Dürre Zeiten: Auswirkungen und Folgen des Klimawandels auf Landflächen

Die Auswirkungen und die Folgen des Klimawandels werden immer spürbarer 

Sie haben auch enormen Einfluss auf Landflächen. Häufig kommt es zu positiven Rückkopplungsschleifen. Die Desertifikation (Verwandlung von biologisch produktivem Land in eine Wüste) ist eine Folge einer solchen Degradation der Umwelt. Bereits mehr als 40 Prozent der eisfreien Flächen werden heute zu den Trockengebieten gezählt. Diese Regionen sind zwar an Wasserknappheit angepasst, allerdings reagieren sie empfindlich auf Schädigungen durch menschliche Eingriffe und verwandeln sich dann in Wüsten. UN-Berichten zufolge verlieren wir jährlich 12 Millionen Hektar Land durch Desertifikation und Dürre (ca. 23 Hektar pro Minute). Immer mehr Menschen sind weltweit abhängig von degradiertem (unbrauchbar gewordenem) Land.

Folgen:

• Armut
• wachsende Zahl von Klimaflüchtlingen (bis zum Jahr 2032 werden nach UN-Angaben etwa 50 Millionen Menschen wegen der Wüstenbildung auf der Flucht sein)
• Wasser und Nahrungsmittelknappheit
• Verlust an Biodiversität vermehrte Umweltkatastrophen.
• Veränderungen von Gemeinschaften und ihren traditionellen Kulturen
• Verlust der Pflanzendecke (Wüstenbildung, Überweidung, Vergrößerung der Städte).

Wenn kein Wasser mehr in den Boden eindringen kann, geht dies mit Verdunstung (Evaporation) einher. Wenn es keinen Regen mehr gibt, sterben die Pflanzen, und die Austrocknung des Landes schreitet weitervoran. In früheren Zeiten galten extreme Dürren als sehr selten. Künftig werden sie sogar alle zwei bis fünf Jahre viele Regionen der Welt treffen. Das hat Auswirkungen auf die Vegetation in den betroffenen Gebieten sowie die Tiere und Menschen, die hier leben. Wie schädlich die Trockenheit für bestimmte Pflanzengruppen ist, hat eine Forschungsgruppe erstmals umfassend systematisch untersucht. Hauptforscherin ist Melinda D. Smith, Professorin für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Colorado State University. Sie ist Ökologin für Pflanzengemeinschaften und interessiert sich für das Verständnis von Mustern, Determinanten und Dynamiken von Diversität und Artenreichtum - und wie diese mit der Ökosystemfunktion zusammenhängen. Auch führt sie Laborarbeiten durch. Dabei konzentriert sie sich vor allem auf Graslandökosysteme (vornehmlich auf die Kurzgrassteppe, die Mischgras- und die Hochgrasprärie in den zentralen Great Plains der USA). 

Mit ihrem Team besuchte sie 100 verschiedene Ökosysteme auf sechs Kontinenten und simulierte dort unterschiedliche Dürrebedingungen. An jedem Standort wurden Versuchsflächen mit transparenten Dächern markiert, so dass die Pflanzen darunter während der Wachstumssaison weniger Regen, aber gleich viel Licht erhielten. Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen, dass die Folgen von künftigen Trockenperioden bisher unterschätzt wurde. Zudem gibt sie einen Überblick über die globalen Auswirkungen des Klimawandels und einen Einblick in die Regionen, die in den kommenden Jahren am stärksten beansprucht oder am widerstandsfähigsten sein werden. Künftig wollen die Forschenden auch untersuchen, welche Auswirkungen mehrere Dürrejahre in Folge haben.

Die wichtigsten Ergebnisse:

• Bereits mäßig schwere Dürren hatten negative Auswirkungen auf Gras- und Buschland: Die Pflanzen nahmen nicht nur weniger Wasser, sondern auch weniger Kohlendioxid aus der Luft auf und produzierten daraus weniger Biomasse (sie wuchsen weniger, durchschnittlich um etwa 20 Prozent bei mäßigen Dürren und um circa 35 Prozent bei extremen Dürren). In Gras- und Buschland sind die Wachstumseinbußen damit viel stärker als zuvor basierend auf Einzelstudien angenommen.
• Pflanzen in Tests mit extremen und für sie ungewohnten Dürrebedingungen hatten die größten Probleme: An Orten, wo weniger gravierende Trockenheit simuliert wurde oder an denen Dürren von Natur aus häufiger vorkamen, machte sich die Trockenheit ebenfalls durch Wachstumseinbußen bemerkbar, diese fielen aber weniger drastisch aus. Auch an Standorten mit hoher Artenvielfalt kamen die Pflanzen besser mit Trockenheit zurecht als an solchen mit nur wenigen Arten.
• Bei extremen Dürren litten alle Pflanzengemeinschaften. Ob ein Standort im Vorjahr viel oder wenig Regen abbekommen hatte, änderte dabei nichts an den Schäden während der Dürre.

Umso wichtiger wird es künftig sein, Regionen wieder zu begrünen. Dann kann auch der Prozess der Evapotranspiration wieder einsetzen. Dadurch werden nackte Böden wiederbegrünt, das Wasser kann wieder in die Erde einsickern (fließt nicht einfach ab), die Bodenerosion und die Wahrscheinlichkeit für Überschwemmungen verringern sich. Außerdem kommt es zu einem Kühleffekt, der die Wärmeübertragung von der Erdoberfläche in die Atmosphäre herabsetzt. Dies wirkt sich auf das lokale Wetter aus und macht Regen wahrscheinlicher.

Weiterführende Informationen:

• Schon einzelne Dürrejahre können extreme Folgen haben 
• Melinda Smith (Colorado State University) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2309881121.
• Klimaneutralität in der Industrie. Aktuelle Entwicklungen – Praxisberichte – Handlungsempfehlungen. Hg. von Ulrike Böhm, Alexandra Hildebrandt, Stefanie Kästle. Springer Gabler Verlag, Heidelberg, Berlin 2023.
• WASSERWELTEN. Der Schutz des blauen Planeten vom Gletscher bis zur Tiefsee. Vorwort von Maja Göpel. Benevento Verlag, Salzburg, München 2023.