Ist das Verschwinden der Tundra angesichts der fortschreitenden Erwärmung Sibiriens unvermeidlich?

Könnte die sibirische Tundra innerhalb von 500 Jahren verschwinden?

Bis zum Jahr 2500 könnte diese ikonische Landschaft nicht mehr existieren.

Die Tundra schmilzt im Zuge des Klimawandels. (Bildnachweis: JONATHAN NACKSTRAND /AFP/Getty Images)

Bis zur Mitte dieses Jahrhunderts könnte die sibirische Tundra vollständig von der Erde verschwunden sein, und diese Situation lässt sich nur schwer verbessern, wenn die Treibhausgasemissionen nicht deutlich reduziert werden.

Die Tundra ist mit Wiesen, Moosen, Sträuchern und Flechten bedeckt und hat eine sehr kurze Vegetationsperiode. Wissenschaftler sagen voraus, dass selbst im günstigsten Fall zwei Drittel der Tundralandschaft völlig aus dem Blickfeld der Menschen verschwinden und der intakte Permafrost auf zwei 2.500 Kilometer voneinander entfernte Teile reduziert wird. Darüber hinaus gelangen mit dem Schmelzen des Permafrostbodens in der Tundra große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre und könnten so die globale Erwärmung noch weiter verschärfen.

„Die Tundra wird mit alarmierender Geschwindigkeit durch Wald ersetzt“, sagte der Ökologe und Waldmodellierer Stefan Kruse vom Alfred-Wegener-Institut (AWI), Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, gegenüber Live Science. Er sagte, das Verschwinden der Tundra wäre nicht nur ein Verlust für die Artenvielfalt und die menschliche Zivilisation, sondern könnte auch die Klimaerwärmung in der Arktis verschärfen.

Die Arktis hat sich in den letzten Jahrzehnten deutlich erwärmt, und zwar etwa doppelt so schnell wie der Rest der Welt. Daten des National Snow and Ice Data Center (NSIDC) zeigen, dass die Temperaturen in der Arktis zwischen 1960 und 2019 um fast 7,2 Grad Fahrenheit (etwa 4 Grad Celsius) gestiegen sind. Die steigenden Temperaturen haben zu einer Verringerung der Meereisbedeckung geführt, was sich auf den arktischen Kontinent auswirkte. Eine Folge davon ist die Nordverschiebung der sibirischen Lärchenwälder.

Es ist nicht klar, wie schnell Wälder Wiesen und Sträucher in Tundra-Ökosystemen ersetzen werden. Die Teams stellten fest, dass die Baumgrenzen weltweit nicht einheitlich auf den Klimawandel reagieren. In einigen Gebieten erstreckt sich die Waldgrenze nach Norden, in anderen bleibt sie unverändert und in einigen Gebieten zieht sie sich sogar zurück. Bisherige Studien zur sibirischen Tundra wurden meist auf kleinen Flächen durchgeführt, je nach geografischer Lage kann die Situation jedoch unterschiedlich sein.

Nun hat Crews gemeinsam mit seiner Kollegin Prof. Ulrike Herzschuh, ebenfalls vom Alfred-Wegener-Institut (AWI), ein Computermodell entwickelt, das eine umfassende Bewertung der 4.000 Kilometer langen sibirischen Ebene ermöglichen soll. Das Modell berücksichtigt den Lebenszyklus jedes Baumes, von der Reichweite seiner Samen über seine Fähigkeit, im Wettbewerb mit anderen Bäumen zu wachsen, bis hin zu seiner Wachstumsrate, die von Temperatur, Niederschlag und dem sommerlichen Auftauen des Permafrosts in Tundraregionen abhängt.

Untersuchungen zeigen, dass sich die Baumgrenze aufgrund der Klimaerwärmung erst einmal nach Norden verschiebt, dieser Prozess jedoch sehr schnell ablaufen wird und dass sich der Wald selbst bei sinkenden Temperaturen wahrscheinlich nicht wieder nach Süden zurückziehen wird. Wenn die Kohlendioxidemissionen bis 2100 auf Null reduziert werden und die globale Erwärmung auf 3,6 Grad Fahrenheit (ca. 2 Grad Celsius) begrenzt wird, werden unter dieser Annahme bis 2500 nur noch 32,7 Prozent der sibirischen Tundralandschaft erhalten bleiben. Diese beiden „Mini-Tundren“ liegen in Tschukotka im Fernen Osten und auf der Taimyr-Halbinsel im hohen Norden.

Kettenreaktion

Wenn jedoch nicht sofort Maßnahmen ergriffen werden, wird die Zukunft der sibirischen Tundra noch viel düsterer aussehen. In einem realistischeren Szenario beginnen die Kohlendioxidemissionen erst im Jahr 2050 zu sinken. Gelingt es, die Kohlendioxidemissionen bis 2100 zu halbieren, wird die sibirische Tundralandschaft bis 2500 auf 5,7 % ihrer heutigen Größe schrumpfen und von Lärchen bedeckt sein, wodurch das ursprüngliche Ökosystem zerstört wird.

Einige Wissenschaftler sagten in der Zeitschrift „eLIFE“, dass sich die Baumgrenze unter dem Einfluss eines wärmeren globalen Klimas bis zu 30 Kilometer nach Norden verschieben könnte. Was passiert, wenn der Wald die Tundra ersetzt und die Temperaturen wieder sinken? Cruise und Herschitz testeten dies und stellten fest, dass sich die Baumgrenze nicht so schnell zurückzog, wie sie sich zunächst nach Norden bewegte. Cruz sagte, dass ein Wald, sobald er ausgewachsen ist, über eine starke Vitalität verfügt.

Laut Cruise wurde in der Studie nicht direkt modelliert, welche Auswirkungen dies auf Tundralebewesen wie Rentiere hätte. Da die Tundra jedoch in zwei Hälften geteilt ist, wird die Möglichkeit einer Hybridisierung ausgeschlossen, was eine Bewährungsprobe für das Überleben der Art darstellen wird. Rentiere (auch Karibus genannt) wandern jedes Jahr von Norden nach Süden und wieder zurück nach Norden. Bisher konnte niemand beantworten, welche Auswirkungen die Ausweitung der Wälder auf ihre Wanderungen und die Art und Weise ihres Überlebens haben wird.

Das Verschwinden der Tundra könnte auch konkrete Folgen für die Menschen haben, beispielsweise für die indigene Kultur der Nenzen, die im Nordwesten Sibiriens leben und ihren Lebensunterhalt mit der Rentierzucht und -jagd verdienen. „Diese Kultur war teilweise von der Tundra abhängig“, sagte Crews, „und ihr Verlust wäre ein erheblicher Verlust für die menschliche Zivilisation.“

Darüber hinaus bleibt die Frage, welche Auswirkungen das Verschwinden der Tundra auf die künftige globale Erwärmung hat, ungeklärt. Theoretisch könnten hoch aufragende Bäume die Situation verschlimmern, indem sie die Moose und Sträucher ersetzen, die die Wiesen bedecken. Da die schneebedeckte Tundra eine hellere Farbe als das Blätterdach der Lärchen hat, könne der Wald mehr Wärme aufnehmen als die Tundra und somit die Arktis schneller erwärmen, sagte Crews. Diese zusätzliche Wärme könnte das Auftauen des Permafrosts in der Tundra beschleunigen und das Schmelzen des tiefen Permafrosts verstärken. Dadurch würden bis zu 1,4 Billionen Tonnen der dort gespeicherten Treibhausgase sowie Mikroorganismen und Viren freigesetzt, die zuvor über lange Zeiträume gefroren waren, so das National Snow and Ice Data Center (NSIDC).

Crews fügte hinzu, dass es nicht nur Lärchenwälder seien, die die Tundra ersetzen könnten. Wenn der Permafrost in heißeren Sommern immer tiefer auftaut, wandern immergrüne Bäume nach und nach in die Tundra ab, wo ihre ganzjährig grünen Blätter mehr Wärme aufnehmen als in Lärchenwäldern. Südlich der Nadelwälder sind die Temperaturen bereits höher als im Norden, und eine weitere Erwärmung wird Dürren und Waldbrände verursachen und mehr Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre freisetzen.

Diese Erkenntnisse sind ein zwingender Grund, strenge Pläne zur Reduzierung der Emissionen fossiler Brennstoffe voranzutreiben. Das in der Studie verwendete Modell könnte auch dazu verwendet werden, die widerstandsfähigsten Gebiete der sibirischen Tundra zu lokalisieren, die nach Ansicht von Cruz bei Naturschutzinvestitionen priorisiert werden könnten.

„Die beste Option wäre, die Treibhausgasemissionen weltweit zu reduzieren und dadurch den Druck auf die Tundra zu verringern“, sagte Crews. „Wenn das nicht möglich ist, sind Naturschutzbemühungen trotzdem notwendig.“

VON: Stephanie Pappas

FY: Es ist seltsam

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