Stoll, Stefan

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Cross-realm assessment of climate change impacts on species' abundance trends

2017, Bowler, Diana E, Hof, Christian, Haase, Peter, Kröncke, Ingrid, Schweiger, Oliver, Adrian, Rita, Baert, Léon, Eckmann, Reiner, Stoll, Stefan, Böhning-Gaese, Katrin

Climate change, land-use change, pollution and exploitation are among the main drivers of species' population trends; however, their relative importance is much debated. We used a unique collection of over 1,000 local population time series in 22 communities across terrestrial, freshwater and marine realms within central Europe to compare the impacts of long-term temperature change and other environmental drivers from 1980 onwards. To disentangle different drivers, we related species' population trends to species- and driver-specific attributes, such as temperature and habitat preference or pollution tolerance. We found a consistent impact of temperature change on the local abundances of terrestrial species. Populations of warm-dwelling species increased more than those of cold-dwelling species. In contrast, impacts of temperature change on aquatic species' abundances were variable. Effects of temperature preference were more consistent in terrestrial communities than effects of habitat preference, suggesting that the impacts of temperature change have become widespread for recent changes in abundance within many terrestrial communities of central Europe.

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Veröffentlichung

Auswirkungen auf limnische Lebensräume

2012, Haase, Peter, Hering, Daniel, Hoffmann, Andreas, Müller, Ruth, Nowak, Carsten, Pauls, Steffen, Stoll, Stefan, Straile, Dietmar

Die direkten Auswirkungen der in Folge des projizierten Klimawandels steigenden Lufttemperaturen und veränderten Niederschläge auf limnische
Systeme in Deutschland sind vielfältig: So wird die veränderte Niederschlagssituation (mehr Extremereignisse, weniger Sommerniederschlag, mehr Winterniederschlag; s. Kap 2) das Abflussverhalten von Fließgewässern sowie die Wasserstände von Standgewässern in Form einer erhöhten Amplitude deutlich beeinflussen. Tendenziell werden kleinere Gewässer häufiger von Austrocknung und größere von ausgeprägten Niedrigwasserphasen betroffen sein. Auf der anderen Seite führen extremere Starkregenereignisse sowie eine Zunahme der Niederschlagsmengen im Winterhalbjahr zu häufigeren und stärkeren
Hochwasserereignissen. Bezüglich der Temperatur ist die Einschätzung
des Ausmaßes der Veränderungen erschwert, da die prognostizierten Lufttemperaturerhöhungen nicht zwangsläufig direkt auf die Wassertemperatur übertragen werden können. Durch die gegenüber Luft deutlich höhere Wärmekapazität von Wasser reagieren größere Wasserkörper träger als kleinere. Zudem ist mit einer Erwärmung des Wassers auch eine Zunahme der Verdunstungsrate verbunden, was wiederum Verdunstungskälte erzeugt. Des Weiteren führen die verminderten Sommerniederschläge vermehrt zu Niedrigwassersituationen, was wiederum aufgrund des daraus resultierenden kleineren Wasserkörpers zu einer schnelleren Erwärmung des Gewässers führt. Insgesamt ist von einer Erhöhung der Wassertemperaturen auszugehen, wobei das genaue Ausmaß von Art und Größe des Gewässers abhängig und noch nicht hinreichend quantifiziert ist. Steigende Wassertemperaturen führen auch zu einer erhöhten Löslichkeit von Schad- und Nährstoffen sowie einem Absinken der Sauerstoffkonzentrationen. Die veränderten hydrologischen Bedingungen führen in Fließgewässern ihrerseits zu verstärktem Sedimenttransport sowie Erosionsereignissen. Hinzu kommen indirekte Effekte des Klimawandels wie beispielsweise eine veränderte Landnutzung im Einzugsgebiet mit entsprechenden Folgen für unsere Gewässer (veränderter Nährstoff - und Sedimenteintrag, Pestizidbelastung etc.). All diese Aspekte führen vermutlich zu tiefgreifenden Veränderungen der Gewässerbiozönosen. Die Quantifizierung dieser Veränderungen ist jedoch schwierig. Während großräumige klimabedingte Änderungen von Artarealen mittels „species distribution models“ (SDMs) zumindest in ihrer Tendenz mittlerweile recht gut projiziert werden können, sind kleinräumige Vorhersagen für Einzugsgebiete oder Wasserkörper deutlich schwieriger. Generell bedarf es noch einer deutlichen Verbesserung der Grundlagen, insbesondere bezüglicher der Quantifizierung von Wassertemperaturänderungen, Schad- und Nährstoffmobilisierungen und den äußerst komplexen biotischen Interaktionen. Nicht zuletzt ist zu beachten, dass der Klimawandel nicht der einzige Stressor ist, der unsere Gewässer belastet. Viele Gewässersysteme sind bereits durch Verschmutzung, Verbau und Wasserstandsregulierung beeinflusst. Der Klimawandel wird in diesem „Multistressorencocktail“ vermutlich deutlich intensiver wirken als in unbelasteten Systemen. Ein weiterer Verlust von Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen (Trinkwasser, Fischfang, etc.) ist daher wahrscheinlich. Wichtige zusammenfassende Arbeiten zu dem Thema mit entsprechenden Auswirkungen auf den Menschen finden sich beispielsweise bei Kernan et al. (2010) sowie Bates et al. (2008).