Folgen des Klimawandels
Von Konrad Gajewski, Professor, Geography, Environment and Geomatics, L’Université d’Ottawa/University of Ottawa
Die globale Erwärmung wirkt sich auf den borealen Wald aus – was passiert, hängt vom Klima, der Vegetation sowie der Häufigkeit und Intensität von Waldbränden ab. Zu den Veränderungen im Norden gehören die Zu- oder Abnahme des Blattwachstums, die so genannte arktische Vergrünung und Verbräunung, das verstärkte Wachstum von Sträuchern und die Verschiebung der Baumgrenze. Das Zusammenspiel von Feuer, Klima und Zeit bestimmt die Art der heutigen Waldtundra und wie sie sich als Reaktion auf Klimaschwankungen verändert. Derzeit ist der Wald leichter entflammbar, da ein größerer Teil der Landschaft von Fichten dominiert wird – ein Erbe der jüngsten Vergangenheit. Ein Artikel aus The Conversation unter Creative Commons vom 07.03.2023.
Entflammbare Landschaften und Wetterfronten
Borealer Nadelwald am Yukon River (Kanada) – Foto © Kiko2000, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org
Brände sind ein wichtiger Bestandteil der borealen Region, sie brennen alte Bäume ab und führen zu einer Verjüngung des Waldes. Nach einem Brand wachsen Sträucher und Laubbäume schneller und bilden das Kronendach, das schließlich durch langsamer wachsende Fichten ersetzt wird. Das Ergebnis ist eine Landschaft, die aus einem Mosaik von Flecken besteht, von denen jeder die Größe eines Brandes hat.
Mehr Brände können dazu führen, dass sich ein größerer Teil der Landschaft in einem früheren Stadium des Sukzessionswachstums nach einem Brand befindet, einschließlich weniger entflammbarer Sträucher und Laubbäume. Die Art der Waldtundra hängt von den Schwankungen der Position der Arktisfront und der Brandgeschichte der Region ab, aber auch von ihrer Geschichte in den letzten Jahrtausenden.
Die Québecer Waldtundra
Die Baumgrenze – die Grenze zwischen Wald und Tundra – kann sich über Dutzende bis Hunderte von Kilometern erstrecken. Die Lage der Baumgrenze entspricht der durchschnittlichen Position der Arktisfront – einem Übergang zwischen einer kalten arktischen Luftmasse und wärmerer Luft.
In Nord-Québec ist die Waldtundra eine breite Zone. In den Flechtenwäldern wachsen Bäume in der gesamten Landschaft. Nach einem Brand wachsen die Bäume wieder nach, da die Vegetationsperiode lang genug ist, um das Überleben von Setzlingen zu ermöglichen.
Im Norden gibt es auf den Bergkuppen keine Bäume mehr, und die Tundravegetation wird immer niedriger und bedeckt allmählich einen größeren Teil der Landschaft. In den niedrigeren Lagen wachsen noch Bäume, die sich in der Regel nach einem Brand wieder vermehren.
Noch weiter nördlich bedeckt die Tundra einen größeren Teil der Landschaft, und Fichten wachsen nur noch in der Nähe von Seen oder in Tälern. Hier wachsen die Fichten typischerweise als Krummholz, wobei ihr Wachstum durch die kalten, windigen Bedingungen gehemmt wird. In Stresssituationen nimmt die Fichte diese Strauchform an, bei der die Äste in Bodennähe bleiben und nur gelegentlich Triebe über die Schneedecke hinauswachsen.
Eine kleine Kolonie von Krummholz kann sich unter suboptimalen Bedingungen jahrhundertelang halten. Nach einem Brand werden die Fichten abgetötet, und es findet keine Vermehrung statt, so dass dieses Gebiet über Jahrhunderte hinweg allmählich abgeholzt wird. Wenn sich das Klima jedoch günstig entwickelt, kehren die Bäume zu einem normalen Wachstum zurück und können durch Samen neue Populationen bilden.
Geschichte des Klimawandels
Eine lange Periode der Abkühlung oder Erwärmung führt zu einer Verschiebung der Zonen nach Süden oder Norden. In warmen Perioden wachsen die Bäume mehr im Norden, während dies in kalten Perioden nicht der Fall ist. Als das Eisschild, das fast ganz Kanada bedeckte, vor 20.000 bis 6.000 Jahren schmolz, wanderten die Pflanzen nach Norden. In der Region des Mackenzie-Deltas in den Nordwest-Territorien zog sich das Eis relativ früh zurück, und vor mehr als 10.000 Jahren kamen Bäume auf.
Als der Eisschild weiter schmolz und Zentralkanada freilegte, wurde es im nördlichen Yukon und im Mackenzie-Delta kühler, während es in Zentralkanada vor 8.000-5.000 Jahren wärmer wurde. Die Bäume konnten in der nördlichsten Region des Mackenzie-Deltas nicht mehr überleben, so dass sich die Baumgrenze nach Süden verschob. Und in Zentralkanada konnten die Bäume nun weiter nördlich wachsen. Später, als das Eis in Québec verschwand, wanderten die Bäume in den Norden Québecs ein. Die Wanderung vollzog sich rasch, und die Veränderungen in den verschiedenen Regionen verliefen synchron, aber phasenverschoben.
Pflanzenwanderung und Verschiebung der Baumgrenze
Die Migration von Pflanzen als Reaktion auf Klimaveränderungen hat zwei Komponenten. Während der Erwärmung kann es zu einer langsamen Wanderung nach Norden kommen. Die Samen werden von der Mutterpflanze weggestreut, und wenn die klimatischen Bedingungen geeignet sind, kann sich jede Generation etwas weiter nördlich etablieren. Da das Klima immer schwankt, geschieht dies in Schüben und mit Unterbrechungen.
Ein zweiter – und wichtigerer – Mechanismus ist die Wanderung über weite Entfernungen. Der Transport von Samen oder ganzen Bäumen über Flüsse, Schnee oder Eis oder durch Vögel oder Tiere ermöglicht die Wanderung über Dutzende bis Tausende von Kilometern in sehr kurzer Zeit. Dies scheint in der Vergangenheit der Fall gewesen zu sein, und dieser Prozess sorgt für eine rasche Wanderung in neue Gebiete aufgrund der Klimaerwärmung.
Heutige Erwärmung
In den letzten 4.000 Jahren gab es eine langfristige Abkühlung – die so genannte Neoglazialisierung -, die für die heutige Beschaffenheit der Waldtundra verantwortlich ist. Früher gab es in der Waldtundra von Nord-Québec einen größeren Baumbestand. Als sich das Klima abkühlte, kehrten die Bäume in die Strauchform zurück, vermehrten sich aber nicht mehr. Brände löschten einige von ihnen aus, und da es keine Vermehrung gab, erhielt die Region ihr heutiges Aussehen.
Jetzt, da sich das Klima erwärmt, breitet sich das Krummholz an Ort und Stelle aus, wächst und vermehrt sich. Es gibt also ein großes Gebiet, in dem sich Bäume ansiedeln können, was darauf hindeutet, dass sich die Baumgrenze schnell nach Norden verschieben kann. Der Langstreckentransport von Samen durch das nördliche Kanada wird ebenfalls eine schnelle Wanderung ermöglichen.
Allerdings müssen die relativen Auswirkungen der Klimaerwärmung und der zunehmenden Brände berücksichtigt werden. Die derzeitige Erwärmung des nördlichen Kanadas wird sich also auf komplexe Weise auf die nördliche Vegetation auswirken, wobei die verschiedenen Regionen unterschiedlich reagieren und einige Prozesse schnell, andere mit großer zeitlicher Verzögerung ablaufen.
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