Die Zukunft der Meere ? zu warm, zu hoch, zu sauer - WBGU

12
2 Globale Erwärmung und Meeresökosysteme
CO 2
Karbonatsystem
Nährstoffe
Bakterien
Phytoplankton
Partikuläres organisches Material
Sediment
Licht
Zooplankton
mit rascher Ausdehnung in Richtung Norden (ca.
50 km pro Jahr) und erheblichem Bestandszuwachs,
der später als Folge von Überfischung und verschlechterten
Klimabedingungen wieder stark
zurückging (Jensen, 1939). Vor allem kleine, Plankton
fressende Fischarten wie Sardine oder Anchovis
zeigen starke natürliche Bestandsschwankungen, bei
denen großskalige natürliche Klimavariationen eine
wichtige Rolle spielen (Barber, 2001; PICES, 2004).
So haben die kurzfristigen Störungen der ENSO-
Ereignisse (El Niño/Southern Oscillation) jeweils für
etwa 2–3 Jahre tiefgreifende Auswirkungen auf die
marinen Ökosysteme des Peru-Humboldt-Strömungssystems
(verringerte Nährstoffversorgung und
somit geringere Primärproduktion, zum Teil Zusammenbruch
von Fischpopulationen; Barber, 2001) und
auf den weltweit produktivsten Fischbestand (peruanische
Anchovis; FAO, 2004; Bertrand et al., 2004).
Die Wirkungen der ENSO-Ereignisse sind jedoch
reversibel, so dass in der Regel schon nach wenigen
Jahren der „normale“ Zustand wieder erreicht wird
(Fiedler, 2002).
Regionale klimatische Bedingungen und mit
ihnen Struktur und Dynamik der Ökosysteme in
einer Meeresregion können aber auch – von kleinen
Unterschieden zwischen den Jahren abgesehen –
über eine Periode von mehreren Jahren oder Jahrzehnten
relativ stabil bleiben, was insgesamt als
Regime bezeichnet wird. Wenn ein solcher relativ
stabiler Zustand schnell, etwa im Verlauf von ein
Fische
Raubfische
Abbildung 2.2-1
Schematische Struktur eines
pelagischen Meeresökosystems.
Grüne Pfeile: Input
in die Primärproduktion;
schwarze Pfeile: Wechselwirkungen
mit dem
Karbonatsystem; braune
Pfeile: Abbau von Biomasse.
Meeressäuger und Vögel
wurden der Übersicht
halber nicht berücksichtigt.
Quelle: WBGU
oder zwei Jahren, in einen anderen übergeht, dann
nennt man dies einen Regimeübergang („regime
shift“; King, 2005). Mit diesen Regimeübergängen
gehen teils erhebliche Strukturveränderungen der
betroffenen marinen Ökosysteme einher, vom Phytoplankton
bis hin zu den obersten trophischen Ebenen
im Nahrungsnetz, z. B. den großen räuberischen
Fischen.
Regimeübergänge wurden vielfach und in verschiedenen
Meeresgebieten beobachtet (King,
2005). So hat sich in der Nordsee in den späten
1980er Jahren ein Regimeübergang ereignet, der mit
abrupten Veränderungen der Oberflächentemperatur,
der Windverhältnisse und einer Vielzahl biologischer
Parameter verbunden war (Reid et al., 2001;
Beaugrand, 2004; Alheit et al., 2005). Durch die
Zunahme westlicher Winde wurde der Einstrom
warmen Wassers in die Nordsee verstärkt, was u. a.
die Lebensbedingungen für den Kabeljau in der
Nordsee verschlechterte. Ein Zusammenhang zwischen
dieser persistenten Veränderung der Nordatlantischen
Oszillation (NAO) und der anthropogenen
Klimaerwärmung ist wahrscheinlich (Gillett et
al., 2003). Im Nordpazifik, vor der kalifornischen
Küste, lassen sich alternierende Regime mit einer
Periode von ca. 60 Jahren über fast zwei Jahrtausende
nachweisen (Baumgartner et al., 1992). Sie
haben eine deutliche Umstrukturierung der marinen
Ökosysteme zur Folge (Hare und Mantua, 2000;
King, 2005).