Forum for Science, Industry and Business

Sponsored by:     3M 
Search our Site:

 

Wie ganze Ökosysteme langfristig auf die Erderwärmung reagieren

10.12.2019

Reaktion auf längerfristige Erwärmung aus kurzen Experimenten nicht präzise genug vorauszusagen

Ein internationales Team unter Beteiligung des Ökologen Andreas Richter von der Universität Wien untersuchte in einem einzigartigen Experiment die Reaktionen des subarktischen Graslands auf mehr als 50 Jahre Erwärmung.


Die ForscherInnen untersuchten, wie sich eine kurzfristige, aber auch eine langfristige Erwärmung auf das Ökosystem auswirkt.

© Andreas Richter


Langfristige Prognosen über den Effekt der Klimaerwärmung auf komplexe Ökosysteme sind aus kurzfristigen Experimenten nur schlecht ableitbar.

© Andreas Richter

Die WissenschafterInnen fanden heraus, dass eine langfristige Erwärmung zu neuen Gleichgewichtszuständen führt, sich Ökosysteme also nicht an höhere Temperaturen anpassen und dass kurzfristige Experimente keine guten Vorhersagen über langfristige Änderungen zulassen. Die Ergebnisse wurden in "Nature Ecology and Evolution" publiziert.

Ökosysteme bestehen aus einer Vielzahl an Organismen, Pflanzen, Mikroorganismen und Tiere, die miteinander und mit der unbelebten Natur in komplexer Weise interagieren.

Reaktionen von Ökosystemen auf den globalen Klimawandel vorherzusagen ist daher sehr schwierig – die meisten Erwärmungsexperimente, mit denen man die Effekte erhöhter Temperaturen auf Ökosysteme untersucht, bearbeiten aus diesem Grund nur die Effekte auf einen oder einige wenige Organismen, was aber die Interaktionen in Systemen nicht miteinschließt. Dazu laufen Erwärmungsexperimente normalerweise nur über relative kurze Zeiträume, etwa fünf bis maximal 15 Jahre, auch weil die derzeitigen Forschungsförderinstrumente Projekte über längere Zeiträume nicht unterstützen.

Die Reaktion von Ökosystemen auf längerfristige Erwärmung ist daher nicht präzise genug vorauszusagen. Nun hat ein internationales und interdisziplinäres Konsortium über viele Jahre Daten von mehr als 120 Organismen und Prozessen erhoben. Die ForscherInnen untersuchten, wie sich eine kurzfristige (5-8 Jahre), aber auch eine langfristige (mehr als 50 Jahre) Erwärmung auf das Ökosystem auswirkt.

Die Studie nutzte dazu die natürliche Erwärmung von Böden durch geothermale Aktivität in Island, um so auch die Folgen jahrzehntelanger Erwärmung zu untersuchen – ein weltweit einzigartiges Experiment.

"Die Erwärmung über Jahrzehnte hat das Ökosystem aus dem bestehenden in ein neues Gleichgewicht gebracht: Verringerter Artenreichtum, geänderte Artenzusammensetzung, deutlich geringere Biomasse und drastisch weniger Kohlenstoffspeicherung im Boden waren die Folge", sagt Andreas Richter vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemforschung der Universität Wien.

"Das bedeutet, dass sich natürliche Ökosysteme mit langfristiger Erwärmung permanent verändern und sich eben nicht in einer Art und Weise an erhöhte Temperaturen anpassen, dass nach einer initialen Veränderung alles wieder 'beim Alten' ist".

Das Experiment machte auch starke Unterschiede zwischen kurzzeitiger und langfristiger Erwärmung deutlich. "Etwa drei Viertel der von uns untersuchten Prozesse zeigten eine deutlich andere Reaktion nach fünf bis acht Jahren Erwärmung als nach mehr als 50 Jahren.

Würde man nur die kurzfristigen Messungen für Modellrechnungen heranziehen, schätzt man den Effekt der langfristigen Erwärmung falsch ein – und zwar im Schnitt um mehr als 100 Prozent", erklärt Tom Walker, Senior Researcher an der ETH Zürich und früherer PostDoc am Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien. Vor allem wäre auch nicht zu erkennen, dass sogar kleine Erwärmungen von nur 1 °C die Ökosysteme langfristig signifikant verändern.

Fazit der WissenschafterInnen: Langfristige Prognosen über den Effekt der Klimaerwärmung auf komplexe Ökosysteme sind aus kurzfristigen Experimenten nur schlecht ableitbar, mit all den negativen Konsequenzen, die das für die Gesellschaft hat. "Wir benötigen möglichst präzise Voraussagen über zukünftige Entwicklungen. Das bedeutet auch, dass wir dringend längere und integrative Ökosystem-Experimente brauchen, damit wir Erdsystemmodelle mit den notwendigen Daten füttern können", so Andreas Richter.

Er appelliert an die Forschungsförderungsorganisationen, auch langfristige, interdisziplinäre Forschungsvorhaben zu unterstützen. "Gesellschaftliche Anpassungsstrategien laufen nämlich ins Leere, wenn wir nicht voraussagen können, wie sich Klimaerwärmung auf unsere Natur auswirken wird", schließt Richter.

Publikation in Nature Ecology & Evolution
A systemic overreaction to years versus decades of warming in a subarctic grassland ecosystem' has been scheduled for publication in Nature Ecology & Evolution; Tom W. N. Walker, Ivan A. Janssens, James T. Weedon, Bjarni D. Sigurdsson, Andreas Richter, Josep Peñuelas, Niki I. W. Leblans, Michael Bahn, Mireia Bartrons, Cindy De Jonge, Lucia Fuchslueger, Albert Gargallo-Garriga, Gunnhildur E. Gunnarsdóttir, Sara Marañón-Jiménez, Edda S. Oddsdóttir, Ivika Ostonen, Christopher Poeplau, Judith Prommer, Dajana Radujković, Jordi Sardans, Páll Sigurðsson, Jennifer L. Soong, Sara Vicca, Håkan Wallander, Krassimira Ilieva-Makulec, Erik Verbruggen; In: Nature Ecology & Evolution
DOI: 10.1038/s41559-019-1055-3

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Dr. Andreas Richter
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T +43-1-4277-76660
M +43-664-60277-76660
andreas.richter@univie.ac.at

Originalpublikation:

https://www.nature.com/articles/s41559-019-1055-3

Stephan Brodicky | Universität Wien
Further information:
http://www.univie.ac.at/

Further reports about: Biomasse ETH Ecosystem Mikrobiologie Mikroorganismen ecology grassland grassland ecosystem

More articles from Ecology, The Environment and Conservation:

nachricht New exhaust gas measurement registers ultrafine pollutant particles for the first time
21.01.2020 | Technische Universität Graz

nachricht ZMT-Expert supports the implementation of the ambitious marine reserve in Palau
17.01.2020 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

All articles from Ecology, The Environment and Conservation >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Integrate Micro Chips for electronic Skin

Researchers from Dresden and Osaka present the first fully integrated flexible electronics made of magnetic sensors and organic circuits which opens the path towards the development of electronic skin.

Human skin is a fascinating and multifunctional organ with unique properties originating from its flexible and compliant nature. It allows for interfacing with...

Im Focus: Dresden researchers discover resistance mechanism in aggressive cancer

Protease blocks guardian function against uncontrolled cell division

Researchers of the Carl Gustav Carus University Hospital Dresden at the National Center for Tumor Diseases Dresden (NCT/UCC), together with an international...

Im Focus: New roles found for Huntington's disease protein

Crucial role in synapse formation could be new avenue toward treatment

A Duke University research team has identified a new function of a gene called huntingtin, a mutation of which underlies the progressive neurodegenerative...

Im Focus: A new look at 'strange metals'

For years, a new synthesis method has been developed at TU Wien (Vienna) to unlock the secrets of "strange metals". Now a breakthrough has been achieved. The results have been published in "Science".

Superconductors allow electrical current to flow without any resistance - but only below a certain critical temperature. Many materials have to be cooled down...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

All Focus news of the innovation-report >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industry & Economy
Event News

11th Advanced Battery Power Conference, March 24-25, 2020 in Münster/Germany

16.01.2020 | Event News

Laser Colloquium Hydrogen LKH2: fast and reliable fuel cell manufacturing

15.01.2020 | Event News

„Advanced Battery Power“- Conference, Contributions are welcome!

07.01.2020 | Event News

 
Latest News

The synthesis of bio-based high-performance polyamide from biogenic residues: A real alternative to crude oil

27.01.2020 | Life Sciences

Superfast insights into cellular events

27.01.2020 | Life Sciences

The 'place' of emotions

27.01.2020 | Life Sciences

VideoLinks
Science & Research
Overview of more VideoLinks >>>