Economic implications of climate change induced tree species distribution shifts on the provisioning of forest ecosystem goods and services in Central America
Final Report Abstract
Tropische Waldökosysteme fungieren als Quelle einer Vielzahl von Ökosystemdienstleistungen von globaler Bedeutung. Insbesondere die Wälder Zentralamerikas gelten als Biodiversitäts-Hotspot und erfüllen eine wichtige Funktion als Kohlenstoffsenke. Vor dem Hintergrund des voranschreitenden globalen Artensterbens und zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen ist der Erhalt dieser Ökosystemfunktionen daher von hoher Relevanz. Bislang ist jedoch wenig bekannt über mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf das Waldwachstum in der Region und damit zusammenhängende Ökosystemdienstleistungen sowie ökonomische Werte. In diesem Projekt widmeten wir uns daher der Frage: Welche Auswirkungen könnten Klimaveränderungen auf Ökosystemdienstleistungen und wirtschaftliche sowie Naturschutzaspekte in Zentralamerika haben? Dazu simulierten wir mit verschiedenen Computermodellen die mögliche Verbreitung von Baumartentypen sowie die Entwicklung der Vegetationsdynamik unter dem Einfluss des Klimawandels bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. Zudem bewerteten wir die so ermittelten Ökosystemdienstleistungen zu Klimaregulierung (basierend auf CO2-Speicherung) und der Aufrechterhaltung von Habitat aus ökonomischer Sicht. Unsere Studienergebnisse brachten sowohl den enormen Wert der betrachteten Ökosystemdienstleistungen als auch einige alarmierende Trends zum Vorschein. So könnten sich in Zukunft aufgrund steigender Temperaturen und veränderter Niederschlagsmuster vor allem trockenheitsangepasste Baumarten ausbreiten. Insbesondere in Gebirgsregionen könnte es über die Zeit zu einer Verschiebung von Bergwäldern in noch höhere Lagen kommen - und letztendlich aufgrund mangelnder Ausweichmöglichkeiten zu einem vermehrten Artensterben auf den Gipfeln. Ebenso zeigten sich Trends zum Auseinanderdriften von Verbreitungsgebieten, was eine verschlechterte Konnektivität und stärkere Fragmentierung der Habitate nach sich ziehen könnte. Aus unserer Simulation der Vegetationsdynamik konnten wir ebenfalls einen Trend zu verringerter Habitatstabilität feststellen. Hierbei gab es jedoch auch regionale Unterschiede – so wiesen vor allem saisonal trockene Gebiete entlang der Westküste Zentralamerikas und im Norden eine geringere Stabilität auf, wohingegen aktuelle Verbreitungsgebiete von Regenwäldern weniger stark betroffen waren. Die Aufnahme von CO2 verringerte sich ebenfalls insbesondere in diesen Gebieten. Allerdings gab es in einigen Teilen der Studienregion auch eine verstärkte Aufnahme von CO2, was möglicherweise durch einen CO2-Düngungseffekt zu erklären ist. Die errechneten ökonomischen Kosten der verringerten Bereitstellung von beiden Ökosystemdienstleistungen könnten sich bis zum Ende des Jahrhunderts auf mehrere Milliarden $/Jahr belaufen. Zuletzt stellten wir in besonders schützenswerten artenreichen Regionen (sogenannte “Key biodiversity areas”) zusätzlich zu klimabedingten Stabilitätsverlusten auch mögliche starke Belastungen durch menschliche Aktivitäten fest. Da mehr als die Hälfte dieser Gebiete bislang nicht unter Naturschutz steht, sind diese besonders exponiert. Über 70% der ungeschützten Gebiete könnten unserer Analyse nach durch steigende Bevölkerungsdichte, Landnutzungsänderungen oder Klimaeffekte hohe Belastungen erfahren, in ungefähr 30% der Fläche sogar von mehreren dieser Faktoren gleichzeitig. Trotz der aufgedeckten überwiegend negativen Trends, bieten unsere Studienergebnisse auch einen Ansatzpunkt, um besonders gefährdete Regionen zu identifizieren und sowohl Anpassungs- als auch Schutzmaßnahmen einzuleiten. So könnten: 1) stärkere Verbindungen zwischen Habitaten durch biologische Korridore einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Inselhabitaten leisten; 2) Naturschutzgebiete vorrangig in biodiversen Regionen, die zunehmend durch eine Ausweitung bzw. Verstärkung menschlicher Aktivitäten betroffen sind, ausgeweitet werden; und 3) zuletzt auch proaktive Managementstrategien in Nutzwäldern zur Vermeidung eines rasanten Ökosystemwandels zur Rate gezogen werden.
Publications
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Climate change may induce connectivity loss and mountaintop extinction in Central American forests. Communications Biology, 4(1).
Baumbach, Lukas; Warren, Dan L.; Yousefpour, Rasoul & Hanewinkel, Marc
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High economic costs of reduced carbon sinks and declining biome stability in Central American forests. Nature Communications, 14(1).
Baumbach, Lukas; Hickler, Thomas; Yousefpour, Rasoul & Hanewinkel, Marc
