Die borealen Wälder der Welt könnten schrumpfen, da der Klimawandel sie nach Norden drängt

Die der Erde Boreale Wälder umkreisen die nördlichen Ausläufer unseres Planeten, direkt südlich der baumlosen Tundra der Arktis.Wenn der Planet eine arktische Eiskappe trägt, dann sind die borealen Wälder ein locker gestricktes Stirnband, das um seine Ohren gewickelt ist und große Teile Alaskas, Kanadas, Skandinaviens und Sibiriens bedeckt.

Die Böden der nördlichen Region haben den Planeten lange Zeit vor der Erwärmung geschützt, indem sie große Mengen Kohlenstoff gespeichert und ihn von der Atmosphäre ferngehalten haben.Seine Abgeschiedenheit hat in der Vergangenheit seine Wälder und Feuchtgebiete geschützt vor weitreichenden menschlichen Einflüssen.

Diese beiden Merkmale verleihen den borealen Wäldern den Rang zu den wichtigsten Ökosystemen auf der Erde.Darüber hinaus gibt es zahlreiche Arten von Säugetiere, Fische, Pflanzen, Insekten und Vögel Machen Sie diese Wälder zu Ihrem Zuhause.

Für über zwei Jahrhunderte, Wissenschaftler haben erkannt, dass das Klima eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der geografischen Zonen von Pflanzengemeinschaften spielt.Da in den Wäldern und Böden der Borealgebiete Minustemperaturen im Winter und kurze Sommer herrschen, sind diese Wälder und die Tiere, die in ihnen leben, betroffen verlagern sich mit steigenden Temperaturen nach Norden.

Das Vordringen der borealen Wälder nach Norden verlief jedoch lückenhaft und langsamer als erwartet.Unterdessen erfolgte ihr Rückzug nach Süden schneller als von Wissenschaftlern vorhergesagt.Als Gelehrte, die studieren nördlich Ökosysteme, Wälder Und Feuchtgebiete, sehen wir besorgniserregende Beweise dafür, dass mit der Erwärmung der Welt ihre größte Waldwildnis zu schrumpfen scheint.

Die größte Wildnis der Erde

Boreale Wälder enthalten Milliarden von Bäumen.Die meisten sind Nadelblätter, zapfentragende Nadelbäume, aber es gibt auch Flecken mit Laubarten, darunter Birke, Espe und Pappel.Sie unterstützen Millionen von Zugvögeln und berühmte Säugetiere wie Braunbären, Elche und Luchse.

Diese Bäume und die Böden um ihre Wurzeln tragen zur Regulierung des Erdklimas bei, unter anderem indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre entziehen, wo es sonst als Treibhausgas wirken würde.Die Bäume nutzen diesen Kohlenstoff, um Wurzeln, Stämme und Blätter wachsen zu lassen, die sich nach dem Absterben des Baumes schließlich in kohlenstoffreiche Erde verwandeln.Erhebliche Veränderungen in den Wäldern werden zu Veränderungen im globalen Klima führen.

Diese Wälder erwärmen sich rasant deutlich über dem weltweiten Durchschnitt.Steigende Temperaturen wirken sich direkt auf das Wachstum und Überleben der Bäume und damit auch auf ihre Fähigkeit, Kohlenstoff zu speichern, aus.

Wälder in Bewegung

Da die Erwärmung der Atmosphäre die Bäume aus dem eisigen Griff kalter Temperaturen befreit, können ausgewachsene Bäume darauf reagieren, indem sie schneller wachsen.Mildere Temperaturen ermöglichen es auch jungen Setzlingen in den nördlichsten Borealwäldern, dort Fuß zu fassen, wo die vorherigen Bedingungen zu hart waren, als dass sie sich etablieren könnten.

In den wärmeren, südlichen Borealwäldern ist die Situation ganz anders.Hier sind die Bedingungen für kälteangepasste Bäume zu warm geworden, was ihr Wachstum verlangsamt und sogar zu ihrem Absterben führt.Mit der Erwärmung kommt es zu Trockenheit, und Wasserstress macht Bäume anfälliger für Insektenbefall Brände, als Kanada hat das Jahr 2023 erlebt und Sibirien in 2019 Und 2020.

Wenn dies in größerem Maßstab geschieht, werden die Waldgrenzen im südlichen Boreal dünner und degradieren, wodurch sie sich weiter nach Norden zurückziehen, wo die Temperaturen noch günstig sind.

Wenn sich die borealen Wälder im gleichen Maße nach Norden ausdehnen und nach Süden zurückziehen, könnten sie der Erwärmung langsam folgen.Unsere kombinierte Forschung anhand von Satelliten- und Felddaten zeigt jedoch, dass die Geschichte komplexer ist.

Wälder aus dem Weltraum verfolgen

Satelliten sind von unschätzbarem Wert, um zu verfolgen, wie sich die borealen Wälder in den letzten Jahrzehnten verändert haben und ob diese Veränderungen mit einer allgemeinen Verschiebung nach Norden vereinbar sind.Mithilfe von Satelliten können Forscher jährliche Veränderungen der Waldeigenschaften überwachen, beispielsweise das jährliche Baumwachstum und die Baumbedeckung.

Das haben unsere jüngsten Studien mit Satellitendaten gezeigt Baumwachstum Und Baumbedeckung stieg von 2000 bis 2019 in weiten Teilen des borealen Waldes an.Diese Veränderungen traten hauptsächlich in den kältesten nördlichen Gebieten auf.Es gab jedoch nur begrenzte Hinweise darauf, dass sich die Wälder über die aktuellen Baumgrenzen hinaus ausdehnten.

Unsere Studien ergaben auch, dass das Baumwachstum und die Baumbedeckung von 2000 bis 2019 in wärmeren südlichen Gebieten der borealen Wälder häufig zurückgingen.In diesen Regionen verringerten heißere und trockenere Bedingungen häufig das Baumwachstum oder töteten einzelne Bäume, während Waldbrände und Abholzungen zum Verlust der Baumbedeckung beitrugen.

Satellitendaten machen deutlich, dass der Klimawandel sowohl die nördlichen als auch die südlichen Ränder des borealen Waldes betrifft.Wenn jedoch der Verlust der Baumbedeckung im Süden schneller erfolgt als der Zuwachs im Norden, wird der boreale Wald wahrscheinlich schrumpfen und sich nicht einfach nach Norden verlagern.

Heranzoomen, um Waldveränderungen zu verstehen

Wälder breiten sich aus, wenn einzelne Baumsamen keimen und wachsen, aber boreale Bäume wachsen langsam und brauchen Jahrzehnte, um eine aus dem Weltraum sichtbare Größe zu erreichen.Um junge Bäume zu finden, deren Anwesenheit eine Bewegung der Baumgrenze signalisieren würde, sind Daten vom Boden erforderlich.

In den späten 1970er Jahren dokumentierte einer von uns (David Cooper), dass junge Fichten in Höhenlagen von mehreren Hundert Metern Höhe und an Standorten Meilen nördlich davon wuchsen höchstgelegene kegeltragende Bäume in Alaskas Brooks Range.Als wir im Jahr 2021 zurückkamen, stellten wir fest, dass diese kleinen Bäume mehrere Meter hoch geworden waren und Zapfen hervorbrachten.Noch wichtiger ist, 10 Mal Die Zahl der jungen Fichten wächst mittlerweile über die Baumgrenze hinaus als bei unseren ersten Feldbesichtigungen.

Als wir zu Fuß kreuz und quer die Grenze zwischen dem nördlichen Wald Alaskas und der arktischen Tundra überquerten, entdeckten wir Tausende junger Bäume wachsend bis zu 25 Meilen nördlich der etablierten Baumgrenzen.Die meisten wachsen dort, wo tiefer Schnee fällt, aufgrund einer Version des „Arktischen Ozeans“.Seeeffekt”:Kalte Luft strömt über offenes Wasser und nimmt Wärme und Feuchtigkeit auf, die dann als Schnee in Windrichtung fällt.

Durch den Rückgang des Meereises entsteht mehr offenes Wasser.Dies erzeugt stärkere Winde, die Baumsamen weiter vorantreiben, und mehr Schneefall, der die Setzlinge vor den harten Winterbedingungen schützt.Das Ergebnis ist, dass es Bäume in der Brooks Range in Alaska gibt bewegt sich schnell in die baumlose Tundra.Allerdings sind diese schnellen Expansionen lokal begrenzt und kommen entlang der nördlichen Baumgrenze noch nicht überall vor.

Das zukünftige Gesicht der borealen Wälder

Unsere kombinierte Forschung zeigt, dass boreale Wälder tatsächlich auf steigende Temperaturen reagieren.Aber der rasche Klimawandel führt dazu, dass Bäume wahrscheinlich nicht in einem Tempo nach Norden wandern können, das mit ihrem Verlust im Süden Schritt halten kann.

Werden die Bäume im hohen Norden jemals mit dem Klima mithalten und die Waldschrumpfung verhindern?Zum jetzigen Zeitpunkt wissen Wissenschaftler es einfach nicht.Vielleicht kündigen die neu entstandenen Bäume in der Brooks Range eine solche Expansion an.Es ist auch unklar, ob die nördlichen Teile der borealen Wälder durch verstärktes Wachstum genügend Kohlenstoff ansammeln können, um die Kohlenstoffverluste im Süden auszugleichen.

Wenn die borealen Wälder tatsächlich kurz davor stehen, zu schrumpfen, werden sie irgendwann an ihrem derzeitigen Südrand verschwinden.Dies würde vielen einheimischen und wandernden Tieren, insbesondere Vögeln, schaden, da ihr borealer Lebensraum eingeschränkt würde.Die Wälder sind auch kulturell wichtig für mehrere Millionen Menschen, die sie ihr Zuhause nennen, wie zum Beispiel Kanadas Ureinwohnergemeinschaften.

Eine genauere Überwachung der borealen Wälder auf der ganzen Welt mithilfe von Satellitendaten und Messungen vor Ort wird dazu beitragen, dieses Bild zu vervollständigen.Nur dann können Forscher einen Blick in die Zukunft werfen eine der letzten Wildnisgebiete der Erde.