Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Teufelskreis aus Dürre und Waldverlust am Amazonas

13.03.2017

Der Waldverlust durch Abholzen im Amazonasgebiet und die mögliche Abnahme der Regenfälle dort könnten einen Teufelskreis in Gang bringen. Wenn Trockenzeiten mit dem menschengemachten Klimawandel zunehmen, so steigt zusätzlich das Risiko eines sich selbst verstärkenden Waldverlustes, so hat ein internationales Team von Wissenschaftlern herausgefunden. Wenn allerdings ein großer Artenreichtum von Bäumen in einem Waldabschnitt lebt, so kann das dessen Überlebenschancen merklich steigern. Um dieses nicht-lineare Verhalten aufzuspüren, haben die Forscher eine neuartige Analyse komplexer Netzwerke angewendet.

„Der Regenwald des Amazonas ist eines der Kipp-Elemente im Erdsystem“, sagt Leit-Autorin Delphine Clara Zemp, die die Studie am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) durchgeführt hat. „Wir wissen bereits, dass einerseits geringerer Niederschlag die Gefahr des Waldsterbens erhöht.


Photo: Thinkstock

Quelle: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Andererseits kann der Waldverlust auch regionale Trockenheit verstärken. Mehr Dürren können also zu weniger Waldbedeckung führen, was wiederum zu mehr Dürren führen kann und so weiter. Die Folgen dieser Rückkopplung zwischen Pflanzen und der Atmosphäre war aber bislang nicht klar. Unsere Studie zeigt das Risiko eines sich selbst verstärkenden Waldverlustes, der noch zusätzlich zu dem Waldverlust entsteht, der direkt durch weniger Regen ausgelöst wird.“

Zemp ist heute an der Georg-August-Universität Göttingen; die Untersuchung ist Ergebnis einer Forschungsgruppe zu dynamischen Phänomenen in komplexen Netzwerken (IRTG1740) mit der Humboldt-Universität zu Berlin.

Selbstverstärkender Effekt bewirkt zusätzlichen Waldverlust

Wenn sich in der Trockenzeit die Niederschlagsmenge im Amazonasgebiet halbieren würde, könnten mindestens 10 Prozent des Waldes allein durch den Effekt der Selbstverstärkung verloren gehen, zusätzlich zu dem erheblichen direkten Waldverlust durch Trockenheit. Computer-Simulationen der Wissenschaftler legen nahe, dass dies vor 20.000 Jahren im Amazonas-Regenwald schon einmal geschehen sein könnte, dies passt auch zu Belegen aus der Erdgeschichte.

Die Wissenschaftler betonen aber, dass es Unsicherheiten gibt. Wenn man die noch nicht völlig verstandenen Rückkopplungen zwischen Vegetation und Atmosphäre mit einbezieht, dann könnte der sich selbst verstärkende Waldverlust sogar bis zu 38 Prozent des Amazonasbeckens treffen. In Verbindung mit den direkten Effekten der Dürren wäre damit letztlich der Großteil des Amazonas-Regenwaldes in Gefahr.

Die Studie kann keine Informationen über die Zeiträume der Entwicklung bieten, sie ist eine Analyse der Empfindlichkeit des Systems.

Tropische Regenwälder erzeugen viel von dem Wasser, das sie benötigen, aus sich selbst heraus – sie verdunsten Feuchtigkeit, die dann wieder auf sie herab regnet. „Der Wasserkreislauf des Amazonas-Regenwaldes ist natürlich reine Physik und Biologie, aber er ist auch eines der großen Wunder der Natur“, sagt Ko-Autor Henrique M.J. Barbosa von der Universidade de São Paulo in Brasilien.

„So machtvoll dieser Kreislauf ist, so ist er doch zugleich erstaunlich empfindlich für Umweltveränderungen – und die Menschheit stört das Amazonasgebiet massiv, sowohl durch die Abholzung von tropischen Bäumen als auch indirekt über die Erwärmung der Atmosphäre durch Treibhausgase aus fossilen Brennstoffen. Dies verringert den großräumigen Transport von Feuchtigkeit und trifft am Ende sogar die zuvor unberührten Teile des Waldes.“

Ausgedehnte Trockenzeiten erhöhen das Risiko des Kippens

„Derzeit nimmt im Süden und Osten des Amazonaswaldes der Niederschlag während der Regenzeit zu und während der Trockenzeit ab, das liegt an sich verändernden Temperaturen an der Oberfläche des Ozeans, die den Feuchtetransport zwischen den Tropenregionen beeinflussen“, sagt Ko-Autorin Anja Rammig von der Technischen Universität München (TUM) und PIK. „Es ist noch unklar, ob dies sich so fortsetzt; aber jüngste Projektionen, die mit Beobachtungsdaten abgeglichen wurden, weisen darauf hin, dass in den Trockenzeiten die Niederschlagsmengen weiter abnehmen könnten.“

Sogar wenn die durchschnittlichen Regenmengen sich nicht drastisch verändern, könnte eine Verlängerung von zwischenzeitlichen Dürren Teile des Amazonaswaldes kippen, hin zu dem sich selbst verstärkenden Waldverlust. „Die bis Ende unseres Jahrhunderts vorhergesagten Veränderungen der Regenfälle werden kein vollständiges Absterben des Amazonaswaldes auslösen“, sagt Ko-Autor Carl Schleussner von dem wissenschaftlichen Think-Tank Climate Analytics und dem PIK. „Aber unsere Ergebnisse legen nahe, dass große Teile des Waldes durchaus in Gefahr sind.“

Interessanterweise scheint der Amazonaswald umso weniger verletzlich zu sein, je vielfältiger seine Pflanzenwelt ist. Biodiversität hat das Potenzial, die Auswirkungen des sich selbst verstärkenden Waldverlustes zu verringern. „Weil jede Art auf andere Weise auf Belastungen reagiert, kann das Vorhandensein einer großen Vielfalt von Arten die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems verbessern“, sagt Ko-Autorin Marina Hirota von der Universität von Santa Catarina in Brasilien. „Beim Erhalt von Biodiversität könnte es also nicht bloß um die Liebe zu Bäumen und Kräutern und Vögeln und Käfern gehen; die Biodiversität könnte vielmehr ein Hilfsmittel zur Stabilisierung von wichtigen Elementen des Erdsystems sein.“

Artikel: Delphine Clara Zemp, Carl-Friedrich Schleussner, Henrique M. J. Barbosa, Marina Hirota, Vincent Montade, Gilvan Sampaio, Arie Staal, Lan Wang-Erlandsson, Anja Rammig (2017): Self-amplified Amazon forest loss due to vegetation-atmosphere feedbacks. Nature Communications [DOI:10.1038/NCOMMS14681]

Weblink zum Artikel, sobald er veröffentlich ist: http://dx.doi.org/10.1038/NCOMMS14681

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

www.pik-potsdam.de

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1038/NCOMMS14681 Weblink zum Artikel, sobald er veröffentlich ist

Jonas Viering | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Weitere Informationen:
http://www.pik-potsdam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Zeppelin, Drohnen und Forschungsschiffe untersuchen Wattenmeer und Elbe
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

nachricht Neuer Forschungsschwerpunkt Environmental Computing am Leibniz-Rechenzentrum
19.09.2017 | Bayerische Akademie der Wissenschaften

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

10. Cottbuser Medienrechtstage zu »Fake News, Hate Speech und Whistleblowing«

18.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Ausschreibung des Paul-Martini-Preises 2018 für klinische Pharmakologie

19.09.2017 | Förderungen Preise

Simulation von Energienetzwerken für Strom, Gas und Wärme

19.09.2017 | Energie und Elektrotechnik