Die Arktis und Hochgebirgsregionen auf der Nordhalbkugel weisen einige Gemeinsamkeiten auf: das Klima ist rau und die entsprechend spärliche Vegetation besteht teils aus denselben oder nahe verwandten Arten. Wissenschaftler haben jetzt bei der Auswertung von Langzeitdaten aus Ostgrönland und der Tibetischen Hochebene herausgefunden, dass der Zuwachs an Sträuchern — oder besser Zwergsträuchern — seit Jahren abnimmt, wofür sie die globale Erwärmung verantwortlich machen. Ihre Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Die Bedingungen in der Arktis und in alpinen Hochlagen auf der Nordhalbkugel sind extrem und dennoch gibt es einige Straucharten, die sich an das Leben in der Kälte angepasst haben und als Zwergform am Boden kriechend gut gedeihen. Ihre Verbreitung hängt sehr vom Klima ab, das wiederum von großräumigen atmosphärischen Zirkulationen wie der Arktischen Oszillation (AO), der Atlantischen Multidekaden-Oszillation (AMO) und der El Niño Südlichen Oszillation (ENSO) beeinflusst wird. Die Strauchvegetation reagiert daher stark auf Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation.
Die Autoren beschreiben in der Studie, dass im 20. Jahrhundert Sträucher in arktisches und alpines Grasland vorgedrungen sind, was zu Veränderungen bei der Kohlenstoffspeicherung, der Biodiversität und den Rückkopplungen auf das regionale Klima geführt hat. Obwohl die globale Erwärmung fortschreitet und die Vegetation sich weiter ausbreiten konnte, wird seit einigen Jahren in Hochlagen und hohen Breiten ein Rückgang der Sträucher beobachtet, was möglicherweise mit einer veränderten Wasserverfügbarkeit zusammenhängt.
Laut der Studie erreichten hocharktische Straucharten in Ostgrönland in der Nähe von Ittoqqortoormiit ihre maximale Verbreitung zwischen 1961 und 1970, während Wacholdersträucher in der Tibetischen Hochebene bereits zwischen 1931 und 1940 den Höhepunkt der Verbreitung erreichten. Danach ging der Strauchzuwachs in beiden Untersuchungsgebieten zurück. Die Forscher stellten fest, dass die Ausbreitung der Sträucher sehr stark mit den Indizes der Arktischen Oszillation und der Atlantischen Multidekaden-Oszillation korreliert.
Die Arktische Oszillation ist eine Hin- und Herverschiebung des atmosphärischen Drucks zwischen der Arktis und den mittleren Breiten des Nordpazifiks und Nordatlantiks. Ist die AO stark positiv, lenkt ein starker Jetstream in den mittleren Breiten die Stürme nach Norden und reduziert die Kaltluftausbrüche in den mittleren Breiten. Umgekehrt, bei stark negativem AO, taucht ein schwächerer, mäandrierender Jetstream weiter nach Süden ab und lässt arktische Luft in die mittleren Breiten strömen.
Die Atlantische Multidekaden-Oszillation wird als eine zyklisch auftretende Zirkulationsschwankung der Ozeanströmungen im Nordatlantik beschrieben, wobei umstritten ist, ob es sich tatsächlich um ein natürliches Phänomen handelt oder ein Artfakt des menschengemachten Klimawandels ist.
Den Autoren zufolge liefert die Studie eindeutige Beweise dafür, dass Klima-Kipppunkte in den letzten Jahrzehnten den ehemals steigenden Trend bei der Ausbreitung von Sträuchern in diesen kalten Lebensräumen bereits umgekehrt haben. Die rückläufige Verbreitung der Sträucher sei wahrscheinlich auf Trockenstress zurückzuführen, der mit Veränderungen in den atmosphärischen Zirkulationen einhergeht. Sowohl in Ostgrönland als auch in der Tibetischen Hochebene brachten die AMO und El Niño wärmeres und trockeneres Klima, was die Bodenfeuchtigkeit verringerte und somit die Wachstumsbedingungen verschlechterte.
Obwohl sich die Tundravegetation im Zuge der Erwärmung ausbreitet, ist besonders die weitere Verbreitung von Sträuchern durch die Verfügbarkeit von Feuchtigkeit im Boden beschränkt. Die fortschreitende Erwärmung könnte daher die Ausbreitung der Sträucher beeinträchtigen oder sie sogar absterben lassen.
Der Nachweis des Zusammenhangs zwischen dem Rückgang der Sträucher und den atmosphärischen Zirkulationen lässt die Autoren zu der Annahme kommen, dass deren Muster bei der Vorhersage von Vegetationsverschiebungen in diesen kalten Regionen helfen könnten.
Julia Hager, PolarJournal
