Die Bedeutung von – naturnahen – Ökosystemenfür die Abpufferung des Klimawandels
Mitigation & Adaptation
Katrin Vohland
Potsdam Institut für Klimafolgenforschung
Die Bedeutung von – naturnahen – Ökosystemenfür die Abpufferung des Klimawandels
Mitigation & Adaptation
Funktionen + Dienstleistungen naturnaher Ökosystemezur Mitigation von Klimawandelzur Anpassung an den Klimawandel
Einfluss des KlimawandelsSchutzkonzepteKonflikte, Handlungsfelder, offene Fragen
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
Ökosystemfunktionen
e.g. Primärproduktion
Verbreitung
Fortpflanzung
Zersetzung
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
Ökosystemfunktionen
ÖkosystemdienstleistungenAccording to MEA 2005
Supporting services Grunddienstleistungen (e.g. Primärproduktion)
Provisioning services Produkte (e.g. Nahrungsmittel, Futter)
Regulating services Regulation (e.g. Kohlenstoffsequestrierung)
Cultural services Kultur (e.g. Schönheit einer Landschaft)
e.g. Primärproduktion
Verbreitung
Fortpflanzung
Zersetzung
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
(supporting (information) services)
Ökosysteme beinhalten biologische Vielfalt
Kier et al. 2005
Gefäßpflanzen
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
(supporting services)
Daten: Knightlighter et al. 1999
Kohlenstoffspeicher
Schaphoff et al. 2006
(regulating services)
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
Ökosystemfunktionen + ÖkosystemdienstleistungenÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen
(cultural services)
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KW
Ökosysteme als Kohlenstoffsenke
Ein Drittel des anthropogenen CO2 ist im Ozean gespeichert
Sabine et al. 2004
(regulating services)
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KW
Ökosysteme als Kohlenstoffsenke
Ca 10 % des anthropogenen CO2 sind in der Biosphäre gespeichert
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Mitigation von KW
Ökosysteme als Kohlenstoffsenke
Morales et al. 2004
Beispiel Europa
Ca 10 % des anthropogenen CO2 sind in der Biosphäre gespeichert
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung
Lokaler Wasserhaushalt
Artenpool
Küstenschutz
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung
H 2O
Verdunstungskühlung
Schatten
Windschutz
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung
http://www.whrc.org/southamerica/fire_savann/FeedbackCycles.htm
Beispiel Amazonien
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung Beispiel Amazonien
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung Beispiel Amazonien
http://www.whrc.org/southamerica/fire_savann/FeedbackCycles.htm
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung Beispiel Amazonien
http://www.whrc.org/southamerica/fire_savann/FeedbackCycles.htm
Waldschutz
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung Beispiel Amazonien
http://www.whrc.org/southamerica/fire_savann/FeedbackCycles.htm
X
X
XX
Waldschutz
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokale Klimaregulierung Beispiel Amazonien
http://www.whrc.org/southamerica/fire_savann/FeedbackCycles.htm
X
X
XX
GroßflächigerWaldschutz
Langfristig wirksameFinanzielle Kompensations-mechanismen
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokaler Wasserhaushalt
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokaler Wasserhaushalt
Ökologischer Hochwasserschutz
Extensive Weidelandnutzung -> Naturschutzfachlich wertvolle Arten
Aufbau eines Kohlenstoff- und Wasserspeicherkörpers
Geringere Unterhaltungskosten für technischen Hochwasserschutz (Deiche etc.)
Aber: Flächenkonkurrenz zu Siedlungsfläche und lw. Nutzfläche
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Lokaler Wasserhaushalt
Moorschutzprogramme
Grundwasserneubildung
Langfristig Aufbau von Kohlenstoffspeichern
Artenschutz
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Artenpool
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Artenpool
Anpassungfähigkeit von Kulturpflanzen
Anpassungsfähigkeit von Medizinalpflanzen
Anpassungfähigkeit von Ökosystemem
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Artenpool
Anzahl Arten: viele wenig
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Artenpool
Arten sind Grundlage für evolutionäres Potentialund Anpassungsfähigkeit von Ökosystemen
-> Verantwortung für Artenschutz-> Verantwortung für phylogentische Diversität
Anzahl Arten: viele wenig
Ökosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KWÖkosystemfunktionen + Ökosystemdienstleistungen zur Anpassung an den KW
Küstenschutz
Die Bedeutung von Mangroven für den Küstenschutz
Beispiel Vietnam
Mazda et al. 1997
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Beobachtungen
Phänologie
Verbreitung
Nahrungsnetze
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Beobachtungen
Verbreitung
Naturlexikon.com http://www.medizin.de/gesundheit/deutsch/356.htm
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Beobachtungen
Nahrungsketten
Dobson et al. 2007Lake Wisconsin, USA
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektionen
Schaphoff et al. 2006
Klimaveränderungen (Niederschläge, Temperatur)2071-2100 gegenüber 1971-2000
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektionen
MethodenProjektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Dynamische Vegetationsmodellierung(e.g. LPJ)
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Bodeneigenschaften
Temperatur
Niederschlag
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Bodeneigenschaften
Temperatur
Niederschlag
Nische
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Bodeneigenschaften
Temperatur
Niederschlag
Nische
Raumprojektion
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Bodeneigenschaften
Temperatur
Niederschlag
Nische
Klimap
rojek
tion
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
EEA 2005
http://www.flogaus-faust.de/e/rumeniv2.htm
Rumex nivalis Crysopteris montana
Ranunculusmontanahttp://www.flogaus-faust.de/e/rumeniv2.htm
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Araujo et al. 2004
Projektion von Klimaräumen für Arten (bio-geo-climatic envelopes)
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Dynamische Vegetationsmodellierung
Photosynthese
H2O
PAR
CO2
H2O
Bodeneigenschaften
TemperaturNiederschlagStrahlung (PAR)
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Dynamische Vegetationsmodellierung
PhotosyntheseKohlenstoffallokation
Boden
StreuWurzel
Stamm (Hartholz vs Phloem)
Blatt
Respiration
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Dynamische Vegetationsmodellierung
Photosynthese
Photo-synthese
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Dynamische Vegetationsmodellierung
Fagus sylvatica Pinus sylvestris
Anteil von Wurzelin der oberenunteren Bodenschicht
PhänologieBlattform
0.80.2
SommergrünBreitblatt
0.60.4
ImmergrünNadel
Strategie - Parameter
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Hickler et al. 2007
Dynamische Vegetationsmodellierung
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Lucht et al. 2006
Veränderung der Vegetationsverteilung2100 gegenüber 2000, LPJ
Dynamische Vegetationsmodellierung
SRES-A2/HadCM3-CRU03PIK/LPJv3-DGVM 2100-2000, ∆fpc=20% (Lucht, Schaphoff, Heyder,Erbrecht & Cramer, IPCC-AR4 Beitrag)
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Lucht et al. 2006
Veränderung der Vegetationsverteilung2100 gegenüber 2000, LPJ
Dynamische Vegetationsmodellierung
Schaphoff et al. 2006
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Funktionelle Pflanzentypen im südl. Afrika2071-2100 gegenüber 1971-2000, LPJ
Dynamische Vegetationsmodellierung
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Schaphoff et al. 2006
Kohlenstoffspeicher (Boden + Vegetation)2071-2100 gegenüber 1971-2000, LPJ
Dynamische Vegetationsmodellierung
Schaphoff et al. 2006
Einfluss des KlimawandelsEinfluss des Klimawandels
Kohlenstoffspeicher (Boden + Vegetation)2071-2100 gegenüber 1971-2000, LPJ
1) Arktische Region
Senke
Quelle
2) Borealer
Wald
4) Bergregion (e.g. Tibet)
6) Trockengebiete
9) Semi-aride
Gebiete
Dynamische Vegetationsmodellierung
Ökosysteme werden geschütztÖkosysteme werden geschützt
Schutzziele
Ebene Konzept Beispiel
Genetische Diversität
Genetische Vielfalt als Indikator für Anpassungsfähigkeit und evolutionäres Potential
CBD, Art. 1
Artenvielfalt Anzahl von Arten mit Ökosystemresilienz korreliert
(Typische) Lebensräume von Arten schützen
Natürliche Sukzession zulassen
2010-Initiative
Habitate Natura 2000
Prozesse Nationalparke
Ökosysteme werden geschütztÖkosysteme werden geschützt
Anpassung von Schutzkonzepten an den KlimawandelMaßnahme Beispiel der Umsetzung
Landschaftsplanung
Durchlässigkeit der Landschaft erhöhen Ökolandbau fördern
Schutz der Protea-Arten in der Kapregion
Nationalparke
KeineViele
Korridore, Biotopvernetzung
Komplementäre Gebiete ausweisen
Vergrößerung der Schutzgebiete
Resilienz erhöhen, natürliche Dynamik zulassen
Artenmanagement (Umsiedlung von Arten, Bekämpfung invasiver Arten)
Evaluation?
Konflikte, Handlungsfelder, offene FragenKonflikte, Handlungsfelder, offene Fragen
Artenschutz vs natürliche Dynamik
http://bund-hessen.de/dokument/buchenflyer.pdfhttp://www.doeberitzer-heide.de/images4/2403_jpg_view.htm
Konflikte, Handlungsfelder, offene FragenKonflikte, Handlungsfelder, offene Fragen
Flächenkonkurrenz (Wasserkonkurrenz)
Tropischer Regenwald vs Nahrungs- + Futtermittelproduktion
Wald, Moor, Grünland vs Bioenergie
vs Nahrungs- + Futtermittelproduktion
Ökologischer Hochwasserschutz
Konflikte, Handlungsfelder, offene FragenKonflikte, Handlungsfelder, offene Fragen
Die Hauptverbindung von Naturschutz/Biodiversitätsschutz und Anpassung an den Klimawandel geht über den Wasserhaushalt (lokaler Wasserhaushalt, Verdunstungswärme, Hochwasser- + Küstenschutz)
Die Hauptverbindung von Naturschutz/Biodiversitätsschutz und Verminderung des Klimawandels geht über den Kohlenstoffhaushalt (biologische Kohlenstoffsequestrierung)
Dringend nötig ist die Entwicklung von langfristig wirksamen Kompensationsmechanismen, um Länder für den Schutz von naturnahen Ökosystemen und ihren Funktionen zu bezahlen
Noch unzureichend ist die Formulierung von Synergien zwischen Armutsbekämpfung (Nahrung, Energie) und Naturschutz