Die globale Erwärmung verändert die Umweltbedingungen in kalten und warmen Regionen der Erde gleichermaßen. Während rund um die Pole die Eismassen allmählich schwinden, kommt es in tropischen und subtropischen Gebieten zu Verschiebungen bei den Niederschlägen. Ein drastisches Beispiel lieferte zuletzt Australien, wo in den vergangenen Jahren die Sommer heißer und trockener wurden. 2019 war überhaupt das heißeste Jahr auf dem Südkontinent seit Beginn der Aufzeichnungen. Die Folgen sind unter anderem häufigere und größere Buschfeuer.

Ein anderes Beispiel für die Folgen des klimatischen Wandels lässt sich in Südafrika beobachten, wo einige Pflanzenarten wiederum abhängig sind von regelmäßigen Buschbränden. Veränderungen bei den Umweltbedingungen und dem Feuerregime in der südafrikanischen Kapregion bringen nämlich nun viele dieser Arten stärker in Bedrängnis als bisher angenommen, wie internationale Forscher nun herausfanden.

Südafrikas prominenteste Pflanzen

Als Modellpflanzen dienten dem Team um Frank Schurr von der Universität Hohenheim (Stuttgart) 26 Arten von Silberbaumgewächsen (Proteaceae). Diese wohl bekannteste Pflanzengruppe Südafrikas – sie stellt sogar die Nationalblume des Landes – ist an häufig auftretende natürliche Feuer angepasst. Die Forscher entwickelten einen neuen Ansatz, die ökologische Nische einer Art zu bestimmen, die besagt, unter welchen Umweltbedingungen die Art überlebensfähig ist. Anstatt sie wie bisher üblich aus der tatsächlichen geografischen Verbreitung abzuleiten, verwendete das Team direkte demographische Daten zu einer Art – und fanden bei vielen Arten große Diskrepanzen zwischen der ökologischen Nische und der tatsächlichen Verbreitung.

"Bisher gehen derartige Prognosen meist davon aus, dass Arten unter den Umweltbedingungen, unter denen sie aktuell vorkommen, auch langfristig überleben können", erläutert Schurr, Landschaftsökologe an der Uni Hohenheim. "Doch in der Realität kommen Pflanzen nicht immer dort vor, wo sie eigentlich gedeihen könnten."

Neue Methode

An den Proteaceen ist dies besonders gut ersichtlich. Der Lebenszyklus vieler dieser Pflanzen ist eng an Feuer angepasst: Sie geben ihre produzierten Samen nicht direkt frei, sondern speichern sie in langlebigen Zapfen, die sich erst nach einem Feuer öffnen, wenn günstigere Bedingungen für die Keimlinge herrschen. "Man kann deshalb bei einer einzelnen Begehung Daten zur Wachstumsrate einer Population ermitteln," so Jörn Pagel, Koautor der im Fachjournal "PNAS" erschienen Studie.

"Man zählt die Zapfen und erhält so Daten zur gesamten Samenproduktion einer Pflanze. Auf Flächen, die vor kurzem gebrannt haben, erfassen wir die vorhandenen Keimlinge und auch den Anteil überlebender Pflanzen, die trotz des Feuers wieder austreiben. Denn anhand der abgebrannten Strauchskelette lässt sich noch feststellen, wie viele Pflanzen zuvor auf der Fläche standen."

Prolematische Prognosen

Auf diese Weise untersuchte die Gruppe aus Südafrika, Deutschland und Frankreich 26 Proteen-Arten in über 3.000 natürlichen Populationen. "Aus den Daten konnten wir ableiten, wie großräumige Variation in Klima, Feuerhäufigkeit und Bodenbedingungen die Reproduktion und Mortalität dieser Arten bestimmt und unter welchen Umweltbedingungen sie langfristig gedeihen könnten", erläutert Pagel. "Beim Vergleich dieser ökologischen Nische mit dem tatsächlichen Verbreitungsgebiet zeigten sich zum Teil deutliche Diskrepanzen."

"Insbesondere fehlen wenig mobile Arten häufig an geeigneten Standorten, während feuertolerante Arten oft an aktuell ungeeigneten Standorten vorkommen", berichtet Pagel. "Für diese Arten sind derzeitige Abschätzungen zur Auswirkung des Klimawandels und eines veränderten Feuerregimes daher problematisch. Sie sind häufig zu optimistisch, so dass die Auswirkungen des Umweltwandels möglicherweise unterschätzt werden. Um die Folgen des globalen Wandels auf die Biodiversität verlässlicher abschätzen zu können, müssen diese Diskrepanzen zwischen aktuellem Verbreitungsgebiet und ökologischer Nische berücksichtigt werden." (red, 11.2.2020)