Eine verringerte Schneedecke und veränderte Vegetationsmuster in den Alpen, beides bedingt durch den Klimawandel, haben gemeinsam große Auswirkungen auf die Artenvielfalt und das Funktionieren der Ökosysteme im Hochgebirge, so eine heute veröffentlichte neue Studie.
Gebirgsketten, die weite Teile der Welt bedecken, erwärmen sich viel schneller als die umliegenden Tieflandgebiete, was zu einem enormen Rückgang der Schneedecke und einer schnellen Aufwärtsbewegung von Zwergsträuchern wie Heidekraut führt.
Wissenschaftler der Universität Manchester haben herausgefunden, dass diese Veränderungen das Timing entscheidender alpiner Ökosystemfunktionen stören, die von Pflanzen und Bodenmikroorganismen ausgeführt werden.
Die Studie wurde heute in der Zeitschrift veröffentlicht Biologie des globalen Wandelszeigt, dass Hochgebirgsökosysteme möglicherweise weniger in der Lage sind, die wichtigen Nährstoffe zu behalten, die für das Pflanzenwachstum und den Erhalt der Artenvielfalt in diesen rauen Umgebungen erforderlich sind.
Dr. Arthur Broadbent, Hauptautor der Studie, sagte: „Unsere Arbeit zeigt, wie wichtig das Timing vieler Pflanzen- und Bodenprozesse in saisonalen Ökosystemen ist. Die Menschen sind möglicherweise mit den durch den Klimawandel verursachten Diskrepanzen zwischen Pflanzenblüte und dem Aufkommen von Bestäubern vertraut.“ .
„In unserer Studie haben wir gezeigt, dass Pflanzen- und Bodenprozesse eine faszinierende saisonale Dynamik aufweisen und dass der zeitliche Ablauf dieser Prozesse auch durch den Klimawandel gestört werden kann. Die hohen Berge sind wie ein Kanarienvogel im Kohlebergwerk, weil sie sich viel schneller erwärmen.“ als der weltweite Durchschnitt. Das macht unsere Ergebnisse besonders alarmierend.“
Jedes Jahr führen saisonale Veränderungen in Bergökosystemen zu großen Nährstoffübertragungen zwischen Pflanzen und mikrobiellen Gemeinschaften in alpinen Böden. Nach der Schneeschmelze im Frühjahr beginnen Pflanzen zu wachsen und konkurrieren mit Bodenmikroben um Nährstoffe, was zu einer Verlagerung der Nährstoffspeicherung vom Boden in die Pflanzen führt. Diese Übertragung kehrt sich im Herbst um, wenn die Pflanzen absterben und die Nährstoffe über abgestorbene Blätter und Wurzeln in den Boden zurückgeführt werden.
Im alpinen Winter wirkt der Schnee wie eine schützende Decke, die es den Bodenmikroben ermöglicht, weiterhin zu funktionieren und Nährstoffe in ihrer Biomasse zu speichern, und die es den Pflanzen ermöglicht, kalte alpine Winter zu überstehen. Der Klimawandel wird voraussichtlich bis zum Ende des Jahrhunderts in Teilen der europäischen Alpen zu einem Verlust der Schneedecke um 80–90 % führen und den Zeitpunkt der Schneeschmelze um fünf bis zehn Wochen vorverlegen.
Prof. Michael Bahn, Projektmitarbeiter der Universität Innsbruck, sagte: „Der Rückgang der Winterschneedecke ist eine der offensichtlichsten und ausgeprägtesten Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen. Seine Auswirkungen auf die Funktion und Artenvielfalt der alpinen Ökosysteme sind.“ ein großes Anliegen für die Menschen im Alpenraum und darüber hinaus.“
Die Wissenschaftler der Universität Manchester führten in Zusammenarbeit mit der Universität Innsbruck, dem Helmholtz Zentrum München und dem Zentrum für Ökologie und Hydrologie die Arbeiten an einem Langzeit-Feldexperiment in den europäischen Alpen durch. Die Ergebnisse verdeutlichen die schädlichen Auswirkungen des Klimawandels auf die saisonale Übertragung und Speicherung von Nährstoffen zwischen Pflanzen und Bodenmikroben.
Richard Bardgett, leitender Forscher und Professor für Ökologie am Department of Earth and Environmental Sciences der University of Manchester, sagte: „Unsere Arbeit zeigt, wie die Kombination verschiedener Facetten des Klimawandels unterirdische ökologische Prozesse, die das Pflanzenwachstum in alpinen Ökosystemen unterstützen, erheblich stören kann.“ , mit potenziellen langfristigen Folgen für ihre Artenvielfalt und Funktionsfähigkeit.“
Für Wissenschaftler bleibt es eine große Herausforderung zu verstehen, wie Ökosysteme auf mehrere gleichzeitige Auswirkungen des Klimawandels reagieren. Wechselwirkungen zwischen direkten und indirekten Klimaveränderungsfaktoren, wie z. B. einer Veränderung der Schneedecke oder weniger offensichtlichen Faktoren wie der Ausbreitung von Zwergsträuchern, können zu plötzlichen und unerwarteten Veränderungen in der Funktionsweise von Ökosystemen führen. Diese Auswirkungen lassen sich nicht vorhersagen, wenn man die Faktoren des Klimawandels isoliert betrachtet.
Mehr Informationen:
Der Klimawandel stört die saisonale Kopplung des mikrobiellen Nährstoffkreislaufs von Pflanze und Boden in einem alpinen Ökosystem. Biologie des globalen Wandels (2024). DOI: 10.1111/gcb.17245