Das veränderte Klima: Ein Risiko für Artenvielfalt und Wasserreserven

Im Monat Dezember veröffentlichte die renommierte Zeitschrift „Nature Ecology and Evolution“ eine Forschung zum Thema „Klimawandel und Biodiversität“, zu der Valeria Lencioni, Forscherin für Hydrobiologie im MUSE – Museo delle Scienze – einzige italienische Einrichtung im internationalen Team, das an der Forschung beteiligt war – beigetragen hat.

Es handelt sich hierbei um die dritte Arbeit zu diesem Thema die im Jahr 2017 veröffentlicht wurde und an der Dr. Lencioni, die seit 20 Jahren die Fauna in den Gletschergebieten der Alpen, der Arktis und Asiens erforscht, beteiligt ist.
Diese Veröffentlichung bestätigt, dass die Veränderung der Tierwelt der Gletscherbäche in allen untersuchten Gletschersystemen (in Europa, Amerika und Neuseeland), in Zusammenhang steht mit dem Rückgang der Gletscher, die diese Bäche speisen.

Die Kryofauna, die nur in den ersten hundert Metern eines Gletscherbaches vorkommt, steigt stromaufwärts Richtung Gipfel als würde sie die schwindende Gletscherfront jagen. Gleichzeitig steigen vom Talboden jene Arten auf, die an wärmere und langsamere Gewässer angepasst sind, da sie in großer, zuvor undenkbarer Höhe (über 2000-2500 m in den Alpen) nun für sie ideale Lebensbedingungen vorfinden.

Dort wo die Gletscher inzwischen auf wenige Hektar reduziert sind und der Gletscherbach seine „extremen“ Eigenschaften (eisiges, trübes und turbulentes Wasser) verloren hat, verschwindet die Kryofauna zusehends. Die, der Kryofauna angehörigen Arten haben in den verschiedenen Regionen der Welt unterschiedliche Namen, üben aber dieselbe „Rolle“ aus. Wenn ebendiese Funktion fehlt, verändert sich die Selbstreinigungskapazität des Flusses und somit die Struktur des Nahrungsnetzes.

Die veröffentlichte Forschung beschreibt wie sich die Tiergemeinschaften der Gletscherbäche verändern und ermöglicht Vorhersagen über die mittel-und langfristigen Auswirkungen des Klimawandels auf die Artenvielfalt der Flüsse und die zukünftige Verfügbarkeit jener „Ökosystemdienstleistungen“ die auf globaler Ebene mit Gletscherschmelzwasser zusammenhängen.

Eines ist sicher: Das Klima verändert sich weltweit. Die Gletscher bedecken etwa 10% der Erdoberfläche und schwinden auf globaler Ebene mit Auswirkungen auf die Ökosysteme stromabwärts bis hin zum Meer. Seit 2003 wurde der Gletscherschwund jährlich um 2% beschleunigt, wodurch alpinen Pflanzen und Tieren keine Zeit bleibt, sich an die Veränderungen anzupassen.

Aktuelle Prognosen deuten darauf hin, dass nur 4-18% der heutigen Eisflächen in den Alpen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts übrig sein werden. In den nächsten Jahrzehnten werden außerdem alle kleinen Gletscher (mit einer Oberfläche von weniger als 1 km²) – 80% aller Alpengletscher – verschwinden.

Welche Auswirkungen hat der Rückzug der Gletscher auf die Artenvielfalt und die Wasserreserven der Zukunft? Welches Schicksal erwartet die Tiere, die die eisigen Gewässer der Gebirgsbäche bewohnen?
Vom Aussterben bedroht sind nur wenige Insektenarten, die sich als einzige an die Gletscherströme mit ihren „extremen“ Eigenschaften angepasst haben. Der bedeutendste Faktor in diesem Umfeld ist die Wassertemperatur, die das gesamte Jahr über um die Null Grad beträgt.

Um hier zu leben, haben diese Insekten besondere molekulare Strategien entwickelt, wie z.B. die Produktion von Zuckern und Frostschutzproteinen. Der Verlust des Lebensraumes der Gletscher wird zum Verschwinden dieser Arten führen. Die freigelassene Nische wird stattdessen von anderen Arten besetzt werden, die vom Tal in die Höhe steigen, um Bäche zu besiedeln die nicht mehr „eisig“ sein werden.

Es werden immer mehr Arten mit kürzerem Lebenszyklus (und die keine Metamorphose durchlaufen) und Allesfresser vorkommen (Filtrierer, räuberische Fleischfresser usw.). Die „Funktionen“ der Tiergemeinschaften werden sich verändern, ebenso die Selbstreinigungskapazität und die Struktur des trophischen Netzwerkes der Flüsse, an deren Spitze die Fische, Wasservögel und der Mensch stehen.

Der Rückzug der Gletscher verursacht heute und wird in Zukunft den Verlust von verschiedensten „Ökosystemdienstleistungen“ (Vorteile, die Menschen von Ökosystemen beziehen) verursachen: in der Produktion (weniger Wasserversorgung für Bewässerung, Energieerzeugung und Trinkwasser), im Kulturbereich (z.B. Verlust von Schönheiten der Natur mit negativen Auswirkungen auf den Tourismus und Einschränkung von Freizeitaktivitäten wie Skifahren) und die Regulation betreffend (z.B. Verlust der Verdünnungskapazität verschiedener Schadstoffe, auch in großer Höhe).

Nur mittel- bis langfristige ökologische Studien werden dabei helfen die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Artenvielfalt der alpinen Berglandschaft zu begreifen. Das Wissen, das heute von Forschern (Ökologen, Umweltingenieuren, Chemikern, Geologen, usw.) zur Verfügung gestellt wird, stellt ein nützliches Werkzeug für Verwaltungen dar, um Leitlinien für den Umgang mit Naturrisiken und Artenvielfalt in Zeiten des Klimawandels auszuarbeiten.

Artikel

Brown L., K. Khamis, M. Wilkes, P. Blaen, J. Brittain, J. Carrivick, S. Fell, N. Friberg, L. Fuereder, G. Gislason, S. Hainie, D. Hannah, W. James, V. Lencioni, J. Olafsson, C. Robinson, S. Saltveit, C. Thompson, A. Milner – 2017 – Globally consistent responses of invertebrates to environmental change. Nature Ecology and Evolution https://www.nature.com/articles/s41559-017-0426-x.epdf?author_access_token=xSqZF…

Lencioni V., 2017 – Glacial influence and macroinvertebrate biodiversity under climate change: lessons from the Southern Alps. Science of the Total Environment, 622-623 (2018): 563-575. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.11.266

Milner A.M., Khamis K., Battin T.J., Brittain J.E., Barrand N.E., Fuereder L., Cauvy-Fraunié S., Gislason G.M., Jacobsen D., Hannah D.M., Hodson A.J., Hood E., Lencioni V., Olafsson J.S., Robinson C.T., Tranter M., Brown L.E., 2017 – Glacier shrinkage driving global changes in downstream systems. PNAS Proceedings of the National Academy of Sciences Vol. 114, N. 37: 9770-9778. doi: 10.1073/pnas.1619807114