Wie der Klimawandel Unterwasserw?lder in der Arktis ver?ndert

Aufgrund von Ver?nderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel k?nnen unter Wasser lebende Braunalgen, sogenannte Kelps, künftig wahrscheinlich nur noch in flacheren Gegenden in der Arktis wachsen. Zu diesem Schluss kamen Forschende der Universit?t Bremen im Rahmen des EU-Projekts FACE-IT.

Die Ergebnisse der Studie ver?ffentlichten die Doktorandin Sarina Niedzwiedz und Professor Kai Bischof kürzlich in der renommierten internationalen Fachzeitschrift Limnology & Oceanography. Die beiden Forschenden hatten vor Spitzbergen zwei verschiedene Kelparten untersucht. Diese gro?en Braunalgen bilden in arktischen Fjorden ausgedehnte Unterwasserw?lder. Ihre Rolle in den ?kosystemen kann mit der von B?umen in W?ldern an Land verglichen werden. So dienen sie beispielsweise als Nahrung, Lebensraum und Kinderstube für viele Arten. Darüber hinaus erhalten sie die Fischbest?nde und schützen die Küsten, indem sie Wellen abbremsen. Daher sind sie auch von gro?er sozio?konomischer Bedeutung.

Aufgrund des Klimawandels ver?ndern sich viele Umweltfaktoren in den Lebensr?umen von Kelps drastisch. Steigende Wassertemperaturen führten dazu, dass Kelpw?lder in südlichen Verbreitungsgebieten, etwa vor der Atlantikküste Nordspaniens, bereits zurückgegangen sind. In der Arktis hingegen kann die Erw?rmung der Gew?sser dazu führen, dass sich einige Kelparten ausbreiten. Dieser Entwicklung steht allerdings eine andere entgegen: ?Durch die Gletscherschmelze und auftauende Permafrostb?den gelangen verst?rkt Sedimente wie feiner Sand oder Schlick durch Erosion in das Wasser“, sagt Sarina Niedzwiedz. Wo die Sedimentkonzentration besonders hoch ist, in sogenannten Sedimentfahnen, steht den Kelps weniger Licht zur Verfügung. Dieses ben?tigen sie aber, um Photosynthese zu betreiben und zu wachsen. Die Bremer Forschenden untersuchten daher, inwiefern in den Sedimentfahnen genug Licht vorhanden ist, um die temperaturbedingte Ausbreitung von Kelps in der Arktis aufrechtzuerhalten.

Temperaturanstieg: Algenarten reagieren unterschiedlich

Die Forschenden entnahmen im Kongsfjord nahe der Insel Spitzbergen Proben von zwei Kelparten, die in der Arktis h?ufig vorkommen: Saccharina latissima und Alaria esculenta. Im Labor setzten sie die Proben Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen aus. Dabei ma?en sie Ver?nderungen von Chlorophyll, Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt in den Kelps. Darüber hinaus ermittelten sie die Atmungs- und Photosyntheserate und bestimmten, wie viel Licht die Kelps mindestens zum Wachstum ben?tigen. Im Fjord ermittelten sie au?erdem die Lichtverh?ltnisse in den Sedimentfahnen. Sp?ter konnten sie mit Hilfe der gemessenen Lichtbedürfnisse der Kelps und den Lichtbedingungen in dem Fjord die maximale Verbreitungstiefe der Kelps bei verschiedenen Wassertemperaturen modellieren.

Das Team fand deutliche Unterschiede zwischen beiden Kelparten in ihrer Reaktion auf steigende Temperaturen. Der Stoffwechsel von S. latissima beschleunigte sich bei steigenden Temperaturen, die Algen hatten 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 Energie zur Verfügung. Durch die gesteigerten Stoffwechselraten sank allerdings der Kohlenstoffanteil in den Algen. Die niedrigeren Kohlenstoffspeicher k?nnten ihre F?higkeit, die Polarnacht in w?rmeren Gew?ssern zu überleben, beeintr?chtigen. Im Vergleich zu S. latissima wies die zweite Art, A. esculenta, eine h?here Konzentration des Pigments Chlorophyll a auf, das für die Photosynthese zust?ndig ist. Allerdings ben?tigte diese Art auch h?here Lichtintensit?ten, um unter w?rmeren Bedingungen zu wachsen. H?here Temperaturen im Zusammenspiel mit geringen Lichtintensit?ten wirken sich also für beide Arten ungünstig aus.

Prognose: Unterwasserw?lder in der Arktis künftig eher in flacheren Gebieten

Die Forschenden kamen zu dem Schluss, dass sich die Artenzusammensetzung und -ausbreitung künftiger arktischer Kelpw?lder ?ndern wird. ?Da h?here Sedimentkonzentrationen zu einer Verringerung der Lichtintensit?t und –qualit?t führen, wird sich die Verbreitungstiefe der Kelps wahrscheinlich in flachere Regionen verschieben“, sagt Kai Bischof. Dadurch verkleinert sich das Gebiet, in dem Kelpw?lder in der Arktis zukünftig wachsen k?nnen. Dies wird wiederum weitreichende Folgen für das ganze ?kosystem haben. Kelps stehen an der Basis des Nahrungsnetzes und dienen vielen Arten als Nahrung, Lebensraum oder Kinderstube. Mit dem Verlust an Kelpw?ldern wird vielen Arten in der Arktis die Lebensgrundlage entzogen.

Originalpublikation: Niedzwiedz, S., and K. Bischof. 2023. Glacial retreat and rising temperatures are limiting the expansion of temperate kelp species in the future Arctic. Limnol. Oceanogr. 9999:1–15. doi: 10.1002/lno.12312