Effekte des Klimawandels auf ausgewählte Ökosysteme der Metropolregion Hamburg

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1 Effekte des Klimawandels auf ausgewählte Ökosysteme der Metropolregion Hamburg Wiebke Schoenberg & Team der Querschnittsaufgabe Naturschutz

2 Gliederung KLIMZUG-NORD Projektstruktur Klimawandel & charakteristische Ökosysteme der MRH Ökologie & Naturschutz Erste Ergebnisse Ästuarine Marschen Stromtalwiesen Querschnittsaufgabe Naturschutz Ausblick

3 BMBF-Vorhaben KLIMZUG-NORD Ziel: Strategie für Klimaanpassung in MRH, regionale Vernetzung 25 Teilprojekte ein Verbund Laufzeit:

4 Metropolregion Hamburg (MRH) Projektgebiet KLIMZUG-NORD Stadtstaat Hamburg und angrenzende Landkreise Landkreis Ludwigslust als Partner Insgesamt 4,3 Mio. Einwohner, heterogene Bevölkerungsverteilung ( Ew/km 2 ) Wirtschaftliches Zentrum Norddeutschlands Schutzgebiete: NP Wattenmeer, BR Elbtalaue und NSG Lüneburger Heide

5 Relative effect of drivers Metropolregion Hamburg 2100 CO 2 vorindustriell: 280 ppm; heute 380 ppm 2100: 720 bis 1070 ppm Temperatur Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 2 bis 4,7 C Geringere Änderung in Küstennähe Niederschlag Kaum Veränderung der jährlichen Niederschlagsmenge Abnahme der Sommerniederschläge um 7 41 % Meeresspiegel Biodiversitäts-Krise Sala et al Anstieg des Meeresspiegels um cm Norddeutsches Klimabüro 2011 M. Stock

6 Charakteristische Ökosysteme in der MRH Naturnahe Ökosysteme Wälder Ästuarine Marschen und Küstenmarschen Hoch- und Niedermoore Ökosysteme der Kulturlandschaft Feucht- und Sand-Heiden Feuchtes Grünland auf Aue- und Niedermoorböden Intensiv-Grünland Äcker Ökosysteme des urbanen Raumes Parks und Straßenbäume Städtische Brachen C. Butzeck W. Schoenberg K. J. Schmidt

7 KLIMZUG-NORD Ökologie & Naturschutz D. Eick Elbe-Ästuar: Effekte des Klimawandels auf die Fischfauna und Habitatmodellierung Historische und zukünftige Entwicklung der Tidemarschen Sedimentationsprozesse Verlagerung toxischer Sedimente K. J. Schmidt C. Butzeck C. Butzeck P.-C. Hsu Urbane Systeme: Einflussfaktoren der aktuellen und potenziellen zukünftigen Verbreitung von Pflanzen Effekte des Klimawandels auf die Verbreitung von Neophyten Funktionalität Biotopverbund (Schwerpunkt Kleinsäuger, Amphibien) N. Lenzewski NABU Bonn msorni.de

8 KLIMZUG-NORD Ökologie & Naturschutz B. Urban C. Mählmann M. Vanselow-Algan Kulturlandschaft: Rekonstruktion der holozänen Moorgenese Experimentelle Reduktion von Sommerniederschlägen und Stickstoffdüngung in Mooren, Heiden und Auengrünland Effekte von Sommertrockenheit auf Treibhausgas-Emissionen von Hochmooren Querschnittsaufgabe Naturschutz: Anpassung von Planungsinstrumenten Prüfung der Verträglichkeit von Anpassungsmaßnahmen Erarbeitung von Handlungsempfehlungen K. Ludewig C. Mählmann IBP Elbe C. Mählmann TuTech

9 Das Elbe-Ästuar Ästuarine Marschen C. Butzeck > 18 Cuxhaven 18-5 (mesohaline) 5-0,5 (oligohaline) < 0,5 (Süsswasser) Hamburg Salinitätszonen nach Caspers (1959) Geesthacht

10 Ästuarine Marschen C. Butzeck MThw-Linie Heute Deich MThw K. Jensen MThw-Linie Zukunft Flächenverlust Tidemarschen Deich MThw C. Butzeck Schröder 2007, verändert

11 Photo: M. Maier Methoden: 3 Untersuchungsgebiete: Haseldorf, Neufeld, Dieksander Koog Erfassung raum-zeitlicher Variabilität der Sedimentationsraten entlang von Transekten Einflussfaktoren: Überflutung, SSC der Elbe, Entfernung zur Sedimentquelle, Vegetation Räumlich explizite Modellierung zukünftiger Sedimentationsraten Water level Turbidity 11 SSC-traps Turbidity/SSC Vegetation height Vegetation height and density and plates

12 Ästuarine Marschen C. Butzeck 3.0 Sedimentationsrate [cm pro Jahr] Salzmarsch Mittelwert±Stdf. PZ UM OM Süßwassermarsch PZ: Pionierzone UM: Untere Marsch OM: Obere Marsch PZ UM OM Möglicher zukünftiger Meeresspiegelanstieg Höhenzone der Tidemarsch Jensen et al. 2010

13 Ästuarine Marschen C. Butzeck Sedimentation [g / m²] C. Butzeck Biomasse und Sedimentation Süsswassermarsch Phragmites dominant Biomasse: 0-50 cm über der Bodenoberfläche Sedimentation: Juli bis September p < 0.05 r² = Biomass [g / m²] C. Butzeck Lucht & Butzeck, unveröffentlicht

14 Brenndoldenwiesen K. Ludewig Mittlere Elbe: 76% ehemaliger Überflutungsflächen sind ausgedeicht Vegetation / Nutzung im Vordeich-Stromland Auwälder: < 1% Grünland: ca. 40% Brachen: ca. 40% Gewässer: ca. 20% Extreme hydrologische Bedingungen (Überflutung / Sommertrockenheit) Klimawandel: Niederschlagsverteilung und Abflussregime Hamburg Rögnitz Havel Kunkel & Wendland 2004 K. Ludewig

15 Brenndoldenwiesen K. Ludewig Forschungsfragen: Wie wirken sich erhöhte N-Verfügbarkeit und reduzierter Sommerniederschlag auf Artenzusammensetzung und Produktivität aus? Führt eine höhere N-Verfügbarkeit zu einer höheren Trockenheitsanfälligkeit? Sind die Effekte unter kontinentaleren Bedingungen ausgeprägter? K. Ludewig Niederschlagsreduktion 0% ca. 25% Düngung (kg ha -1 a -1 ) 0 0 K. Ludewig Niederschlagsreduktion 0% ca. 25% Düngung (kg ha -1 a -1 ) Anzahl Replikate: 7 Dauer:

16 Dry weight [g/m²] Dry weight [g/m²] Brenndoldenwiesen K. Ludewig Produktivität: Gesamtbiomasse Juni 2010 September Havel Rögnitz 500 Havel Rögnitz June 2010 Biomass dry weight [g/m²] mix September 2010 Biomass dry weight [g/m²] mix K. Ludewig 0 +N - prec. +N / - prec. control +N - prec. +N / - prec. control Mean 0 Standard deviation +N - prec. +N / - prec. control +N - prec. +N / - prec. control Mean Standard deviation Ludewig, unveröffentlicht Signifikant weniger Biomasse an der Rögnitz

17 Dry weight [g/m²] Dry weight [g/m²] Brenndoldenwiesen K. Ludewig Produktivität: Biomasse der Brenndolde (Cnidium dubium) Juni 2010 September 2010 June 2010 Biomass dry weight [g/m²] Cnidium Havel Rögnitz September 2010 Biomass dry weight [g/m²] Cnidium ab Havel b b a b Rögnitz b b b K. Ludewig 0 +N - prec. +N / - prec. control +N - prec. +N / - prec. control Mean 0 Standard deviation +N - prec. +N / - prec. control +N - prec. +N / - prec. control Mean Standard deviation Ludewig, unveröffentlicht In beiden Beprobunszeiträumen signifikant weniger Biomasse von Cnidium an der Rögnitz

18 Klimagradient und Auengrünland L. Korell Bleckede Rögnitz Strachau Schnackenburg Havel Fischbek Steckby T. Keienburg

19 Klimagradient und Auengrünland L. Korell Klimagradient und Vegetation Einfluss von Klimaparametern auf Artenzusammensetzung der Vegetation im Biotoptyp feuchtes Grünland Bleckede Strachau Schnackenburg Fischbek Steckby Korell 2011

20 Vernetzung & Synthese W. Schoenberg & Team Q2

21 Vernetzung & Synthese W. Schoenberg & Team Q2 Ziele der Querschnittsaufgabe Naturschutz (Q2): Ableitung von Handlungsempfehlungen (u.a. auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse) Entwicklung eines dynamischen Leitbildes für die MRH Einbindung zahlreicher Akteure des (ehren-)amtlichen Naturschutzes Arbeitskreis Naturschutz und Klimawandel: Transfer und Bündelung von Wissen Erarbeitung von Leitlinien für künftige Schwerpunkte des Naturschutzes in der MRH Ca. 90 TeilnehmerInnen aus Verwaltung, Verbänden und Wissenschaft Treffen 1 x jährlich C. Mählmann TuTech N. Lenzewski BR Elbtalaue K.J. Schmidt

22 Diskussionsgrundlage: Vernetzung & Synthese W. Schoenberg & Team Q2 1. Naturschutz ist ein Beitrag zu Klimaschutz und -anpassung CO 2 -Speicherung, Küstenschutz, Kaltluftschneisen 2. Naturschutz braucht mehr Fläche! Biotopverbund für Kompensationswanderungen, Abstimmung Landnutzung 3. Naturschutz bildet neue Allianzen! Regenwassermanagement, Landnutzungssysteme 4. Naturschutz braucht Wissen! verbessertes Systemverständnis, Biodiversitätsmonitoring 5. Naturschutz braucht neue Leitbilder! W. Schoenberg K. J.Schmidt C. Butzeck K. Jensen BR Elbtalaue

23 Vernetzung & Synthese W. Schoenberg & Team Q2 Arbeitskreis Naturschutz und Klimawandel Arbeitsgruppen zu thematischen Schwerpunkten AG Biotopverbund AG Urbane Ökosysteme AG Kulturlandschaften AG Ästuare Bündelung von Wissen Erarbeitung von je +/- 10 Leitlinien für künftige Schwerpunkte des Naturschutzes in der MRH Treffen 1 x pro Quartal C. Mählmann TuTech N. Lenzewski BR Elbtalaue K.J. Schmidt

24 Ausblick Abschluss und Auswertung der wissenschaftlichen Untersuchungen in 2012/2013 Ableitung von Handlungsempfehlungen für den Naturschutz für die betrachteten Ökosysteme Synthese der wissenschaftlichen Ergebnisse und Empfehlungen der Arbeitsgruppen Synthese der Ergebnisse aller an KLIMZUG-NORD Beteiligten Ziel: Kursbuch Klimaanpassung in der MRH! C. Butzeck

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Christian Butzeck Dennis Eick Claudia Fienke Werner Härdtle Sabine Hansen Susanne Heise Veit Hennig Pei-Chi Hsu Tobias Keienburg Kristin Ludewig Frank Krüger Maren Meyer-Grünefeldt Eva-Maria Pfeiffer Johannes Prüter Elena Rottgardt Karsten Runge Katharina J. Schmidt Sebastian R. Schmidt Christiane Schreck Julia Stockinger Ralf Thiel Brigitte Urban Marion Vanselow-Algan Esther Verjans und Kai Jensen Wiebke Schoenberg C. Butzeck