29.01.2018 | News WSL
Bedingt durch zunehmende Temperaturen und Nährstoffeinträge steigen die meisten Gebirgspflanzen an der unteren Grenze ihrer Verbreitung schneller in die Höhe als an der oberen Grenze, wie eine Studie der Universität Wien und der Eidg. Forschungsanstalt WSL zeigt. Die hochalpine Flora gerät so zunehmend unter Konkurrenzdruck.
Viele Studien zeigen, dass Gebirgspflanzen infolge des Klimawandels ihre oberen Verbreitungsgrenzen in die Höhe verschieben. Diese "Flucht nach oben" ist eine typische Reaktion auf die stetig zunehmende Temperatur, vermehrte Nährstoffeinträge durch die Luft und eine länger dauernde Vegetationszeit. Über die Veränderungen im unteren Bereich ihrer Verbreitung ist vergleichsweise wenig bekannt. Um die Gefährdung einer Art richtig einzuschätzen, ist aber Wissen über die Reaktion im gesamten Verbreitungsgebiet erforderlich.
Forschende der Eidg. Forschungsanstalt WSL und der Universität Wien haben in den vergangenen Jahren die Daten zahlreicher Verbreitungsstudien analysiert und erhielten nun ein vollständigeres Bild der Reaktion von Alpenpflanzen auf die globalen Veränderungen. Die wichtigsten Trends: Beide Grenzen verschieben sich bei den meisten Arten infolge des Klimawandels nach oben und viele Arten werden innerhalb ihres Verbreitungsgebietes häufiger. Letzteres betrifft vor allem nährstoffbedürftige Arten, die von menschgemachten Nährstoffeinträgen profitieren. Allerdings reagieren Arten tieferer Lagen schneller und dürften daher näher mit der hochalpinen Flora zusammenrücken. Die Ergebnisse der Studie sind in der renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. (PNAS)" erschienen.
Mehrzahl der Pflanzen drängt nach oben
Ein Team der WSL und der Universität Wien hat Veränderungen entlang der gesamten Höhenverbreitung von 183 Alpenpflanzen analysiert. Es hat dafür Daten zur Verteilung dieser Arten in den österreichischen, schweizerischen, italienischen, slowenischen und deutschen Alpen während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts mit Daten über deren aktuelle Verbreitung im selben Gebiet verglichen. «Der grössere Teil der Alpenflora scheint sein gesamtes Verbreitungsgebiet langsam und gleichmässig nach oben zu verschieben und vom Klimawandel bisher eher zu profitieren» sagt Sabine Rumpf, Erstautorin der Studie von der Universität Wien. Im Durchschnitt haben sich die Arten 20 – 35 m in die Höhe ausgebreitet. Und innerhalb ihres Verbreitungsgebietes sind viele Arten häufiger geworden.
Die Resultate zeigen allerdings grosse Unterschiede zwischen den einzelnen Arten. Eine typische Art, deren untere sowie obere Verbreitungsgrenze sich in die Höhe verschiebt, ist der Alpen-Hahnenfuss (Ranunculus alpestris). Dessen untere Verbreitungsgrenze stieg um satte 385 m an, die obere Grenze jedoch nur um 21 m. Diese Art besiedelt heute ein um ein Drittel schmaleres Höhenband als ein Jahrhundert zuvor. Bei der Weissen Alpen-Anemone (Pulsatilla alpina) schrumpfte dieses sogar um 43%, da die untere Verbreitungsgrenze stark anstieg, die obere jedoch 12 m tiefer liegt als früher. Wieder andere Arten wie der Bach-Steinbrech (Saxifraga aizoides) haben ihr Verbreitungsgebiet sowohl nach unten als auch nach oben ausgedehnt. Bei der Roten Felsenprimel (Primula hirsuta) hingegen liegen die untere und die obere Verbreitungsgrenze heute tiefer als früher.
Der Alpen-Hahnenfuss (Ranunculus alpestris), eine typische Art, dessen untere sowie obere Verbreitungsgrenze sich in die Höhe verschiebt. Bild: Niklaus Zimmefrmann, WSL
Das Höhenintervall der Weissen Alpen-Anemone (Pulsatilla alpina) schrumpfte um 43%. Ihre untere Verbreitungsgrenze stieg stark an, die obere liegt 12 m tiefer als früher. Bild: Niklaus Zimmermann, WSL
Der Bach-Steinbrech (Saxifraga aizoides) hat sein Verbreitungsgebiet sowohl nach unten als auch nach oben weiter ausgedehnt. Bild: Niklaus Zimmermann, WSL
Die Rote Felsenprimel (Primula hirsuta) gehört zu den wenigen Arten, deren untere und obere Verbreitungsgrenze heute tiefer liegt als früher. Bild: Niklaus Zimmermann, WSL
Daten aus dem gesamten Alpenbogen
«Das Besondere an dieser gemeinsam durchgeführten Studie ist, dass wir zahlreiche Datensätze aus vielen Alpenregionen untersucht haben», sagt Ko-Autor Niklaus Zimmermann von der WSL, «daher können wir trotz artspezifischer und regionaler Unterschiede verlässliche Trends nachweisen.» Bisherige Studien beschränkten sich meistens auf kleinere Regionen und vorwiegend auf die obere Verbreitungsgrenze. Die Datenvielfalt der vorliegenden Studie ermöglicht die klare Aussage, dass die untere Verbreitungsgrenze vieler Arten schneller ansteigt als die obere Grenze, so dass gesamthaft ein schmaleres Höhenband als früher besiedelt wird. Die Folge: In grösseren Höhen wird es eng, die nach oben vorstossenden Pflanzenarten setzen die dort schon wachsenden Arten unter verstärkten Konkurrenzdruck.
Ungleiche Geschwindigkeiten mit Verlierern und Gewinnern
Die Veränderungen laufen allerdings nicht in allen Höhenlagen mit derselben Geschwindigkeit ab. «Höhengrenzen haben sich umso stärker nach oben verschoben, je tiefer sie früher waren und Arten mit tieferem historischen Verbreitungsschwerpunkt konnten häufiger werden», erklärt Sabine Rumpf. Insgesamt ergibt sich damit eine Alpenflora mit schnelleren Reaktionen von Arten aus tieferen und mittleren Lagen und langsameren, teilweise sogar gegenläufigen Reaktionen der Arten alpiner Lagen. Die ungleichen Geschwindigkeiten und Richtungen in der Anpassung führen dazu, dass sich Gewinner und Verlierer des globalen Wandels entlang des Höhengradienten zu sortieren scheinen. Knapp 20% der Arten, die zumeist an nährstoffarme Standorte angepasst sind, zeichnen sich als Verlierer der rezenten Veränderungen ab. Sie sind heute deutlich seltener als früher und besiedeln zugleich ein schmaleres Höhenintervall in grösserer Höhe. Dorthin vorstossende Arten aus tieferen Lagen werden überwiegend zu den Gewinnern zählen.
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