Dieses Gebiet der Vereinigten Staaten wurde weitgehend zerstört, und der Schuldige ist tatsächlich der lokale „Infrastruktur-Wahnsinnige“?

Aus Sicht der Artenvielfalt ist die arktische Tundra nicht so einsam und öde wie die Wüste, aber sie ist weit weniger lebendig als der tropische Regenwald. Der dicke Permafrostboden darunter erschwert es hohen Pflanzen, Wurzeln zu schlagen und zu wachsen, sodass er zu einem Paradies für Moose, Flechten, einige Kräuter und niedrige Sträucher geworden ist. Auch einige Tiere wie Schneehasen und Elche kommen von Zeit zu Zeit vorbei. Für sie ist das Essen in der Tundra zwar nicht besonders lecker, aber es reicht aus, um ihren Magen zu füllen. Niederschlag und Schneeschmelze sorgen für fließendes Wasser in der Tundra und mit etwas Glück können Sie sogar Lachse im Wasser sehen. Bei etwas wärmerem Wetter legen hier auch einige Zugvögel aus dem Süden einen Zwischenstopp ein. Auch wenn die arktische Kälte sie nicht vom Überwintern abhalten kann, so bleiben ihnen doch zumindest Erinnerungen an ihren Sommer.

Ein Ort in der arktischen Tundra der Seward-Halbinsel, Alaska, USA. Das obere Bild ist eine Infrarot-Luftaufnahme aus dem Jahr 1980. Der blaue Pfeil zeigt die Fließrichtung des Wassers an; Das untere Bild ist ein Satellitenbild aus dem Jahr 2019. Die weißen Pfeile zeigen einige auffälligere Dämme. Bildquelle: Tape.et al, 2022

Die arktische Tundra ist wie eine ruhige Kleinstadt, verlassen, aber nicht einsam. Zu dieser Zeit begann jemand mit dem Bau eines „Wasserschutzprojekts“ in der Tundra.

Bei den beiden folgenden Fotos handelt es sich um eine Infrarot-Luftaufnahme aus dem Jahr 1980 und eine Satellitenaufnahme aus dem Jahr 2019. Sie zeigen denselben arktischen Tundrastrom auf der Seward-Halbinsel in Alaska, USA. Aus der Luft betrachtet war der Bach 1980 nur ein schmaler Strich, doch bis 2019 hatte er sich zu mehreren Teichen „ausgedehnt“.

Das Entstehen dieser Teiche ist nicht auf Gebirgsbäche oder Waldbrände zurückzuführen, auch nicht auf Erdbeben oder Bodensenkungen, sondern darauf, dass „Menschen“ eine große Zahl von Dämmen an den Flüssen errichteten und so den Wasserfluss blockierten, der sich dann in die umliegenden Gebiete ausbreitete und nach und nach Teiche bildete.

In der arktischen Tundra entsteht ein Damm. Bild adaptiert von: Tape et al, 2018

Obwohl es so aussieht, als seien solche Projekte das Werk von Menschenhand, ist dies nicht der Fall. Der Bau von Wasserschutzprojekten ist an diesen Orten gemäß den örtlichen Gesetzen nicht gestattet. Natürlich können diese Gesetze nur den Menschen regieren, nicht aber den Biber, die berühmten „Infrastruktur-Fanatiker“ in der Natur, die gut darin sind, Dämme zu bauen . Diese Dämme sind ihr Meisterstück und sie haben ihr „Infrastrukturgeschäft“ offenbar auf die arktische Tundra ausgeweitet.

Biber: Du hättest nie gedacht, dass ich derjenige bin, der alle Dämme gebaut hat. Copyright Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

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Hydraulikingenieur

Es gibt zwei Biberarten auf der Welt. Derjenige, der die Arktis dieses Mal „schmückt“, ist der nordamerikanische Biber (Castor canadensis), der hauptsächlich in Nordamerika lebt. Der andere Biber heißt Eurasischer Biber (Castor fiber) und ist auch in meinem Land verbreitet.

Aufgrund ihrer Schwimmhäute an den Hinterpfoten und paddelartigen Schwänze sind Biber im Wasser gute Schwimmer, doch an Land verwandeln sie sich in unbewegliche kleine Fellknäuel und werden von ihren natürlichen Feinden wie Wölfen und Kojoten leicht als Stoßwaffe genommen. Um möglichst viel Zeit im Wasser verbringen zu können, wo sie sich sicherer fühlen, haben Biber die Fähigkeiten eines „Wasserbauingenieurs“ in ihre Gene eingraviert.

Aufgrund ihrer Schwimmhäute und paddelartigen Schwänze sind Biber gute Schwimmer, an Land haben sie jedoch Schwierigkeiten, sich fortzubewegen. Copyright Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

Der Bau des Staudamms entstand aus der Jagd der Biber nach einer „Villa mitten im See“. Biberbauten befinden sich normalerweise in „Blockhütten“, die sie aus Ästen und Schlamm auf dem Wasser bauen. Der Eingang zur „Blockhütte“ liegt unter Wasser und an der Oberseite befindet sich eine kleine Öffnung für die Luftzirkulation in der Höhle. Biber betreten und verlassen ihre Höhlen durch Unterwassereingänge, wodurch ihre Bewegungen für Raubtiere weniger sichtbar sind.

Schematische Darstellung eines Bibernestes, Zeichnung: Ma Dongyuan, Originalbildquelle: Pixabay, Fotografie: Bridesmill

Allerdings geben sie sich nicht mit so einer „kleinen Hütte“ zufrieden, auch die Umgebung muss komfortabel genug sein! Die Wasserströmung um das Nest darf nicht zu schnell sein, am besten ist stehendes Wasser, sonst wird die „Hütte“ instabil; der Wasserstand muss hoch genug sein, um den Bau des Eingangs unter Wasser zu ermöglichen; Außerdem muss das umgebende Gewässer breit genug sein, damit sie mehr Bewegungsfreiheit haben, bei der Nahrungssuche weniger an Land laufen müssen und bei Gefahr rechtzeitig wegschwimmen können. Auch die Wassertemperatur muss stimmen, nicht zu kalt.

Also begannen die Biber mit dem Bau des Damms. Sie blockierten den Wasserfluss zunächst mit Schlamm, Ästen und kleinen Steinen, verstärkten und reparierten ihn dann kontinuierlich mit Baumstämmen und bauten schließlich Dämme. Durch die Einwirkung des Staudamms dehnt sich die Uferzone aus, der Wasserspiegel steigt, das Wasservolumen ist groß und die Strömung langsam, wodurch die Wärme besser gespeichert und es wärmer wird . Nachdem der Damm gebaut ist, kommen sie von Zeit zu Zeit zurück, um ihn zu inspizieren, zu reparieren und zu verstärken, um den normalen Betrieb des Damms sicherzustellen. Darüber hinaus bauen Biber auch viele kleine „Kanäle“ um sich herum, um ihre Wasserwege zu erweitern, manchmal um den Transport von Holz für den Dammbau zu erleichtern und manchmal, um näher an Nahrung zu sein. Kurz gesagt: Wo immer Biber vorkommen, sind verschiedene „Wasserschutzprojekte“ nahezu unverzichtbar.

Ein von Bibern gebauter Damm. Copyright Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

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Der Damm wird repariert

Der Nordpol

„Das Ausmaß und die Geschwindigkeit, mit der Biber die arktische Landschaft verändern, sehen aus der Luft betrachtet aus wie ein Feuer, das in der Arktis brennt“, sagte Ken Tape, ein Ökologe an der University of Alaska Fairbanks, in einem Interview.

In der Vergangenheit galten Biber nicht als Tiere, die in der Arktis überleben konnten, und die arktische Tundra schien kein geeigneter Lebensraum für Biber zu sein: Der größte Teil des Gebiets war mit Eis bedeckt und die „Wasserbauingenieure“ konnten weder ihre Dammtechnologie anwenden noch einen Platz zum Bau ihrer „Blockhütten“ finden. Die erbärmlich dünne Vegetationsschicht der Tundra macht es ihnen zudem unmöglich, „Baumaterial“ für Staudämme zu finden, und auch die Nahrung ist erbärmlich knapp.

Doch heute ist alles anders. Im Zuge der globalen Erwärmung ist auch die Arktisregion mit dem Problem des Klimawandels konfrontiert. Seit Ende des 19. Jahrhunderts ist die Durchschnittstemperatur in der Arktis um 1,8 °C gestiegen. Bei weiter steigenden Temperaturen verkürzt sich die Zeitspanne, in der fließendes Wasser gefriert, die Wachstumsperiode der Pflanzen verlängert sich und es wachsen mehr Sträucher (und sogar Bäume). Die Umgebung veränderte sich allmählich, und die Gäste, die vorher zögerten zu kommen, kamen nun gerne, und der Biber war einer von ihnen.

In der arktischen Tundra bauen Biber Dämme um ihre Nester und verwandeln die Umgebung in „Biberteiche“. Bildquelle: Tape. et al., 2018

Durch die Untersuchung von Fernerkundungsdaten der arktischen Tundra in Alaska über einen Zeitraum von 70 Jahren (1949–2019) und Interviews mit Anwohnern fanden Tap und seine Kollegen heraus, dass Biber erstmals um 1980 hierher kamen, um Dämme zu bauen und „Biberteiche“ anzulegen. Seitdem ist die Zahl der Staudämme kontinuierlich gestiegen. In etwas mehr als einem Jahrzehnt von 2003 bis 2017 hat sich die Zahl der „Biberteiche“ in den meisten Gebieten verdoppelt . Bis 2019 wurden insgesamt 11.377 „Biberteiche“ entdeckt.

Dichtekarte von 11.377 „Biberteichen“ in der arktischen Tundra von Alaska, USA. Bildquelle: Tape et al. 2022

„Es gibt nicht viele Tiere, die auf der Erde Spuren hinterlassen, die man vom Weltraum aus sehen kann, wie Biber. Natürlich ist der Mensch das einzige andere Tier, das diese Fähigkeit besitzt“, sagte Tap.

Die „Wasserschutztechnik“ der Biber hat sie zweifellos zu einer Schlüsselart in den Wäldern südlich der arktischen Tundra gemacht und das Ökosystem und die Artenzusammensetzung erheblich beeinflusst. Biberdämme verändern viele Eigenschaften des Wassers, wie etwa Fließgeschwindigkeit, Wasserstand und Temperatur, und verändern dadurch die Zusammensetzung der Wirbellosen und Mikroorganismen im Wasser und damit auch die Nährstoffzusammensetzung des Wassers. Für Fische können Staudämme einerseits eine Wanderbehinderung darstellen, andererseits bieten sie vielen Fischen einen geeigneten Laich- und Fortpflanzungsort. Faktoren wie die Verbreiterung von Flussufern bieten Wachstumsbedingungen für viele Uferpflanzen und infolgedessen gedeihen Tiere, die sich von diesen Pflanzen ernähren, oder Vögel, die auf ihnen leben... Studien haben gezeigt, dass Biber auch eine Schlüsselrolle bei der Boden- und Wassererhaltung und der Dürrevorbeugung in ihren Feuchtgebietsökosystemen spielen. Es gab einmal eine Zeit, in der amerikanische Wissenschaftler erfolgreich „Biberdämme“ einsetzten, um eine Regenbogenforellenart (Oncorhynchus mykiss) zu retten, indem sie Biber in den Fluss einsetzten.

Die ökologische Rolle der Biber kann nicht unterschätzt werden. Amerikanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, durch den Einsatz von „Biberdämmen“ die Anzahl, Überlebensrate und Reproduktionsrate von Regenbogenforellen zu erhöhen. Bildnachweis: Oregon State University

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Segen oder Fluch?

Die Ankunft der Biber in der Arktis könnte sich positiv auf die Artenvielfalt der Arktis selbst auswirken. Für das globale Klima ist dies jedoch möglicherweise nicht der Fall.

Es gibt noch keine endgültige Schlussfolgerung darüber, was die Ankunft der Biber für die Ökosysteme der Arktis bedeuten wird, aber Tap und seine Kollegen haben einige positive Vorhersagen gemacht. Die gefrorene Wasserumgebung und die niedrigen Temperaturen hielten einst viele Lebewesen davon ab, die arktische Tundra zu besuchen. Durch die Entstehung von „Biberteichen“ werden die Wasseroberfläche größer und tiefer, wodurch die Wärme besser gespeichert werden kann und die Wahrscheinlichkeit des Gefrierens geringer ist. Dies wird wahrscheinlich viele neue Wasserarten anlocken, die hierher ziehen.

"Willst du mit mir spielen?" Urheberrechtlich geschütztes Bild, nicht autorisierte Reproduktion

Obwohl es in der arktischen Tundra mehrere Lachsarten gibt, waren sie früher nur auf der Durchreise. Die durch Biber verursachten Veränderungen der Wasserumwelt haben diesen Lachsen die Möglichkeit gegeben, hier Eier zu legen und sich fortzupflanzen. Durch die „Wasserschutzprojekte“ der Biber können auch im Permafrost gespeicherte Mineralien freigelegt werden, was das Wachstum der umliegenden Sträucher fördert und das Wachstum der Sträucher wiederum weitere Organismen anzieht. Das Auftauchen der Biber könnte mit dem Bau einiger Märkte in dieser ruhigen Stadt in der arktischen Tundra vergleichbar sein, die nach und nach verstreute Bewohner aus der Umgebung zum Feiern anlockt und die Stadt langsam in einen lebendigen Ort verwandelt.

Biber haben möglicherweise einen positiven Einfluss auf die Artenvielfalt der arktischen Tundra, sie haben jedoch möglicherweise auch einen negativen Einfluss, der unsere Aufmerksamkeit verdient. Der Preis für das blühende Leben im „Biberteich“ ist der schmelzende Permafrost. Schätzungen zufolge ist der Kohlenstoffgehalt im Permafrost etwa doppelt so hoch wie in der Atmosphäre. Durch das plötzliche Auftauen des Permafrosts werden das darin enthaltene Kohlendioxid und Methan freigesetzt, was den Klimawandel weiter verschärfen wird. Die durch „Biberteiche“ überfluteten Gebiete werden dazu führen, dass der darunterliegende Permafrost auftaut. Wenn Biber weiterhin in großem Stil Dämme in der arktischen Tundra bauen, könnten sie tatsächlich „die Arktis verbrennen“ und weiterhin Treibhausgase aus dem Permafrost freisetzen.

Veränderungen der Wasserumwelt der arktischen Tundra durch Biber. Rote Pfeile zeigen Biberdämme an und gelbe Pfeile zeigen mögliche Stellen an, an denen der Permafrost schmilzt. Bildquelle: Jones et al, 2020

Biber kamen aufgrund der Klimaerwärmung in die Arktis und könnten, sobald sie sich in der Arktis befinden, die globale Erwärmung weiter verschärfen. Tape und seine Kollegen sagen außerdem voraus, dass die Zahl der Biber in der arktischen Tundra künftig zunehmen wird und sich ihr Verbreitungsgebiet weiter nach Norden verlagern wird. Auch in Zukunft ist eine stärkere Erforschung und Verwaltung der arktischen Tundrabiber wichtig.

Doch ob gut oder schlecht, eines ist sicher: Die Zukunft der arktischen Tundra in Alaska, USA, wird sich durch die Ankunft der Biber dramatisch verändern.

Mögliche Auswirkungen von Bibern auf die arktische Tundra. Bildquelle: Tape et al, 2018

Quellen:

[1] https://www.nature.com/articles/s41598-022-09330-6

[2] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.14332

[3] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab80f1?utm_source=mp-fotoscapes#erlab80f1f8

[4]https://web.archive.org/web/20200123132507/https://www.aphis.usda.gov/wildlife_damage/beaver_damage/downloads/Baker%20and%20Hill%20Beaver%20Chapter.pdf

[5] https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wat2.1592

[6] https://www.nature.com/articles/srep28581

[7] https://www.businessinsider.com/beavers-invade-alaska-arctic-tundra-photos-satellite-images-damage-2023-1

[8] https://www.livescience.com/why-beavers-build-dams

[9] https://animaldiversity.org/accounts/Castor_canadensis/

[10] https://ucmp.berkeley.edu/exhibits/biomes/tundra.php

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Teamname: Global Science

Autor: Ma Dongyuan

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

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