1: Entdecken

Der Klimawandel beeinflusst Ökosysteme, indem er zentrale physikalische und biologische Prozesse verändert, die den Energiefluss, den Kohlenstoffkreislauf und die Wechselwirkungen zwischen Arten steuern. Wissenschaftliche Belege zeigen, dass steigende globale Temperaturen und zunehmende Konzentrationen von atmosphärischem Kohlendioxid sowohl terrestrische als auch marine Ökosysteme beeinflussen und dabei häufig deren Stabilität und Widerstandsfähigkeit verringern (Hoegh-Guldberg et al., 2018; National Academy of Sciences, 2019).

^{Abbildung 1. Energiefluss und Kohlenstoffkreislauf in einem marinen Ökosystem.}

Wie in Abbildung 1 dargestellt, treibt Sonnenenergie die Photosynthese bei Phytoplankton an, das die Grundlage mariner Nahrungsnetze bildet. Durch Photosynthese nimmt Phytoplankton Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und wandelt es in organische Substanz um, wodurch höhere trophische Ebenen unterstützt und zur Klimaregulierung beigetragen wird. Kohlenstoff und Nährstoffe bewegen sich durch das Ökosystem über trophische Wechselwirkungen, Sedimentation und Nährstoffkreisläufe. Der Klimawandel kann diese Prozesse stören, indem er die Wassertemperaturen erhöht, die Ozeanzirkulation verändert und die Nährstoffverfügbarkeit verringert (Bardgett & Caruso, 2020).

^{Abbildung 2: Kipppunkte von Ökosystemen und abrupte Veränderungen.}

Abbildung 2 hebt trophische Wechselwirkungen innerhalb von Ökosystemen hervor und zeigt, wie klimabedingte Stressoren die Anfälligkeit von Ökosystemen erhöhen. Steigende Temperaturen, Ozeanversauerung und Habitatveränderungen betreffen zuerst die Primärproduzenten, aber die Auswirkungen breiten sich durch Kaskadeneffekte in den Nahrungsnetzen aus. Wenn die Produktivität des Phytoplanktons abnimmt, können auch Zooplankton, Fische und Spitzenprädatoren zurückgehen. Diese miteinander verbundenen Reaktionen zeigen, dass Ökosysteme nicht isoliert auf den Klimawandel reagieren, sondern als komplexe Systeme mit starken internen Abhängigkeiten (Bennett et al., 2016).

Die weiterreichenden Folgen dieser Veränderungen werden in Abbildung 3 dargestellt, die eine Klimakaskade in Einzugsgebieten zeigt. Diese Abbildung verdeutlicht, wie Klimatreiber wie Temperaturanstieg und veränderte Niederschläge mehrere Komponenten des Ökosystems gleichzeitig beeinflussen. Veränderungen bei Niederschlag und Temperatur wirken sich auf Bodenfeuchte, Wasserfluss, Salzgehalt, Vegetation und Artenwanderung in terrestrischen, Süßwasser- und Küstenökosystemen aus. Diese verknüpften Prozesse können zu unerwarteten Ergebnissen führen, wie etwa verstärkten Überschwemmungen, Habitatverlust und verminderter Wasserqualität (Turner et al., 2020).

^{Abbildung 3. Klimakaskade in Einzugsgebieten.}