Das Konsortium „Umweltveränderungen in Biodiversitäts-Hotspot-Ökosystemen Süd-Ecuadors: Systemantwort und Rückkopplungseffekte“ (RESPECT) wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in der ersten Förderphase mit rund 3,5 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren gefördert. Die Forschergruppe geht der Frage nach, welche Arten der Landnutzung das Ökosystem vor Ort stabilisieren und welche es bedrohen.
Die tropischen Bergregenwälder in Ecuador gehören zu den am stärksten gefährdeten Ökosystemen der Erde. Dafür sind vor allem der Klima- und der Landnutzungswandel verantwortlich.
„Der tropische Bergregenwald in Ecuador ist eines der artenreichsten Ökosysteme der Welt, zugleich aber durch den Klimawandel stark bedroht“, erklärte Prof. Dr. Jörg Bendix vom Fachbereich Geographie der Philipps-Universität und Sprecher der neu eingerichteten Forschergruppe „RESPECT“. Besonders der Landnutzungswandel spiele dabei eine entscheidende Rolle, da er im engen Wechselspiel mit dem Klimawandel stehe.
„Der Klimawandel hat Einfluss darauf, ob der natürliche Bergregenwald seine Funktionen erhalten kann und wofür Menschen vor Ort die bereits in Nutzung genommenen Flächen verwenden können“, erläuterte Bendix. „Gleichzeitig hat die Entscheidung, wie die Flächen genutzt werden, Einfluss auf den Klimawandel. Zum Beispiel hat eine Weidefläche völlig andere Auswirkungen auf die Umwelt als eine Naturwaldfläche.“
Welchen genauen Effekt der Naturwald und verschiedene Landnutzungsoptionen haben, sei für tropische Hochländer wie die Anden Ecuadors jedoch bisher nicht valide zu sagen. „Die artenreichen und daher funktional sehr komplizierten Bergeregenwälder sind bislang vergleichsweise wenig erforscht“, berichtete Bendix. „Klar ist jedoch: Hier herrschen völlig andere Bedingungen als im tropischen Tieflandregenwald. Insbesondere globale Klimamodelle, die in der Regel nur auf Tieflandregenwälder wie den Amazonas angepasst sind, greifen hier nicht.“
Aus diesem Grund werden die Forschenden vor Ort Daten über zwei zentrale Ökosystemfunktionen – die Biomasseproduktion und die Wasserflüsse – sammeln und in einem regional angepassten Klima- und Vegetationswachstumsmodell bündeln. „Ein solches sogenanntes Landoberflächenmodell ermöglicht uns, verlässliche Prognosen für die Zukunft zu stellen, aber auch aktuelle Handlungsempfehlungen für nachhaltige Landnutzungsoptionen auszusprechen“, erklärte Bendix.
Eine besondere Rolle bei der Datenanalyse spielt die Untersuchung des Systemantwort- und Rückkopplungsverhaltens relevanter biologischer Prozesse. Die Samenausbreitung durch Vögel und damit das Wachstum neuer Bäume oder auch der Blattverlust durch herbivore Insekten könnten durch den Klimawandel verändert werden.
Die sich aus dieser Systemantwort ergebenden Veränderungen der Vegetationseigenschaften und damit der Oberflächenstruktur des Ökosystems führen wiederum zu einem veränderten Transport von Wärme und Wasserdampf in die Atmosphäre und tragen damit zum Klimawandel bei. Diese Antwort der Natur auf die Folge des Verhaltens von Tieren auf den Klimawandel bezeichnen die Forschenden als „Rückkopplungsverhalten“. „Derartige biologische Prozesse fehlen aber bisher in Landoberflächenmodellen und sollen nun auf der Basis statistischer Analysen eingebaut werden“, versprach Bendix.
Langfristiges Ziel der Forschergruppe ist, die Landnutzungssysteme nachhaltig zu optimieren. „Dadurch kann das Ökosystem insgesamt widerstandsfähiger gemacht und der artenreiche Naturwald erhalten werden“, hofft Bendix. „Mit den Arbeiten soll darüber hinaus ein neuer Typ eines biodiversifizierten Landoberflächenmodells entwickelt werden. Das Modell soll auf andere tropische Hochgebirgsregionen übertragbar sein und somit helfen, regionale Klima- und Biodiversitätsprognosen in Zentren der Artenvielfalt zu verbessern.“Die Federführung der Forschergruppe liegt bei der Philipps-Universität. Beteiligt sind zudem die Justus-Liebig-Universität Gießen, das Karlsruher Institut für Technologie, das Senckenberg Biodiversität und Klima- Forschungszentrum, die Universität Bayreuth, die Universität Göttingen sowie die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
* pm: Philipps-Universität Marburg