Warum der Zusammenbruch von Ökosystemen viel früher als erwartet eintreten kann

Überall auf der Welt verwandeln sich Regenwälder in Savannen oder Ackerland, Savannen trocknen aus und verwandeln sich in Wüsten, und die eisige Tundra taut auf. Tatsächlich haben wissenschaftliche Studien solche „Regimewechsel“ inzwischen dokumentiert mehr als 20 verschiedene Arten von Ökosystemen an denen Kipppunkte passiert wurden. Auf der ganzen Welt besteht die Gefahr, dass sich mehr als 20 % der Ökosysteme verändern oder zusammenbrechen.

Diese Zusammenbrüche könnten früher eintreten, als Sie denken. Schon heute setzt der Mensch die Ökosysteme unter Druck viele verschiedene Möglichkeiten– was wir als Stress bezeichnen. Und wenn man diese Belastungen mit einer Zunahme klimabedingter extremer Wetterereignisse kombiniert, könnte sich das Datum, an dem diese Kipppunkte überschritten werden, um bis zu 80 % vorverlegen.

Dies bedeutet, dass ein Zusammenbruch des Ökosystems, den wir bis zum Ende dieses Jahrhunderts hätten vermeiden können, bereits in den nächsten Jahrzehnten eintreten könnte. Das ist die düstere Schlussfolgerung unserer neuesten Studie, veröffentlicht in Nachhaltigkeit in der Natur.

Das Bevölkerungswachstum, die gestiegene wirtschaftliche Nachfrage und die Konzentration von Treibhausgasen setzen Ökosysteme und Landschaften unter Druck, Nahrung bereitzustellen und wichtige Dienstleistungen wie sauberes Wasser aufrechtzuerhalten. Auch die Zahl extremer Klimaereignisse nimmt zu wird nur noch schlimmer werden.

Was uns wirklich beunruhigt, ist, dass Klimaextreme bereits gestresste Ökosysteme treffen könnten, was wiederum neue oder erhöhte Belastungen auf andere Ökosysteme usw. übertragen könnte. Das bedeutet, dass ein zusammenbrechendes Ökosystem einen Dominoeffekt auf benachbarte Ökosysteme haben könnte aufeinanderfolgende Feedbackschleifen: ein „ökologisches Unglücksszenario“ mit katastrophalen Folgen.

Wie lange dauert es bis zum Zusammenbruch?

In unserer neuen Forschung wollten wir ein Gefühl dafür bekommen, wie viel Stress Ökosysteme aushalten können, bevor sie zusammenbrechen. Wir haben dies mithilfe von Modellen erreicht – Computerprogrammen, die simulieren, wie ein Ökosystem in Zukunft funktionieren wird und wie es auf veränderte Umstände reagieren wird.

Wir verwendeten zwei allgemeine ökologische Modelle, die Wälder und die Wasserqualität von Seen darstellen, und zwei standortspezifische Modelle, die die Fischerei in der Chilika-Lagune im ostindischen Bundesstaat Odisha und auf der Osterinsel (Rapa Nui) im Pazifischen Ozean darstellen. Diese beiden letztgenannten Modelle beziehen beide explizit Wechselwirkungen zwischen menschlichen Aktivitäten und der natürlichen Umwelt ein.

Das Hauptmerkmal jedes Modells ist das Vorhandensein von Rückkopplungsmechanismen, die dazu beitragen, das System im Gleichgewicht und stabil zu halten, wenn die Belastungen schwach genug sind, um absorbiert zu werden. Beispielsweise bevorzugen Fischer am Chilika-See den Fang ausgewachsener Fische, solange der Fischbestand reichlich ist. Solange noch genügend Erwachsene zur Fortpflanzung übrig sind, kann dies stabil sein.

Wenn Belastungen jedoch nicht mehr aufgefangen werden können, überschreitet das Ökosystem abrupt einen Punkt, an dem es kein Zurück mehr gibt – den Kipppunkt – und bricht zusammen. In Chilika könnte dies der Fall sein, wenn Fischer bei Engpässen den Fang von Jungfischen erhöhen, was die Erneuerung des Fischbestands weiter untergräbt.

Mit der Software haben wir mehr als 70.000 verschiedene Simulationen modelliert. In allen vier Modellen führten die Kombinationen von Stress und Extremereignissen dazu, dass der Zeitpunkt eines prognostizierten Wendepunkts um 30 bis 80 % vorgezogen wurde.

Dies bedeutet, dass ein Ökosystem, von dem vorhergesagt wurde, dass es in den 2090er Jahren aufgrund des schleichenden Anstiegs einer einzelnen Stressquelle, wie etwa der globalen Temperaturen, zusammenbrechen wird, im schlimmsten Fall in den 2030er Jahren zusammenbrechen könnte, wenn wir andere Probleme wie extreme Regenfälle berücksichtigen. Umweltverschmutzung oder ein plötzlicher Anstieg der Nutzung natürlicher Ressourcen.

Wichtig ist, dass etwa 15 % der Ökosystemzusammenbrüche in unseren Simulationen als Folge neuer Belastungen oder extremer Ereignisse auftraten, während die Hauptbelastung konstant blieb. Mit anderen Worten: Auch wenn wir glauben, dass wir Ökosysteme nachhaltig verwalten, indem wir die Hauptstressniveaus konstant halten – zum Beispiel durch die Regulierung der Fischfänge –, sollten wir besser nach neuen Belastungen und Extremereignissen Ausschau halten.

Es gibt keine ökologischen Rettungsaktionen

Frühere Studien deuten darauf hin, dass durch das Überschreiten von Kipppunkten in großen Ökosystemen erhebliche Kosten entstehen werden ab der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts. Unsere Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass diese Kosten viel früher auftreten könnten.

Wir haben herausgefunden, dass die Geschwindigkeit, mit der Stress ausgeübt wird, entscheidend für das Verständnis des Systemkollapses ist, was wahrscheinlich auch für nicht-ökologische Systeme relevant ist. Tatsächlich wurde kürzlich darauf hingewiesen, dass die erhöhte Geschwindigkeit sowohl der Berichterstattung als auch der mobilen Banking-Prozesse das Risiko eines Bankenzusammenbruchs erhöht. Als Journalist Gillian Tett hat beobachtet:

„Der Zusammenbruch der Silicon Valley Bank hat eine erschreckende Lektion darüber geliefert, wie technische Innovationen das Finanzwesen unerwartet verändern können (in diesem Fall durch die Intensivierung des digitalen Herdings). .“

Aber da endet der Vergleich zwischen ökologischen und ökonomischen Systemen. Banken können gerettet werden, solange die Regierungen ausreichend finanzielles Kapital für Rettungsaktionen bereitstellen. Im Gegensatz dazu kann keine Regierung das unmittelbare Naturkapital bereitstellen, das zur Wiederherstellung eines zusammengebrochenen Ökosystems erforderlich ist.

Es gibt keine Möglichkeit, zerstörte Ökosysteme innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens wiederherzustellen. Es gibt keine ökologischen Rettungsaktionen. Um es im Finanzjargon auszudrücken: Wir müssen den Schlag einfach hinnehmen.

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