Disentangling anthropogenic drivers of climate change impacts on alpine plant species: Alps vs. Mediterranean mountains
Die globale Erwärmung hat sich in den letzten Jahrzehnten stark beschleunigt – ein Trend der laut Klimamodellen auch in Zukunft anhalten wird. Der Temperaturanstieg wird in Südeuropa von einem Rückgang der Niederschläge begleitet werden, während in den Alpen die Winterniederschläge zu- und die Sommerniederschläge abnehmen werden. Neben dem Klimawandel stellen auch Stickstoffdeposition und Landnutzungsänderungen eine Bedrohung für Hochgebirgsökosysteme, deren Biodiversität und Ökosystemleistungen dar. Andererseits bietet die für Hochgebirge charakteristische mikrotopographische Variabilität eine gewisse Pufferfunktion gegenüber den Auswirkungen des globalen Wandels. Monitoringdaten von europäischen Gipfeln zeigen unterschiedliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Diversität in temperaten und mediterranen Gebieten: während in ersteren die Artenzahlen auf den Gipfeln synchron mit der Temperatur zunehmen, war im Mediterranraum eine Abnahme der Pflanzendiversität zu verzeichnen.
Ziel des MediAlps Projekts ist die Abschätzung des relativen Effekts dieser Komponenten des globalen Wandels und deren Interaktionen auf die beobachteten Biodiversitätsveränderungen auf mediterranen und temperaten Gipfeln. Änderungen in Artenzahl und –zusammensetzung in Langzeitmonitoringuntersuchungsflächen sowie der derzeitige Landnutzungsdruck basierend auf systematischen Feldbeobachtungen wurden erhoben. In den Untersuchungsflächen wurden Bodentemperatur, Wasserpotential und Stickstoffdeposition gemessen. Mit Hilfe von photogrammetrischen Methoden wurden topographische Parameter erhoben. Regionale Temperatur-, Niederschlags- und N-Depositionsdaten aus Online-Ressourcen (CHELSA, EMEP) wurden für Analysen herangezogen. Die Landnutzungsintensität in der Vergangenheit wurde mittels semi-qualitativer Interviews erhoben. Mit gemischten Modellen (generalized linear mixed-effects models) und Strukturgleichungsmodellen (SEM) wurde der Einfluss der einzelnen Faktoren auf Biodiversitätsänderungen analysiert. Zusätzlich wurde die raumzeitliche Dynamik basierend auf Satellitenbilddaten analysiert.
Klimatische Faktoren und Klimawandel sind die wichtigsten Einflussfaktoren auf Diversität, Artenzusammensetzung und deren Änderungen in den untersuchten Hochgebirgsökosystemen beider Biome. Temperatur(änderung) ist der bestimmende Faktor im temperaten Biom, während auf mediterranen Gipfeln zusätzlich Niederschlagssummen eine Rolle spielen. Eine weitere Thermophilisierung der Vegetation ist in beiden Biomen zu erwarten, einhergehend mit einer Vereinheitlichung der Artenzusammensetzung bedingt durch das Höherwandern von Arten tieferer Lagen. Mittelfristig wird die Diversität auf den Alpengipfeln wahrscheinlich weiter zunehmen, bis die sogenannte „Aussterbeschuld“ (extinction debt) schlagend wird und langlebige, kälteliebende Arten lokal verschwinden. Mit abnehmenden Niederschlagssummen werden auch die Pflanzenartenzahlen auf mediterranen Gipfeln zurückgehen. Nichtsdestotrotz ist auch der – wenn auch vergleichsweise geringe - Einfluss anderer anthropogener Faktoren zu berücksichtigen: Stickstoffdeposition hat einen negativen Einfluss auf Änderungen der Artenzahl im temperaten Biom und die derzeitige Landnutzungsintensität einen positiven Einfluss auf mediterranen Gipfeln.
Darüber hinausgehend leistete das MediAlps Projekt einen substantiellen Beitrag zum weltweiten Langzeitmonitoring-Programm GLORIA (Global Observation Research Initiative in Alpine Environments).