung, langfristig verschwinden werde.
Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Fachartikel: Ecology, doi: 10.7554/eLife.75163
