Klima

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In allen Gipfelregionen der Gebirge Europas verändert sich die Vegetation oberhalb der Baumgrenze in geradezu rasendem Tempo.

Alles strebt nach oben. Die Ursache: der Klimawandel. Manchen kälteliebenden Arten bleibt in diesem Verdrängungswettbewerb nur der Himmel.

Vom Lefka Ori-Gebirge in Kreta über die Sierra Nevada im südlichen Spanien, die Ost-Karpaten in Rumänien, die westlichen, zentralen und östlichen Alpen, dem südlichen und polaren Ural, die Cairngorms in Schottland oder die Skanden Schwedens: Das Bild ist überalle dasselbe. "Wir haben binnen von nur sieben Jahren eine starke Zunahme wärmeliebender Pflanzenarten in grösseren Höhen. Das Ausmass liegt weit über unseren Erwartungen”, sagt Michael Gottfried vom Department für Naturschutzbiologie, Vegetations- und Landschaftsökologie der Universität Wien. Er ist leitendes Mitglied des Forschungsprogramms GLORIA (Global Observation Research Initiative in Alpine Environments). Es wird vom Instituts für Gebirgsforschung, Mensch und Umwelt (IGF) der österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Wien koordiniert. Biologinnen und Biologen aus 13 Ländern untersuchten im Rahmen von GLORIA 867 Probeflächen auf 60 verschiedenen Gipfeln in allen grösseren europäischen Hochgebirgen ‚ etwa am österreichischen Hochschwab oder im schweizerischen Wallis . Alle 32 an der Studie beteiligten AutorInnen wandten dieselbe Methodik auf genau dokumentierten Probeflächen an, wodurch eine europaweite Vergleichbarkeit erst möglich wurde. Ihr Interesse galt der alpinen Vegetation, niedrigwüchsigen Pflanzengemeinschaften oberhalb der Baumgrenze. Etwa 2500 Arten leben in diesen unwirtlichen Gegenden mit langen Wintern und sehr kurzen Sommern. Das entspricht einem Fünftel des europäischen Pflanzenbestandes auf einer Fläche von nur gerade drei Prozent Kontinentaleuropas. Sie verglichen dabei die Resultate aus den Jahren 2001 und 2008 und fanden überall deutliche Anzeichen, dass die an die Kälte bestens gewohnten Arten von wärmeliebenden Pflanzen zunehmend aus ihren Lebensräumen verdrängt werden. Diese Effekte sind von der Seehöhe und der geographischen Breite unabhängig. Sie finden sich von der Baumgrenze bis zu den höchsten Gipfeln und von Schottland bis zu den Gebirgsregionen Kretas."Viele Arten wandern buchstäblich in den Himmel. In einigen der niedrigeren europäischen Gebirge können wir zudem beobachten, wie die offene alpine Graslandschaft verschwindet und Zwergsträucher den Lebensraum in wenigen Jahrzehnten erobern werden", warnt Gottfried.

Mit derselben Untersuchungsmethodik verglichen Forscher aus ganze Europa die Vegetation oberhalb der Baumgrenze, hier am österreichischen Hochschwab (Bild: Harald Pauli)

 Gewinner und Verlierer

Zum Beispiel der Alpenmannsschild: Androsace alpina ist ein Spezialist für extreme Lagen. Die Pflanze mit sternförmigen, lilafarbigen Blüten gedeiht auf Steinschutt- und Geröllfluren der so genannten “subnivalen und nivalen" Höhenstufe um 3000 Meter über Meer. Oder der Gletscherhahnenfuss (Ranunculus glacialis), der in der Schweiz noch in Höhen über 4000 Meter anzutreffen ist: Er übersteht nach einem harten Winter auch einen Sommer unter einer Schneedecke. Doch die beiden Charakterpflanzen des Hochgebirges sind auf dem Rückzug. Um fast die Hälfte hat die Bedeckung mit Alpenmannsschild am Schrankogl (3497 Meter) im Stubaier Gebirge im Tirol in nur zehn Jahren abgenommen, beim Gletscherhahnenfuss ist es rund ein Achtel. Der Schrankogl gehört zu den best untersuchten Bergen der Welt. Die Wiener Wissenschaftler haben ein dichtes Netz an Untersuchungsflächen gelegt, das sie nun periodisch untersuchen, um Veränderungen der Vegetation auf die Spur zu kommen. Verdrängt werden die nivalen Spezialisten etwa von der Krummsegge, einer der häufigsten Arten auf alpinen Rasenflächen, wo sie bis zu 70 Prozent der Biomasse ausmacht. Wo sie gehäuft vorkommt, hat der Alpenmannsschild keine Chance mehr. Nur in den Uebergangszonen, den sogenannten Oekotonen im Höhenbereich von 2900 bis 3100 Metern, gibt es eine Koexistenz. Hier ist die Biodiversität höher als im geschlossenen Krummseggenrasen. Modellrechnungen hatten erwarten lassen, dass Arten wie der Alpenmannsschild sich schwer tun mit den höheren Durchschnittstemperaturen, die im Alpenraum rund doppelt so schnell steigen wie im globalen Durchschnitt. Diese Befürchtungen seien nicht nur bestätigt, sondern in ihrem Ausmass noch übertroffen worden, sagt Pauli. Auf 172 der am Schrankogl untersuchten Flächen fand sich der Alpenmannsschild in deutlich reduzierter Dichte. Der Rückgang liegt bei 47,5 Prozent. Doch auch andere Spezialisten der nivalen Zone wie das Einblütige Hornkraut (Cerastium uniflorum, minus 28.7 Prozent) oder der Moossteinbrech (Saxifraga bryoides, minus 13.3 Prozent) sind deutlich seltener geworden. Zu den “Gewinnern" zählen Arten der alpinen und subnivalen Zonen: das Stengellose Leimkraut (Silene exscapa, plus 13.3 Prozent) oder das Kopfgras (Oreochloa disticha, plus 7.1 Prozent).

 

Der Alpenmannsschild wird von wärmeliebenden Pflanzen bedrängt (Bild: Michael Gottfried)

Klimaerwärmung als Hauptursache

Die Indizien verdichten sich, dass die Klimaerwärmung die Hauptursache dafür ist. Die hochalpine Vegetation hat sich bereits im Laufe der vergangenen 150 Jahre, die im Alpenraum eine Klimaerwärmung von 1.3 Grad mit sich brachte, verändert. Das haben die unter Georg Grabherrs Leitung in den Jahren 1992 und 1993 durchgeführten Untersuchungen auf 30 Alpengipfeln gezeigt. Dort liegen botanische Bestandesaufnahmen vor, die bis in die 1830er Jahre zurückreichen. Eine erneute Begehung zu Beginn der 90er Jahre erbrachte ein eindeutiges Resultat: "Die Artenvielfalt hat erheblich zugenommen, weil Arten von unten nachgerückt sind", sagt Harald Pauli. Am Piz Linard im Engadin (3411) etwa, wo in der Gipfelzone bei einer ersten Aufnahme 1835 nur eine Art entdeckt worden war, stieg diese Zahl bis zur nächsten Erhebung 1937 auf zehn, um dann für das nächste halbe Jahrhundert zu stagnieren. Aussagen über das Ausmass von zu erwartenden Veränderungen von Vegetationsmustern liessen sich aber damit nicht machen. Denn die Verbreitungsgeschwindigkeit von Alpenpflanzen ist extrem langsam. Sie bewegt sich bei manchen Arten, wie etwa bei der Krummsegge, jährlich im Millimeterbereich. "Mit dem exakten Monitoring dieser langfristigen Entwicklung beschreiten wir neue Pfade," sagt der Hochgebirgs-ökologe Harald Pauli. Mit der nun vorgelegten Studie zur Veränderung der alpinen Vegetation in Europa liegen nun weltweit erstmals Daten vor, die den Zusammenhang zwischen erhöhten Sommertemperaturen und der Veränderung alpiner Pflanzengemeinschaften für einen ganzen Kontinent belegen. Die Gloria-Forscher sprechen von der “Thermophilisierung” und haben dazu einen Indikator entwickelt, der auch einen globalen Vergleich ermöglicht.


Der Schrankogel (3497 m) in den Stubaier Alpen im Tirol, vom Sulztal aus gesehen, ist einer der untersuchten Berge. (Bild: C. Klettner)

"Unsere Arbeit belegt, dass der Klimawandel auch die entlegensten Winkel der Biosphäre beeinflusst", sagt Georg Grabherr, stellvertretender Direktor des öAW-Instituts und Leiter von GLORIA. "Die Thermophilisierung im Hochgebirge kann nicht vor Ort begrenzt werden. Menschliche Anpassungsstrategien sind also keine Option. Wir müssen uns dringend auf die Vermeidung noch stärkeren Klimawandels konzentrieren, um den biogenetischen Schatz der Natur zu wahren".

Über GLORIA

Das GLORIA-Programm (Global Observation Research Initiative in Alpine Environments) ist ein Netzwerk von mehr als 100 Forschungsgruppen aus sechs Kontinenten, dessen Ziel ein weltweites Monitoring der Gebirgsregionen ist. Seit der Gründung 2001 durch ForscherInnen der Universität Wien und der österreichischen Akademie der Wissenschaften hat es einen standardisierten und langfristigen Ansatz zur Beobachtung von Gebirgsvegetation und ihrer Reaktion auf den Klimawandel entwickelt und umgesetzt. Die europäischen Untersuchungen werden im Jahr 2015 wiederholt, um den Fortgang der Entwicklung aufzuzeigen.

Weitere Informationen: http://www.gloria.ac.at/

Publikation: Continent-wide response of mountain vegetation to climate change. In: Nature Climate Change, 8. Jänner 2012 (Online ahead of print), DOI: 10.1038/NCLIMATE1329

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