Studie zeigt, wie die Meere rund um China auf die Klimaerwärmung reagieren

Ein gemeinsames Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Wang Fan vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) hat herausgefunden, wie die Meere rund um China auf die Klimaerwärmung reagieren. Der Übersichtsartikel wurde veröffentlicht in Nature Reviews Erde & Umwelt am 18. Juli.

Die Meere um China (SAC), darunter das Bohai-Meer (BS), das Gelbe Meer (YS), das Ostchinesische Meer (ECS) und das Südchinesische Meer (SCS), unterliegen vielfältigen Veränderungen aufgrund der doppelten Auswirkungen menschlicher Aktivitäten und des Klimawandels.

Die Forscher fassten in den letzten Jahren wissenschaftliche Erkenntnisse aus den Bereichen Physik, Biogeochemie, Meeresbiologie, Meeresökologie und anderen Bereichen zusammen und analysierten die Merkmale von Erwärmung, Meereshitzewellen, Zirkulationsänderungen, Eutrophierung, anoxischer Versauerung usw.

Sie fanden heraus, dass die Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur (SST) seit 1950 0,10–0,14 °C pro Jahrzehnt erreicht hat und sich seit 1982 auf 0,14–0,16 °C pro Jahrzehnt beschleunigt hat, was deutlich schneller als der globale Durchschnitt ist. Als die SST-Trends am stärksten waren, erreichte sie seit 1982 0,23 ± 0,08 °C pro Jahrzehnt, das Zwei- bis Vierfache des globalen Durchschnitts. Die SST-Erwärmung im Winter ist aufgrund der Abschwächung des ostasiatischen Wintermonsuns und der Verstärkung des Warmwassereinbruchs aus dem Kuroshio schneller als im Sommer. Erwärmungstrends erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit extremer Hochtemperaturereignisse, mariner Hitzewellen (MHWs).

Satellitenbeobachtungen seit 1982 haben gezeigt, dass die Häufigkeit, Dauer und Gesamtintensität von MHWs in den Meeren rund um China deutlich zugenommen hat. Diese extremen Ereignisse haben die Auswirkungen des Klimawandels auf die Meere rund um China erheblich verstärkt und zu Korallenbleiche und erheblichen Verlusten in der Fischerei und Aquakultur geführt.

In den letzten Jahrzehnten hat sich das entstehende Kuroshio verstärkt, mit einer abnehmenden Invasion in das Südchinesische Meer in den oberen Schichten und einer Zunahme in den tieferen Schichten sowie einer zunehmenden Invasion in das Ostchinesische Meer und das Gelbe Meer. Die oberflächennahe Hochdruckzirkulation im Südchinesischen Meer schwächte sich im Winter aufgrund der kombinierten Wirkung der Kuroshio-Invasion und der Abschwächung des Monsuns ab. Zirkulationsänderungen verstärkten die räumliche Heterogenität der Erwärmung und der Primärproduktivitätsänderungen durch Umverteilung von Wärme und Biomasse.

Der enorme Nährstoffeintrag durch atmosphärische Deposition sowie Fluss- und Grundwassereinleitungen hat zu einem allgegenwärtigen Trend der Eutrophierung geführt, wobei sich mehr organische Stoffe am Boden absetzen. Die Erwärmung verstärkt die Schichtung des Meerwassers und der Abbau organischer Stoffe im Grundwasser verbraucht gelösten Sauerstoff und setzt Kohlendioxid frei, was zu einer immer stärkeren Hypoxie und Versauerung führt.

Hypoxie- und Versauerungsereignisse im Küstenmeerwasser zeigen einen deutlich zunehmenden Trend regionaler Ausbreitung und Schwere, die das Überleben und die Fortpflanzung von Meeresorganismen (insbesondere Benthos) gefährden.

Darüber hinaus vollzieht sich beim Wachstum des Phytoplanktons in vielen Meeresgebieten ein Übergang von der Stickstoff- zur Phosphorbegrenzung, da der Gehalt an anorganischem Stickstoff schneller wächst als der Gehalt an anorganischem Phosphor (das Verhältnis von Stickstoff zu Phosphor nimmt zu), was zu Veränderungen in der Artenzusammensetzung führt Planktongemeinschaften, wie etwa die Zunahme von Dinoflagellaten und die Abnahme von Kieselalgen. Die Meere rund um China weisen eine Netto-Kohlenstoffsenke auf, die durch den Kohlenstofffixierungsfluss, Fluss- und Ozeaneinträge, biologische Pumpen und mikrobielle Kohlenstoffpumpen verursacht wird.

„Nach der neuesten Schätzung können die Meere rund um China durch den See-Luft-Austausch 10,8 ± 23,1 Tg C pro Jahr absorbieren. Obwohl Klimamodelle vorhersagen, dass die globale Erwärmung die Kohlenstoffsenken in den Randmeeren des Festlandsockels schwächen wird, deuten bestehende Beobachtungen darauf hin.“ „Die Kohlenstoffsenken in den Meeren rund um China sind nicht wesentlich geschwächt“, sagte Prof. Li Yuanlong, korrespondierender Autor der Studie.

Mit Veränderungen im physikalischen (Erwärmung, Verstärkung der Schichtung, planktonische, benthische Zirkulation, Veränderungen) und chemischen (Nährstoffkonzentration und -zusammensetzung) Hintergrund haben auch die Fischgemeinschaften in den Meeren rund um China erhebliche Veränderungen erfahren und zwei unterschiedliche Merkmale gezeigt: Miniaturisierung und Invasion von Warmwasser. Wasserarten.

Die Dominanz von Kieselalgen in der Phytoplanktongemeinschaft nimmt ab, die Dominanz von Dinoflagellaten nimmt zu, die Häufigkeit von gelatineartigem Zooplankton wie Quallen nimmt zu und die Größe von Phytoplankton und Zooplankton zeigt einen Miniaturisierungstrend. Die Vielfalt des Benthos ist insgesamt zurückgegangen und das Verbreitungsgebiet, die ökologischen Gewohnheiten und die physiologischen Eigenschaften vieler Benthos haben sich erheblich verändert.

Die synergistischen Wirkungen von Erwärmung, hypoxischer Versauerung und Eutrophierung auf Benthos werden zunehmend sichtbar. Fische reagieren unterschiedlich auf den Klimawandel, wobei der Anteil der Warmwasserarten in den Meeren rund um China deutlich zunimmt.

„Laut Modellvorhersage wird sich der oben genannte Veränderungstrend auch in Zukunft fortsetzen und sich wahrscheinlich noch verstärken“, sagte Prof. Wang. „Um diesen Klimadruck genau zu projizieren und wirksam zu lindern, muss die interdisziplinäre Forschung in den Meeren rund um China dringend gestärkt werden.“