FORKAST - Bayerischer Forschungsverbund „Auswirkungen des Klimas auf Ökosysteme und klimatische Anpassungsstrategien“ | Umweltbundesamt

Prognosen zukünftiger Entwicklungen der untersuchten Ökosysteme in einigen Teilprojekten im Gesamtverbund anhand von Analysen, Simulationen und Modellierungen. Diese Untersuchungen basieren auf den WETTREG- bzw. REMO-Datensätzen. Die Auswertungen erfolgen zumeist unter Berücksichtigung des A1B-Szenarios, werden aber in Einzelfällen ausgedehnt, um die daraus resultierende Variabilität der Anfälligkeit darzulegen.

Durch das weite Forschungsspektrum der beteiligten Partner im Verbund können verschiedenste Auswirkungen des Klimas untersucht werden. Das Hauptaugenmerk des Forschungsverbundes liegt in der Abschätzung der Beeinträchtigung der Stabilität sowie der Untersuchung der ⁠Resilienz⁠ von bestimmten Ökosystemen.

Einige Teilprojekte führen ihre Untersuchungen an aktuellen, langfristig angelegten, interdisziplinären Freilandexperimenten durch. Durch zunehmende Trockenheit beispielsweise wird die Gefahr von ⁠Trockenstress⁠ für die Pflanzen erhöht und damit Wachstum und Entwicklung beeinflusst. Neben der verminderten Produktivität sind die betroffenen Pflanzen gleichfalls anfälliger gegenüber Krankheiten und Schädlingen. Um diese Folgen untersuchen zu können werden beispielsweise Experiment mit verschiedenen Heide- und Grünlandgemeinschaften durchgeführt an denen sich verschiedene Teilprojekte im Verbund beteiligen. Reaktionen auf ⁠Dürre⁠ und Starkniederschlag werden untersucht, wie auch Stickstoff-Umsetzungsprozesse und den Netto-⁠CO2⁠-Austausch oder die Zusammensetzung und Qualität der organischen Bodensubstanz. Daneben sollen ebenso die Enzymaktivität und genetische Diversität in ausgewählten Pflanzengesellschaften analysiert werden. Die Manipulationen simulieren in einem der Experimente örtliche 100-jährige Extremereignisse, die in Zukunft wiederholt werden, um zunehmende Frequenz der Extremereignisse darzustellen.

Waldwachstum wie auch die Regeneration von Wäldern könne sehr sensibel auf Klimaänderungen reagieren. Neben der Veränderung bzw. der Abnahme der ⁠Biodiversität⁠ werden in bestimmten Projekten invasive Arten untersucht. Einige Projekte beschäftigen sich mit möglichen Beeinträchtigungen von ökologischen Netzwerken und Blüte-Bestäuber-Netzwerken. Ein weiterer wichtiger untersuchter Baustein im Verbund sind phänologische Verschiebungen und die dadurch bewirkte Veränderung im ⁠Ökosystem⁠. Die Untersuchungen zur Phänologie erfassen wiederkehrende Erscheinungen im Wachstum und der Entwicklung von Pflanzen und Tieren, um den Einfluss veränderter Umweltbedingungen, z.B. Änderungen von ⁠Witterung⁠ und ⁠Klima⁠ aufzuzeigen.

Des Weiteren laufen Untersuchungen zum Stoffhaushalt bzw. Stoffflüssen in Böden, dies wird unter natürlichen wie auch experimentellen Bedingungen geprüft, um Aussagen zu Bodenqualität und Bodenökologie in Zukunft treffen zu können.

Die Forschungsergebnisse sollen als Grundlage dienen, Strategien zu entwickeln, die die Auswirkungen des Klimawandels auf die Natur und für die Gesellschaft minimieren. Daneben können die Forschungsergebnisse als Entscheidungshilfen für die Politik und die Wirtschaft bzw. für andere Interessensverbände herangezogen werden. Basierend auf den Forschungsergebnissen sollen standortbezogene Handlungsempfehlungen unter anderem für Waldbau und Naturschutz abgeleitet werden.

Beispielsweise werden sich die Wuchsbedingungen in Bayern innerhalb dieses Jahrhunderts dramatisch verändern. Angesichts dieser Klimaveränderung ist es für Schlüsselarten (vorherrschende und hochstete Pflanzenarten) ausdauernder Ökosysteme dringend erforderlich zu wissen, wie sie auf den ⁠Klimawandel⁠, und insbesondere auf klimatische Extremereignisse, reagieren werden. Ein Teilziel ist es, Herkünfte für ausgewählte Schlüsselarten zu identifizieren, die einen Beitrag zum Erhalt dieser Ökosysteme leisten können, ohne sie durch fremdländische Arten ersetzen zu müssen. Ein weiterer Punkt ist die Identifizierung von Indikatorarten für ⁠Klimafaktoren⁠ (Blütenpflanzen,  Flechten,  Pilze, Vögel, Insekten, Schnecken). Ziel in diesem Projekt ist die Risikoabschätzung für Baumarten in Abhängigkeit vom Temperaturverlauf und forstlich relevanter Schadinsekten (Borkenkäfer) und Pilze (Hallimasch und Feuerschwämme).

Weitere Teilziele sind: anhand langzeitiger Prognosen abzuleiten, inwieweit Klimabedingungen Ecosystem Services (Bodenfruchtbarkeit, Kohlenstoffspeicherung) natürlicher Standorte verändern und wie entsprechend Nutzungsanforderungen in der Zukunft gestaltet werden müssen.

Andererseits soll mit den Ergebnissen die ⁠Prognose⁠ und Modellierung zukünftiger Veränderungen in den untersuchten Ökosystemen besser abgeschätzt werden können. Mit den erhobenen Daten werden prognostische Modelle parametrisiert, mit deren Hilfe die Auswirkungen von langfristigen klimatischen Trends und Extremereignissen, z.B. auf die Stabilität von Pflanze-Bestäuber-Netzwerken abgeschätzt und besonders gefährdete Arten identifiziert werden. Sie sind von großer Bedeutung für die Weiterentwicklung und Validierung von prozessorientierten Modellen zur ⁠Vorhersage⁠, z.B. der Veränderung der Kohlenstoff- und Stickstoff-Speicherung und des Biosphäre-⁠Atmosphäre⁠-Austauschs von Spurengasen oder der ⁠Vulnerabilität⁠ der ökologischen Serviceleistungen unter sich ändernden klimatischen Rahmenbedingungen.

Auswahl an Teilzielen im Verbund: Identifikation geeigneter Herkünfte ausgewählter Schlüsselarten und Indikatorarten für Klimafaktoren und Ableitung anhand langzeitiger Prognosen, inwieweit Klimabedingungen Ecosystem Services (Bodenfruchtbarkeit, Kohlenstoffspeicherung) natürliche Standorte verändern und wie entsprechend Nutzungsanforderungen in der Zukunft gestaltet werden sollten.