Klimawandel: So schnell kippt kein Regenwald um

Bald könne Wüste sein, wo heute üppige Regenwälder gedeihen, mahnen Klimaforscher. Doch der Urwald ist widerstandsfähig und hat schon andere Wärmeperioden überlebt.

Von: Daniel Lingenhöhl
Datum: 01.04.2013 - 13:10 Uhr

Ein Ecuadorbaumsteiger im Yasuni-Nationalpark. Auf Latein heißt die Frosch-Art "Ameerega bilinguis".

Erst 2005, dann 2010: Innerhalb kürzester Zeit suchten zwei "Jahrhundertdürren" den Amazonasregenwald heim. Mächtige Flüsse schrumpften zu Rinnsalen, Millionen Bäume starben ab, und das Militär musste abgelegene Dörfer in Brasilien oder Peru aus der Luft versorgen, weil die Siedlungen nicht mehr auf dem Wasserweg erreichbar waren. Nicht nur die kurze Zeitspanne zwischen beiden Ereignissen und das Ausmaß der Trockenheit überraschte Forscher wie Sassan Saatchi vom California Institute of Technology in Pasadena: Selbst vier Jahre nach der ersten schweren Dürre waren die Spuren noch sichtbar. Die Vegetation hatte sich nur teilweise erholt, als die zweite extreme Trockenphase einsetzte.

Für Saatchi und sein Team war das ein erstes Warnsignal. "Sollten Dürren sich zukünftig alle fünf bis zehn Jahre wiederholen oder sogar in noch kürzeren Abständen wiederkehren, so könnten sie die Erholungsfähigkeit der Bäume dauerhaft einschränken. Vor allem im westlichen und südlichen Amazonasbecken mehren sich die Hinweise, einer potenziell großflächigen Degeneration des Regenwalds durch den Klimawandel. Die ganze Region könnte einen Punkt erreichen, an dem das Ökosystem umkippt und sich von einem geschlossenen Regenwald zu einer offenen Savanne wandelt, wenn sich die gegenwärtige Erwärmung und Entwaldung fortsetzt", warnten die Forscher in ihrer Arbeit, die im Magazin PNAS erschienen ist.

Auch andere Wissenschaftler mahnten: Amazonien gehöre zu den neun am stärksten durch den Klimawandel gefährdeten Regionen der Erde. Tim Lenton von der University of East Anglia in Exeter und seine Kollegen etwa gingen davon aus, dass ein Umkippen des Regenwaldes schon innerhalb von 50 Jahren passieren könnte – wenn die Erde sich um durchschnittlich drei bis vier Grad Celsius aufheizt.

Und eine in Nature veröffentlichte Studie von Biologen um Brendan Choat von University of Western Sydney hatte gezeigt, dass 70 Prozent der von ihnen untersuchten Baumarten aus unterschiedlichsten Waldtypen nur in einem relativ eng begrenzten hydrologischen Umfeld gedeihen können: Sie haben sich so gut an die jeweilige durchschnittliche Wasserversorgung vor Ort angepasst, dass Veränderungen sie rasch an ihre Grenzen bringen könnten. "Schon eine geringfügig intensivere Trockenheit sorgt dafür, dass ihre Wasserversorgung durch den Stamm abreißt. Das behindert ihr Wachstum und führt im Extremfall zum Absterben des Baums" – so brachte es die Bayreuther Ökologin Bettina Engelbrecht auf den Punkt. 2012 veröffentlichte die Forscherin, ebenfalls in Nature, eine Studie über die Auswirkungen von Dürre auf verschiedene Baumarten.

Wie viel Widerstandskraft hat der Wald?

Doch ist das wirklich so? Müssen wir tatsächlich damit rechnen, dass bis zum Ende des Jahrhunderts die dichten Regenwälder Amazonien oder des Kongobeckens zusammenbrechen – und mit ihnen ihre riesige Artenvielfalt verschwindet?

Nicht unbedingt. Ein weltweiter Zusammenschluss von Geoökologen um Chris Huntingford vom britischen Centre for Ecology and Hydrology in Wallingford kam vor Kurzen zu einem weniger alarmierenden Ergebnis. "Wir haben fundierte Belege, dass Regenwälder in Amerika, Afrika und Asien zumindest dem momentan erwarteten Klimawandel einigermaßen gut widerstehen können", sagte der Forscher. Zusammen mit seinen Kollegen hat er die bislang umfangreichste Untersuchung zu den Risiken eines klimabedingten Umkippens der Regenwälder durchgeführt.

Die Wissenschaftler verglichen dazu die Ergebnisse von 22 verschiedenen Klimamodellen, die sie mit weiteren Modellen zu geoökologischen Prozessen kombinierten. Bis auf eine Simulation zeigten alle das gleiche Ergebnis: "Die Tropenwälder behalten ihre Kohlenstoffvorräte, selbst wenn die atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen bis zum Ende des Jahrhunderts weiter steigen und sich die Erderwärmung fortsetzt", sagte Huntingford. Folglich brechen diese Ökosysteme nicht zusammen, sondern behalten ihre Struktur und Dichte – andernfalls käme es zu einer massiven Freisetzung des Kohlendioxids aus verrottender Vegetation.

Erschienen auf spektrum.de

Nur eine Berechnung, basierend auf einem Modell des britischen Wetterdienstes, legte einen dramatischen Schwund des Waldes in Süd- und Zentralamerika nahe. Doch gehe dieses noch von stark abnehmenden Niederschlägen über dem Amazonasbecken aus, erklärte der Klimaforscher Peter Cox von der University of Exeter gegenüber Nature, der an der Entwicklung dieses Computerprogramms beteiligt war. Neuere, verbesserte Modelle gehen allenfalls von etwas geringeren Regenmengen aus, die der Wald verkraften könnte.

Natürlich habe die Erwärmung trotzdem Folgen für das Ökosystem, schrieb Cox in einer zweiten Studie: Mit jedem Grad Celsius Erderwärmung setzen tropische Regenwälder 50 Milliarden Tonnen Kohlendioxid frei, da Pflanzenmaterial schneller verrottet. Entgegen der Erwartungen führen sie aber nicht zu einer negativen Rückkopplung, indem das zusätzliche Treibhausgas die Aufheizung verstärkt. Vielmehr treibt es zusammen mit dem ohnehin in der Atmosphäre vorhandenen CO₂ das Wachstum der Vegetation an – die Verluste werden durch die gesteigerte Photosynthese mehr als wettgemacht.

Die Regenwälder bleiben damit netto eine Kohlenstoffsenke. Das bestätigt auch der Waldforscher Daniel Nepstad vom Woods Hole Research Center, der sich seit Jahren mit der Zukunft Amazoniens beschäftigt: "Ob das Ökosystem umkippt, wird seit Jahren in der Wissenschaft diskutiert. Langsam kristallisiert sich heraus, dass Regenwälder wohl doch nicht so anfällig sind, wegen des Klimawandels abzusterben."

Entscheidend ist die Wasserversorgung

Erdgeschichtlich scheinen steigende Temperaturen diesen tropischen Ökosystemen ohnehin wenig zu schaden; wichtiger für ihr Gedeihen waren stets die Niederschlagsmengen. Das deuten zumindest die Arbeiten von Forschern der Smithsonian Institution in Panama an, die fossile Pollenkörner aus verschiedenen Regionen Kolumbiens und Venezuelas – außerhalb des Amazonasbeckens – analysiert hatten. Die pflanzlichen Überreste stammten aus der Zeitenwende vom Paleozän zum Eozän vor 56,3 Millionen Jahren, als sich die Erde in der geologisch bemerkenswert kurzen Zeit von 10.000 bis 20.000 Jahren um drei bis fünf Grad Celsius aufheizte. Gleichzeitig lag die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre um das 2,5-Fache höher als heute. Doch statt zusammenzubrechen, blühte der Regenwald auf: Es entstanden zahlreiche neue Pflanzenarten und -familien als vorhandene ausstarben, wie die Pollendiagramme zeigen. Das funktionierte aber nur, weil gleichzeitig der Wasserkreislauf mitspielte: Aus Sedimentproben rekonstruierte Niederschlagsverhältnisse deuten an, dass es damals auch feuchter wurde.

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Genau hierin steckt auch die Gefahr für die Regenwälder. Denn die Zeichen mehren sich, dass diese Ökosysteme wie eine Art biotische Pumpe funktionieren: Durch die Verdunstung über die Blätter geben sie einen Teil des aufgenommenen Wassers schnell wieder ab und reichern damit die Atmosphäre an. Gleichzeitig sorgen sie für tiefen Druck, zu dessen Ausgleich weitere feuchte Luftmassen aus den Ozeanen quasi angesaugt werden. Dadurch entsteht ein beständiger atmosphärischer Strom, der Regenwolken immer tiefer ins Landesinnere transportiert und auch dort dichte Wälder gedeihen lässt. "Zwischen 25 bis 56 Prozent seines Regens erzeugt das Ökosystem tatsächlich selbst, indem es vorherige Niederschläge recycelt", betont der Geowissenschaftler Luiz Aragão von der University of Exeter.

Dieser Motor droht ins Stottern zu geraten, wenn Felder und Weiden die Vegetationsdecke zunehmend durchlöchern oder völlig ersetzen. Im Osten des brasilianischen Amazonasbeckens ist das bereits der Fall, was Dürren wie 2005 und 2010 verschärfen kann. Bis zum Jahr 2050 könnte sich die abgeholzte Fläche in Amazonien verdoppeln, schätzen viele Waldforscher.

Sollte dies zutreffen, könnten sich nach ihren Berechnungen die Niederschläge im südlichen Amazonien während der saisonalen Regenzeit um mehr als ein Zehntel, während der Trockenzeit um ein Fünftel verringern. Huntingfords Kollege Davin Galbraith von der University of Leeds mahnt deshalb: "Auch wenn den Regenwäldern der Klimawandel an sich relativ wenig auszumachen scheint – Brandrodung und Feuer bedrohen die Integrität des Ökosystems." Der Zusammenbruch ist also noch nicht vom Tisch.

Erschienen auf spektrum.de