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Arbeitsgruppe "Ökologische Auswirkungen von Klimaänderungen"

Ilex aquifolium L.
Ilex aquifolium L.
  •  "ALARM" -
    Assessing Large environmental Risks with tested Methods
  • Ausbreitung, Verbreitung und Grenzen der Lorbeerkirsche (Prunus laurocerasus L.) in Deutschland und angrenzenden Gebieten
  • Die Stechpalme (Ilex aquifolium L.) als Bioindikator für die Klimaänderung
  • Einfluss der Klimaerwärmung auf Sukzessionsprozesse und Populationsdynamik der Vegetation in alpinen Lagen
  • Fortsetzung des Projekts: Ausbreitung und Grenzen laurophyller Pflanzen in der Schweiz

Die Stechpalme (Ilex aquifolium L.) als Bioindikator für die Klimaänderung

Die Verbreitung vieler Pflanzen- und Tierarten wird maßgeblich durch Klimaparameter begrenzt. Ändert sich das Klima, ist auch mit Artarealverschiebungen zu rechnen. Voraussetzung für die frühzeitige Erkennung solcher Arealverschiebungen sind historische Belege nicht nur der Verbreitungsgrenzen einer bestimmten Art, sondern auch deren ökologisch relevanter Klimaparameter. Die Stechpalme (Ilex aquifolium L.) stellt diesbezüglich ein Ausnahmebeispiel dar, da für diese Art beide genannten Bedingungen in hohem Detaillierungsgrad erfüllt sind. In Iversen (1944) wird die lokale Verbreitung der Stechpalme in Mittel- und Nordeuropa in Bezug zu lokalen Klimabedingungen gestellt. Da sich das Klima nachweislich seit dieser Zeit geändert hat, ist auch mit einer Änderung des Verbreitungsgebiets der Stechpalme zu rechnen. Eine Überprüfung dieser Hypothese würde bedeuten, dass nicht nur eine allfällige Veränderung des Verbreitungsgebietes nachgewiesen werden könnte, sondern diese Arealverschiebung auch in direkten Bezug zu den im gleichen Gebiet gemessenen Klimadaten gestellt werden könnte. Ein Faktum, das bislang in dieser Form noch nicht nachgewiesen werden konnte, jedoch einen bedeutsamen Beleg für klimainduzierte Arealverschiebungen darstellen würde.

 

Einfluss der Klimaerwärmung auf Sukzessionsprozesse und Populationsdynamik der Vegetation in alpinen Lagen

Der Temperaturanstieg der letzten drei Jahrzehnte im Alpenraum beträgt 0.5 °C/Dekade und liegt damit über dem globalen Mittel (0.1-0.2 °C/Jahrzehnt). Seit der vorletzten Jahrhundertwende liegen Dokumentationen zur alpinen Flora vor, die zu späteren Zeitpunkten wiederholt und aktualisiert wurden. Daraus resultieren Zeitreihen, die fast ein Jahrhundert umfassen. Das vorliegende Forschungsvorhaben will auf diese Datenbasis zurückgreifen und folgende Fragestellungen untersuchen:

  • Wie hat sich das wärmste Jahrzehnt (1990er Jahre) der Klimaaufzeichnungen auf die Gipfelflora der Alpen ausgewirkt
  • Welchen Einfluss hat der Klimawandel auf die langfristige Sukzession (Zeitschritte: 1912 - 1930 - 1973 - 2003) in einer von Gletschern allseits umschlossenen Felsinsel ("Nunatak")?
  • Welche Konsequenzen haben die Auswirkungen dieser Vegetationsveränderungen auf Aufbau, Funktion und Dynamik der betroffenen Ökosysteme? Dazu werden nicht nur quantitative Veränderungen des pflanzlichen Artenspektrums ("species richness") sondern auch qualitative Parameter wie autökologische und populationsdynamische Charakteristika der Arten ("functional traits") in die Untersuchung miteinbezogen.

Abgeschlossene Projekte:

Ausbreitung und Grenzen laurophyller Pflanzen in der Schweiz

In den vergangenen Jahrzehnten ist eine Vielzahl immergrüner exotischer Laubarten in Schweizer Tieflagen-Wäldern verwildert. Im Südtessin finden sich heutzutage Waldstücke, deren Unterwuchs von diesen exotischen laurophyllen Arten dominiert wird.

Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die wichtigsten nicht-einheimischen Arten sowie deren Einwanderungsgeschichte. Feldexperimente lassen auf die für das Aufwachsen von Sämlingen wichtigsten ökologischen Faktoren schliessen. Waldvegetationsaufnahmen aus den siebziger Jahren wurden beidseits der Alpen wiederholt und auf ihre Veränderung hin ausgewertet.

In der Nordschweiz konnte erstmals das Auftreten der frosthärteren laurophyllen Arten festgestellt werden. Im allgemeinen weisen die festgestellten Trends in Richtung stärker mesische Bedingungen, die Standortsverhältnisse sind generell feuchter, nährstoffreicher und dunkler geworden. Auf eine Veränderung hin zu wärmeren Verhältnissen weisen sowohl die Abnahme montaner Arten als auch die Zunahme wärmeliebender Arten, letztere werden unterstützt durch das erwähnte Auftreten exotischer immergrüner Laubarten.

In den Wäldern der Südschweiz unterhalb 600 m.ü.M. hat sich die Struktur und Zusammensetzung mit dem Wechsel von laubwerfenden zu immergrünen Arten stark verändert. Die exotischen laurophyllen Arten sind vollends eingebürgert und zu einem ökologisch wichtigen Faktor der betroffenen ökosysteme geworden. Der spezielle Charakter dieser Arten bzw. Artengruppen wie auch deren synchrone Auswilderung und auffällig gehäuftes Auftreten in den letzten drei Jahrzehnten, lassen auf eine zeitgleiche änderung eines externen ökologischen Faktors schliessen. In zweifacher Hinsicht wird das sich ändernde Klima zu einem mitentscheidenden Faktor dieser Entwicklung: sowohl die absoluten Tiefsttemperaturen wie auch die Häufigkeit von Frosttagen haben sich im untersuchten Zeitraum dermassen verringert, dass sie die Ansiedlung exotischer immergrüner Arten nachhaltig begünstigt haben.

"Die Situation vieler Neophyten in unserer Flora ist noch sehr ungenügend bekannt, dieser Artikel leistet einen wichtigen Beitrag zur Kenntnis der Ausbreitung der laurophyllen Arten in der Schweiz. Das ZDSF nimmt Fundangaben für diese wie auch für weitere Neophyten in der Schweizer Flora selbstverständlich gerne entgegen." (D. M. Moser et al., 1999)

"Les forestiers ont déjà observé ici et là différents signes du réchauffement climatique, les plus évidents et les plus visibles étant peut-être l'essor des espèces exotiques comme les palmiers et les laurophylles dans certaines forêts tessinoises." (M. Rebetez, 2002)