ATEAM - Advanced Terrestrial Ecosystem Analysis and Modelling

Hintergrund und Ziele

Das Projekt stellt Informationen zum globalen Wandel und seinen potenziellen Auswirkungen auf der Basis konsistenter, räumlich expliziter Szenarien bereit. Forschungsschwerpunkt ist die Analyse der Veränderungen in der Verfügbarkeit von Ökosystemdienstleistungen ("ecosystem services"), die durch Klimawandel und/oder Landnutzungsänderungen in Europa verursacht werden können. Zentrales Produkt des Projekts ist ein digitaler Atlas, der ein interaktives Kartenwerkzeug beinhaltet. In ihm können verschiedene Sektoren, Ökosystemdienstleistungen oder Szenarien ausgewählt werden, um Vulnerabilitätskarten mit zugehörigen Erklärungen zu generieren. Es werden verschiedene Ökosystemmodelle und Indikatoren für die Analyse der Ökosystemfunktionen verwendet sowie ein kontinuierlicher Dialog mit Stakeholdern unterhalten.

Ziele:

Hauptziel des Projekts ist die Abschätzung der Vulnerabilität verschiedener gesellschaftlicher Sektoren und Handlungsfelder, die Ökosystemdienstleistungen beanspruchen bzw. benötigen. Dafür werden die wichtigsten europäischen Ökosysteme und ihre zur Verfügung gestellten Leistungen untersucht und potenzielle Veränderungen durch den globalen Wandel abgeschätzt. Für die mit Stakeholdern entwickelten Indikatoren zur Bewertung der Ökosystemdienstleitungen werden numerische Modelle angepasst und validiert. Dabei werden verschiedene Aspekte zukünftiger globaler Veränderungen betrachtet, um daraus Szenarien für veränderte Ökosystemdienstleitungen ableiten zu können. Diese Veränderungen werden quantitativ analysiert sowie mit den Stakeholdern kommuniziert und diskutiert. Das Hauptresultat sind so genannte Vulnerabilitätskarten ("vulnerability maps"), die für verschiedene Annahmen von globalen Veränderungen und einzelne Zeitschritte des 21. Jahrhunderts darstellen können, welche Regionen hinsichtlich der von den Ökosystemen bereitgestellten Leistungen potenziell höher vulnerabel sind.

Laufzeit

bis

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
  • europaweit
Bundesland
  • Baden-Württemberg
  • Bayern
  • Berlin
  • Brandenburg
  • Bremen
  • Hamburg
  • Hessen
  • Mecklenburg-Vorpommern
  • Niedersachsen
  • Nordrhein-Westfalen
  • Rheinland-Pfalz
  • Saarland
  • Sachsen
  • Sachsen-Anhalt
  • Schleswig-Holstein
  • Thüringen

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Es werden Szenarien für verschiedene Aspekte des globalen Wandels verwendet: sozioökonomsiche Szenarien, Szenarien für Landnutzungsänderungen, Szenarien für Stickstoffdepositionen, Szenarien für die Zusammensetzung der Atmosphäre nach den IPCC -Emissionsszenarien (SRES) A1F, A2, B1 und B2 sowie auf dem globalen Klimamodell HadCM3 basierende Klimaszenarien. Räumlicher Auflösung:

für Europa 10' x 10' Gitter (entspricht ca. 20 x 20 km).

Parameter (Klimasignale)
  • Veränderte Niederschlagsmuster
  • Höhere mittlere Temperaturen
Weitere Parameter 

Wolkenbedeckung

Weitere Zeitangaben 

Zeitintervalle bis 2020, 2050 und 2080

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Betrachtete Klimafolgen sind die Veränderungen in der Dynamik von ökosystemaren Dienstleistungen der wichtigsten europäischen terrestrischen Ökosysteme auf regionaler Ebene.

Die projizierten Klimaänderungen am Ende des 21. Jahrhunderts haben für die Verbreitung von 1.350 Pflanzenarten ergeben, dass

  • unter Berücksichtigung des schwächsten Szenarios (mittlerer Temperaturanstieg in Europa von 2,7°C) das Risiko für die Biodiversität beträchtlich ist,
  • mehr als die Hälfte der untersuchten Arten im Jahr 2080 anfällig oder bedroht sein werden,
  • die Folgen für die Bergregionen am größten sein werden (ca. 60% Artenverlust, inklusive vieler endemischer Arten),
  • in den borealen Regionen nur wenig Arten verloren gehen und hier durch Einwanderung ein Artenzuwachs möglich ist,
  • die größten Veränderungen durch Artenverlust und hohe Fluktuation in den Artenzahlen im Übergang zwischen der mediterranen und der eurosibirischen Region zu erwarten sind.

Schritt 2b: Vulnerabilität, Risiken und Chancen

Ansatz und Risiken / Chancen 

Vulnerabilität ist definiert als der unerwünschte Zustand, in dem Schäden auftreten können. Indem die zukünftige Verwundbarkeit anhand verschiedener Szenarien beurteilt wird, kann durch Anpassungsmaßnahmen der unerwünschte Zustand vermieden werden. ATEAM definiert Vulnerabilität als den Grad, auf den ein Ökosystem gegenüber globalen Umweltveränderungen sensitiv reagiert und den Grad, in dem der Sektor, der auf den Dienst angewiesen ist, nicht in der Lage ist sich den Änderungen anzupassen. Die Definition enthält folglich drei Elemente: die Exposition gegenüber Umweltveränderungen des anfälligen Bereichs, die Empfindlichkeit der Ökosystemleistung gegenüber dieser Veränderung und die Anpassungsfähigkeit des Sektors, der auf dem Ökosystems beruht. Vulnerabilität stellt also eine Funktion aus Anpassungskapazität und potenziellen Folgen dar, wobei die Folgen durch Exposition und Sensitivität bestimmt werden.

Es wird die Sensitivität von Ökosystemen hinsichtlich der Aufrechterhaltung ihrer Funktions- und Leistungsfähigkeit sowie von gesellschaftlichen Systemen, mit der veränderten Leistungsfähigkeit umzugehen, betrachtet. Dabei wird die Sensitivität der Ökosysteme gegenüber Biodiversitätsverlust als hoch eingeschätzt.

Die gesellschaftliche Anpassungskapazität wird hinsichtlich der Veränderungen in der Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen betrachtet. Dafür wird ein allgemeiner Anpassungsfähigkeits-Index entwickelt. Für die Operationalisierung dieses Index werden geeignete Indikatoren wie z.B. Einkommensgleichheit (Gleichheit), Abiturquote der Schulabgänger (Wissen), Anzahl der Patente (Innovativität), Ärzte pro Einwohner (Infrastruktur), Bruttosozialprodukt pro Kopf (ökonomische Flexibilität) und Überschuss des öffentlichen Haushalts (ökonomische Kraft) herangezogen. Die Anpassungskapazität für Deutschland ist im Vergleich mit den südeuropäischen Ländern hoch, wobei sie in Ostdeutschland teilweise geringer ist als in Westdeutschland.

Dringlichkeit und Priorisierung von Anpassungsbedarf 

Die Untersuchungen haben ergeben, dass die Mittelmeerländer die Regionen Europas mit der höchsten Vulnerabilität sein könnten, da hier multiple potenzielle Folgen mit einer geringen allgemeinen Anpassungskapazität zusammentreffen. Daher sind Anpassungsmaßnahmen für die von den Ökosystemdienstleitungen abhängigen gesellschaftlichen Sektoren und Bereiche notwendig.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Ziel ist die Entwicklung eines Kartenwerkzeuges für die Darstellung der Vulnerabilität europäischer Regionen und die Unterhaltung eines kontinuierlichen Stakeholder -Dialogs, um die Anwendbarkeit der Resultate für ein Anpassungsmanagement für die natürlichen Ressourcen sicherzustellen.

Zeithorizont
  • 2011–2040 (nahe Zukunft)
  • 2036–2065
  • 2071–2100 (ferne Zukunft)

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

5. Forschungsrahmenprogramme der Europäischen Union, thematische Priorität "Energie, Umwelt und Nachhaltige Entwicklung"

Projektleitung 

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)

Beteiligte/Partner 

insgesamt 17 europäische und ein nordamerikanischer Partner;

Zusammenarbeit in Deutschland: Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC) (siehe auch Projekte AVEC und EVA)

Ansprechpartner

PIK – Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Telegraphenberg A 31
14473 Potsdam
Deutschland

https://www.pik-potsdam.de/pik-startseite

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Handlungsfelder:
 Biologische Vielfalt  Energiewirtschaft  Landwirtschaft  Tourismuswirtschaft  Wald- und Forstwirtschaft  Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft