Amazonaswald kann durch wechselhafte Regenfälle trainiert werden

Der Amazonas Regenwald hat sich über Millionen von Jahren entwickelt und sogar Eiszeiten überlebt. Heute droht diesem riesigen Ökosystem durch menschliche Einflüsse und durch den weltweiten Klimawandel ein großflächiges Absterben – mit weit reichenden Folgen für seine Funktion als globale CO2-Senke. Eine jetzt in Nature Geoscience veröffentlichte Studie zeigt, dass die Teile des Amazonaswaldes, in denen die Regenmengen stärker schwanken, widerstandsfähiger gegen heutige und zukünftige Klimastörungen sind. Trotz dieses „Trainingseffekts“ wird der Regenwald wohl jedoch mit dem Tempo des fortschreitenden Klimawandels nicht Schritt halten können, erklären die Forscher.

„Angesichts der enormen Bedeutung des Amazonas-Regenwaldes für unser Klima und die Artenvielfalt ist es erstaunlich, wie wenig wir immer noch über seine Fähigkeit wissen, sich im Laufe der Zeit an veränderte Umweltbedingungen anzupassen“, sagt Leitautorin Catrin Ciemer vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Mit der fortschreitenden globalen Erwärmung wird es im Amazonasbecken wahrscheinlich vermehrt Dürren geben, die die Baumsterblichkeit und das Brandrisiko erhöhen könnten. „Wir haben einen Mechanismus entdeckt, der die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems mit bestimmt. Dabei haben wir herausgefunden, dass Regionen des Amazonas-Regenwaldes, die stärker wechselnden Regenmengen ausgesetzt waren, offenbar mehr Widerstandskraft haben gegen Klimastörungen“, so Ciemer.

Mathematische Methoden der Analyse nicht-linearer Systeme kombiniert mit Beobachtungsdaten

Der Amazonas-Regenwald bedeckt etwa zwei Drittel Südamerikas und ist der größte zusammenhängende Regenwald der Erde – mit einer beispiellosen Vielfalt an Pflanzen und Tieren. Riesige Mengen an Kohlenstoff werden in der Biomasse des Waldes gespeichert, was den Amazonas-Regenwald zur wichtigsten terrestrischen CO2-Senke macht. Basierend auf Daten zu Niederschlag und Baumbedeckung im brasilianischen Amazonasbecken konstruierten die Forscher nun so genannte potenzielle Landschaften, um die Regenfallmuster zu ermitteln, in denen das Ökosystem stabil bleibt; und um kritische Schwellenwerte zu identifizieren, jenseits derer die Vegetation von Wald zu Savanne wechseln könnte.

„Wir konnten dieses bislang unbekannte dynamische Stabilitätsverhalten quantifizieren, indem wir moderne Techniken der Analyse nicht-linearer Systeme kombiniert haben mit modernsten Beobachtungsdaten“, erklärt Jürgen Kurths, Leiter des PIK-Forschungsbereichs Komplexitätsforschung und Ko-Autor der Studie. „Wir entwickeln und nutzen innovative mathematische Methoden, um reale Probleme zu untersuchen, die enorme Auswirkungen auf Menschen auf dem ganzen Planeten haben. Denn klar ist: der Amazonas-Regenwald ist von großer Bedeutung für globale CO2- und Wasserkreisläufe und steht in Wechselwirkung mit einer Reihe anderer kritischer Elemente des Erdsystems,“ ergänzt Marina Hirota von der Federal University of Santa Catarina in Brasilien, auch sie ist Ko-Autorin der Untersuchung.

„Unser Ansatz erlaubt es uns zu erkennen, welche Regionen anfälliger für zukünftige Veränderungen des Niederschlags sein könnten“, sagt Ricarda Winkelmann, Leiterin des PIK FutureLab ‚Earth Resilience in the Anthropocene‘ und Ko-Autorin der Studie. Weniger ‚trainierte‘ Regionen, die nicht an häufige Änderungen der Niederschläge gewöhnt sind, werden dabei besonders betroffen sein. „Unsere Analyse zeigt, dass in einem Business-as-usual-Szenario des Ausstoßes von Treibhausgasen eine große zusammenhängende Region im südlichen Amazonasgebiet Gefahr laufen könnte, vom Wald zur Savanne zu werden.“ Aber wie viel Veränderung kann die Amazonasregion verkraften? Es stellt sich heraus, dass der Amazonaswald zwar ein sehr altes Ökosystem ist, das sich über lange Zeiträume anpassen konnte – dass es aber fraglich ist, ob er dem Tempo des fortschreitenden Klimawandels gewachsen ist.

Forstpolitik Brasiliens: „Es gibt keine Möglichkeit, sich an Motorsägen anzupassen“

Natürlich ist der Klimawandel nicht der einzige große Stressfaktor für den Amazonas-Regenwald. „Der Mensch mischt sich noch viel direkter ein“, sagt Niklas Boers, Koautor der Studie. Großflächige Rodungen, vor allem zur Umwandlung der Naturlandschaft in Weideland für Rinder zur Fleischerzeugung, stellt bereits heute eine ernsthafte Bedrohung für den Regenwald dar. Auch wenn einige Regionen im Amazonasgebiet aufgrund des Trainingseffekts besser auf den Klimawandel vorbereitet sind als andere, könnte die aktuelle Forstpolitik Brasiliens und anderer Länder die Frage der Widerstandsfähigkeit des Regenwaldes bedeutungslos machen, so Boers. „Mit oder ohne Widerstandsfähigkeit gegen Klimastörungen: Es gibt keine Möglichkeit, sich an Motorsägen anzupassen.“