Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Radosław Puchałka von der Nikolaus-Kopernikus-Universität in Polen hat herausgefunden, dass derzeit auf dem gesamten Kontinent gewöhnliche Waldbodenblumen blühen kann sehr unterschiedlich auf steigende Temperaturen reagieren in den kommenden Jahren. Die Studie, veröffentlicht in Wissenschaft von der Gesamtumwelt, schaute sich vier Waldfavoriten an – Anemone, Anemone Ranunculoides, Convallaria majalis und Maianthemum zweiblättrig. Auch wenn diese Blumen jetzt den kühlen, schattigen Waldlebensraum teilen und sich überlappende Verbreitungsgebiete in ganz Europa haben, wird dies in Zukunft möglicherweise nicht der Fall sein. Das überraschende Ergebnis legt nahe, dass kleine Unterschiede in den Klimabedürfnissen und -toleranzen der Blumen dazu führen können, dass eine Art aus einem Gebiet verschwindet, während eine andere gedeiht.

Sommerregen ist für Waldblumen von entscheidender Bedeutung

Die Forscher konzentrierten sich auf vier Blumen, die oft in schattigen europäischen Wäldern und Wäldern zusammenwachsen: Buschwindröschen (Anemone), Gelbe Anemone (Anemone Ranunculoides), Maiglöckchen (Convallaria majalis) und Gewöhnliche Maililie (Maianthemum zweiblättrig). Diese mehrjährigen Kräuter treiben jeden Frühling früh aus und bilden einen Teppich Waldboden bevor die Bäume oben ausblättern. Alle vier bevorzugen feuchte, humusreiche Böden und indirektes Sonnenlicht, das durch das Blätterdach fällt. Diese gemeinsamen Lebensraumpräferenzen und Lebenszyklusmerkmale lassen Botaniker erwarten, dass die Blumen ähnlich auf Klimaveränderungen reagieren würden.

Puchałkas Team stellte fest, dass die Niederschlagsmenge im wärmsten Viertel des Jahres den größten Einfluss darauf hatte, wo diese Blumen gedeihen können. Diese Hochphase Sommerhitze und die Luftfeuchtigkeit scheint in einem geeigneten Lebensraum ein entscheidender Faktor zu sein. Selbst geringfügige Unterschiede zwischen den Arten in der Menge an Feuchtigkeit, die zum Überleben und zur Blüte im Sommer benötigt wird, könnten zu erheblichen Abweichungen bei den Verbreitungsgebietsverschiebungen führen, da sich die Niederschlagsmuster mit der Erwärmung ändern.

Als die Forscher modellierten, verschob sich das Verbreitungsgebiet der Blumen unter dem Klimawandel Sie stellten fest, dass alle vier Arten bis 2080 voraussichtlich erhebliche Verbreitungsverluste erleiden werden, insbesondere bei pessimistischeren Erwärmungsszenarien. Von den vier Arten wird bei der Maililie voraussichtlich die stärkste Kontraktion im Verbreitungsgebiet auftreten.

Die Zukunft der Blumen modellieren

Die Forscher nutzten ausgefeilte Methoden Computermodelle zur Vorhersage wie sich die Klimabereiche dieser Blumen mit dem Klimawandel ändern könnten. Konkret verwendeten sie das, was Ökologen „Artenverteilungsmodelle“ nennen. Bei diesem Ansatz werden bekannte Standorte untersucht, an denen eine Art derzeit vorkommt, sowie die Klimabedingungen an jedem dieser Orte. Das Modell schätzt dann, wo geografisch sonst die gleichen Klimabedingungen herrschen, um den potenziell geeigneten Lebensraum der Art zu kartieren.

Indem man anders füttert die globale Erwärmung Durch die Einbindung von Szenarien in diese Modelle können die Wissenschaftler vorhersagen, wie sich die Klimahülle, in der die Blumen gedeihen können, im Laufe der Zeit in ganz Europa verändern könnte. Obwohl die Blumen wachsen In denselben Wäldern könnten Unterschiede in der modellierten zukünftigen Lebensraumeignung unterschiedliche Reaktionen auf den Klimawandel aufzeigen.

Puchałkas Team verglich in seinen Modellen zwei zukünftige Zeiträume – den Zeitraum 2041–2060 und den Zeitraum 2061–2080. Sie bewerteten auch eine Reihe von Klimaprojektionen, von optimistischeren bis hin zu pessimistischeren Treibhausgasszenarien. Vergleich mehrerer zukünftiger Zeitrahmen über verschiedene hinweg mögliche Erwärmung Mithilfe der Flugbahnen konnten sie die Variabilität und Konsistenz der vorhergesagten Reichweitenverschiebungen der Blumen abschätzen.

Die vier Blumen in der Studie untersucht – Buschwindröschen, Gelbe Anemonen, Maiglöckchen und Maililien – sind derzeit alle in der Nemoralzone Europas weit verbreitet und reichlich vorhanden. Dies ist die gemäßigte Waldregion, die sich über weite Teile Kontinentaleuropas erstreckt. Die Forscher konzentrierten sich auf diese besonderen Arten, weil sie heute nicht nur dieses breite europäische Nemoralgebiet teilen, sondern auch vergleichbare Merkmale und Lebensraumpräferenzen aufweisen. Alle vier wachsen als krautige Stauden auf dem schattigen Waldboden und blühen im Frühjahr.

Die prekäre Zukunft der Waldblumen

Die vier in der Studie untersuchten Arten bevorzugen alle die kühlen, feuchten Bedingungen im schattigen Europa Wälder und Wälder. Die aufgedeckten Unterschiede in der Art und Weise, wie sich ihre klimatisch geeigneten Verbreitungsgebiete in Zukunft verschieben und zusammenziehen könnten, könnten jedoch dazu führen, dass es zu weniger Überschneidungen und weniger Regionen kommt, in denen alle vier Blüten gleichzeitig vorkommen.

Dies könnte insbesondere dann der Fall sein, wenn heißere, trockenere Sommer Arten wie die feuchtigkeitsliebende Maililie stärker beeinträchtigen. Gebiete, die für eine Blume ungünstig werden, für eine andere jedoch nicht, könnten ihre derzeit gemeinsamen Verbreitungsgebiete im Wesentlichen entkoppeln.

Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass selbst Pflanzenarten, die heute gut an denselben Lebensraum angepasst sind, möglicherweise nicht immun gegen Verteilungsverschiebungen sind Auswirkungen des Klimawandels Zunahme. Für die frühlingsblühenden Anemonen, Lilien und Maililien, die die Waldböden Europas bedecken, könnte die Erhaltung der Vielfalt erforderlich sein Erhaltungsbemühungen geeignete klimatische Mikrorefugien in ihren Verbreitungsgebieten zu erhalten.

Puchałka und Kollegen stellen außerdem fest, dass die Pflanzen benötigen möglicherweise Hilfe bei der Flucht vor Bedrohungen und bei der Kolonisierung neuer Gebiete. Sie schreiben:

In Ermangelung einer Anpassung an die Ausbreitung über große Entfernungen lässt das Ausmaß der Verbreitungsverschiebungen in allen Klimawandelszenarien darauf schließen, dass trotz der Gewinnung neuer optimaler Gebiete für die Besiedlung in der Zukunft alle Verlierer des Klimawandels sein werden. Darüber hinaus kann ihre Wanderung durch das Fehlen geeigneter Böden eingeschränkt sein, was insbesondere für Anemonen gilt, für die die sauren Böden in borealen Ökosystemen für die Besiedlung ungeeignet sind. Ohne unterstützte Migration werden diese Arten nicht in der Lage sein, neue Nischen zu besetzen. Zusammen mit den vorhergesagten Verlusten der Klimaoptima in den südlichen Teilen ihrer Verbreitungsgebiete wird dies zu einem Rückgang der Artenvielfalt und Veränderungen in der Funktionsweise der europäischen Wälder beitragen.

Puchałka et al. 2023.

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Puchałka, R., Paź-Dyderska, S., Dylewski, Ł., Czortek, P., Vítková, M., Sádlo, J., Klisz, M., Koniakin, S., Čarni, A., Rašomavičius, V ., De Sanctis, M. und Dyderski, MK (2023) „Waldkrautarten mit ähnlichen europäischen Verbreitungsgebieten reagieren möglicherweise unterschiedlich auf den Klimawandel." Die Wissenschaft der gesamten Umwelt, 905(167303), p. 167303. Erhältlich unter: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167303.

Cover: Maianthemum zweiblättrig. Bild: canva.