Thomas Hickler Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme und Artengemeinscha:en

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Thomas Hickler Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme und Artengemeinscha:en
Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme und Artengemeinscha:en

                      Thomas Hickler
Thomas Hickler Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme und Artengemeinscha:en
doch seit der vorhergehenden Erhebung abgestorben      lichen Baumarten sehr hohen Absterberate betroffen.

       Ans$eg der Baum-Mortalität seit 2018
sind. Wie die folgenden drei Abbildungen zeigen, war   Bei der Buche konnte eine geringere Absterberate als
die Absterberate 2020 überdurchschnittlich hoch. Vor   im Vorjahr festgestellt werden.

Abbildung 35: Absterberaten bei Laub- und Nadelbäumen sowie insgesamt
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for projected climates for each decade from 2020 to 2280 CE. We
analyze simulations for three ESMs with simulations available for                    but the prevalence of Eocene-like climates accelerates after 2050
the past and future periods considered here: the Hadley Centre                       CE, and future climates most commonly resemble the Eocene by
                                           Die Welt wird sich verändern!
Coupled Model Version 3 (HadCM3), the Goddard Institute for
Space Studies Model E2-R (GISS), and the Community Climate
                                                                                     2140 CE. The historical and preindustrial time periods re-
                                                                                     main best analogs only briefly until 2030 CE. The switch to
System Model, Versions 3 and 4 (CCSM) (SI Appendix, Tables S1                        Eocene-like climates occurs as early as 2130 CE (HadCM3)
and S2). To assess the similarity between future and past climates,                  and remains a close second until 2280 with GISS. Across all
we calculate the Mahalanobis distance (MD) based on a four-                          models, the proportion of future climates with best matches

Fig. 1. Temperature trends for the past 65 Ma and potential geohistorical analogs for future climates. Six geohistorical states (red arrows) of the climate
system are analyzed as potential analogs for future climates. For context, they are situated next to a multi-timescale time series of global mean annual temper-
atures for the last 65 Ma. Major patterns include a long-term cooling trend, periodic fluctuations driven by changes in the Earth’s orbit at periods of 104–105 y, and
recent and projected warming trends. Temperature anomalies are relative to 1961–1990 global means and are composited from five proxy-based reconstructions,
modern observations, and future temperature projections for four emissions pathways (Materials and Methods). Pal, Paleocene; Mio, Miocene; Oli, Oligocene.
                                                                                                                                            Burke et al. 2018 PNAS
Burke et al.                                                                                            PNAS | December 26, 2018 | vol. 115 | no. 52 | 13289
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Global Fossil CO2 Emissions

   Global fossil CO2 emissions: 34.8 ± 2 GtCO2 in 2020, 53% over 1990
 ProjecBon for 2021: 36.4 ± 2 GtCO2, 4.9% [4.1%–5.7%] higher than 2020

                                                                            Uncertainty is ±5% for
                                                                            one standard devia@on
                                                                             (IPCC “likely” range)

          The 2021 projection is based on preliminary data and modelling.
           Source: Friedlingstein et al 2021; Global Carbon Project 2021
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monitoring dataset from the International Co-operative Programme on Assessment
oring of Air Pollution Effects on Forests (ICP Forest17,18 ), depicting presence or

    Sta
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Menzel                                     Projecting European Tree-Species Dis

         Einige Hauptbaumarten

                             Buras and Menzel 2019 Frontiers in Plant Science
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Buras and Menzel 2019 Fron@ers in Plant Science
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Klimaanaloge
Sustainability 2021, 13, x FOR PEER REVIEW                                                                                             10 of 22
   Sustainability 2021, 13, 6522                                                                                                          10 of 21

                                                           (a)                                                   (b)

                                                           (c)                                                   (d)
                                     Figure
                                  Figure     4. Twin
                                         4. Twin       region
                                                   region      maps
                                                            maps  for for
                                                                      sitesite
                                                                           RothRoth  (a) low
                                                                                 (a) low  RCPRCP  4.5 variant,
                                                                                              4.5 variant,     (b) low
                                                                                                           (b) low  RCPRCP  8.5 variant,
                                                                                                                        8.5 variant,      (c) high
                                                                                                                                     (c) high
                                  RCPRCP
                                       4.5 4.5 variant,
                                           variant,  (d) (d) high
                                                          high RCPRCP
                                                                    8.5 8.5 variant.
                                                                        variant.
                                                                                                                                   MeXe et al. 2021 in ”Sustainability”
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d.h. die stärksten simulierten Abnahmen der Frosttage sind jedoch in den beiden
Ensembles ähnlich.

7.3 Vergleich der Niederschlagsänderung zwischen
    SRES A1B und RCP8.5
Die projizierten Niederschlagsänderungen im Sommer (Abb. 7.5, links) und Winter
(Abb. 7.5, rechts) zeigen unterschiedliche Signale.

                                     For latest results see also Coppola et al. 2020 Journal of Geophysical Research - Atmospheres
Abbildung 7.5: Zeitlicher Verlauf der mittleren Änderung [%] für das ReKliEs-De Gebiet des Niederschlags
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Hohe gene(sche Varia(on vor Ort bei der Buche
                                   A)

 Dürregeschädigte und –tolerante
 Individuen unterschieden sich
 systemaCsch an mindestens 80
 Genorten

                                   B)

                                   ...AGCGTGCTGCTGCTAA... ...AGTGTGCTACTGCTGA...
                                   ...AGTGTGCTACTGCTAA... ...AGCGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTGA... ...AGCGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTAA... ...AGCGTGCTGCTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTGA... ...AGTGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGTGTGCTGCTGCTGA... ...AGTGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTAA... ...AGCGTGCTACTGCTGT...
                                   ...AGTGTGCTGCTGCTAA... ...AGCGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTAA... ...AGCGTGCTACTGCTAA...
                                   ...AGCGTGCTGCTGCTAA... ...AGTGTGCTACTGCTAA...

                                                                   Pfenninger et al. 2021 eLife
Frankfurter Stadtwald vor 120 Jahren

          „Ich habe in diesen
          Mittelgebirgen keinen
          einzigen Baum gefunden, der
          stark genug gewesen wäre,
          um einen Förster daran
          aufzuhängen“
          (ein namentlich nicht bekannter
          hessischer Oberförster um 1800;
          Backhaus et al. 2000, Seite 22)

Fritz Wucherer: Bei den Schwanheimer Eichen, 1899; aus Fritz Wucherer: 1873 - 1948, ein Meister der Kronberger Malerkolonie im 20. Jahrhundert; Verlag Waldemar Kramer,
Frankfurt am Main, 1986. http://www.kronberger-maler.de/maler/wucherer6.html. See also Hickler et al. (2012) Folgen des Klimawandels für die Biodiversität in Wald und
Forst. Klimawandel und Biodiversität – Folgen für Deutschland (ed. by V. Mosbrugger, et al.). Wissenschaftliche Buchgesellschaft
Wer hält mit und wer nicht?

                   Geißklee-Bläuling   WaldbreXspiel                          C-Falter
                    Plebejus argus     Pararge aegeria                      Polygonia c-
                                                                               album

                                                                                     Schwarz: Vorkommen 1970-82
                                                                                     Rosa: Kolonisation bis 1995-99
                                                                                     Grün: lokales Aussterben
                                                                                     zwischen 1970-82 und 1995-99
Die Generalisten
werden gewinnen!

                                              Warren et al. 2001. Nature. See also Chen et al. 2011 Science, IPCC 2014 WG II
N = 29 species group
                  across the world, so a given level of warming                           0.65), suggesting     that mean
                                                                                                          an overall          la
                                                                                                                      significan
                  leads to different expected range shifts of spe-                        not consistently    lagging
                                                                                                          tudes          behin
                                                                                                                  and elevations
                            Vieleregions
                  cies in different  Insekten      halten
                                          (20), assuming  thatmit!
                                                              spe-                        lag in elevationtheresponse
                                                                                                               climate has war
                                                                                                                         (Fig.
                                                                                                              around three-quarter
                        (hier 85 Spinnenarten in Großbritannien)                                              ward and to higher
                                                                                                              species have exhibite
                                                                                                              shifts in recent deca
                                                                                                                  At least three pro
                                                                                                              the high diversity of
                                                                                                              time delays in specie
                                                                                                              physiological constra
                                                                                                              teracting drivers of c
                                                                                                              hind climate change
                                                                                                              or immobile species
                                                                                                              fragmented landscap
                                                                                                              possess other traits a
                                                                                                              tion or colonization r
                                                                                                              show individualistic
                                                                                                              different aspects of th
                                                                                                              sensitivities to maxim
                                                                                                              atures at critical time
                                                                                                              sensitivities will comb
                                                                                                              for different novel
                                                                                                              place (30). Species
                                                                                                              ferent extents by n
                                                                                                              multispecies interact
                                                                                                              pend on a diversity
                                                                                                              (21, 28). For examp
                                                                                                              toward the Equator
                                                                                                              contracts with habita
Fig. 2. Observed  Fig.     2. Observed
                     latitudinal shifts of thelatitudinal    shifts
                                                northern range       of theof northern
                                                                boundaries                 range
                                                                              species within       boundaries
                                                                                             four exemplar    through   climate warm
                                                                                                                  of species       wi
taxonomic groups, studied over 25 years in Britain. (A) Spiders (85 species), (B) ground beetles range margin of a spe
                  taxonomic groups, studied over 25 years in Britain. (A) Positive
(59 species), (C) butterflies (29 species), and (D) grasshoppers and allies (22 species). Chen
                                                                                                    Spiders    (85    species),
                                                                                                              ricultural
                                                                                                          et al.         landscapes(B
                                                                                                                 2011 Science.       m
latitudinal shifts(59     species),
                   indicate  movement(C)      butterflies
                                         toward               (29 negative
                                                 the north (pole);  species),
                                                                           valuesand   (D)shifts
                                                                                  indicate   grasshoppers
                                                                                                 toward the ing and
                                                                                                                  that allies
                                                                                                                        expected,(22
                                                                                                                                   we
weitungen gewöhnlicher Arten zu rechnen.

                     Neue Arten kommen aus dem Süden

Abb. 1: Der wärmeliebende Bienenfresser (Merops apiaster) aus dem Mittelmeerraum brütet inzwischen in vielen Regionen
        Deutschlands. © lucaar/Fotolia

             HLNUG 2019: Auswirkungen des Klimawandels auf hessische Arten und Lebensräume – Liste potenDeller Klimaverlierer
[15] The daily and monthly GFED4 burned area data sets                                                        pi
      Die Welt
incorporate      brennt
            updates to theüberall
                           ancillaryaußer   bei uns
                                     data layers introduced                                                     tio
in GFED3. These include the following: (1) the distribu-                                                        m
tion of burned area within each grid cell as a function                                                         de
of fractional tree cover, based on the Townshend et al.
[2011] 250 m MODIS Collection-5 Vegetation Continu-
ous Fields product (MOD44B); (2) a breakdown of burned                                                          4.
area within the grid cell by land cover type, based on the                                                      4.

                                                                                                                   bu
                                                                                                                   ex
                                                                                                                   ea
                                                                                                                   tic
                                                                                                                   in
                                                                                                                   Su
                                                                   %/year
                                                                                                                   (F
                                    0.01         0.1          1          10         100                            sa
                                                                                                                   ec
      Giglio et al. 2013. JGR, see also Andela et al. 2018 Science, Teckentrup, … Hickler et al. 2019 Biogeosciences
Wir beeinflussen die biologische Vielfalt weltweit!
       Environ. Res. Lett. 9 (2014) 034015
                                                (Hektar für Lebensmi0elimporte)                                                      T Kastner et al

ValuesFigure
       in Millions  of ha                                                                             Kastner et al. 2014 Environmental Research LeXers
             3. Croplands associated with interregional trade; the color of the regions shows rates of self-sufficiency (production/consumption).
                                                                                                      Siehe
       Values in million hectares of cropland harvested per year; flows larger than 4 Mha are shown. The     auch
                                                                                                          flows    Kastner
                                                                                                                shown      et al.
                                                                                                                       account for2021  One Earth
                                                                                                                                   respectively 44%
       (1987) and 58% (2008) of the total area related to interregional trade. Values are 3-year means around the respective year. Figure S3
Zusammenfassung

• Ca. 300-500 km Verschiebung der Klimazonen (aus Südwesten)

• Mehr Extremereignisse (Dürren und Überschwemmungen)

• Wir brauchen diverse Landscha:en zur Risikostreuung

• Verteidigung des Status Quo nicht immer eine Op
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