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PolarNEWS Magazin - 24 - CH

gerne, wenn man so oft

gerne, wenn man so oft da war. Man hat das Gefühl, es läuft ja und es ist noch nie etwas Schwieriges passiert... Wie muss man sich Tundra da vorstellen? Es ist eine Landschaft von unendlicher Weite. Und im Juli, August, wenn das Wollgras blüht, dann sieht es aus wie eine Schneelandschaft. Einsatz im Feld: Schaepman mit Team in der Tundra im Auftrag der Universität Zürich. Strahlung um. Diese langwellige Strahlung aber reflektiert nicht direkt ins Weltall zurück, sie bleibt als Energie im Erdsystem drin. Wie manifestiert sich diese Energie? Einerseits als fühlbare Wärme, andererseits als Evapotranspiration, also über das Wasser, das die Pflanzen verdunsten, was ja auch Energie braucht. Und ein dritter Teil erwärmt den Permafrost. Das heisst: Je höher die Pflanzen, desto mehr Vegetation, desto mehr Wärme. Der Klimawandel beschleunigt sich. Genau. Der Prozess bewirkt eine sich selber verstärkende Erwärmung, eine positive Rückkopplung. Welche Rolle spielt in diesem System der CO 2 -Ausstoss durch uns Menschen? Es brauchte eine initiale Erwärmung. Der Treibhauseffekt wurde durch den Menschen und seine CO 2 -Emissionen verstärkt. Und nun wird der Klimawandel durch die Natur beschleunigt. Es gibt noch einen weiteren Faktor, der sich auf die Lufttemperaturen auswirkt und den wir untersuchen: Das ist der Methan-Ausstoss der Permafrostböden. In den Permafrostböden der Tundra gibt es Kohlenstoff... ...also abgestorbenes, organisches Material... ...genau. Der Kohlenstoff wurde im Erdzeitalter des Pleistozän vor zehn- bis vierzigtausend Jahren abgelagert. Das war zur Zeit von Beringia, als es eine Landbrücke zwischen Amerika und Asien gab und die Tundra eine Mammutsteppe war. Der Kohlenstoff ist im Moment noch im Permafrost gefroren. Die lokale Bevölkerung nennt ihn «Yedoma». Wir sind ab sechzig Zentimetern Tiefe auf «Yedoma» gestossen. Und wo liegt das Problem? Mit den höheren Lufttemperaturen kann die Luft mehr Wasser speichern. Daher erwartet man mehr Niederschlag. Dadurch wird der Boden feuchter und leitet die Wärme besser. Wird der Kohlenstoff nun unter wasserstoffgesättigten Bedingungen abgebaut, wird er als Methan ausgestossen, und Methan ist ein noch viel stärkeres Treibhausgas als CO 2 . Wir erforschen also zwei Effekte, über die der Klimawandel verstärkt wird: über den Strahlungshaushalt, der zu einer Erhöhung der Lufttemperatur führt, und über den Kohlenstoffhaushalt, insbesondere das Methan, das den Treibhauseffekt verstärkt. Sie forschen in der russischen Tundra. Wo genau liegt Ihre Forschungsstation? Sie liegt in der Republik Sacha, im Naturschutzgebiet Kytalyk, 1200 Kilometer nordöstlich von Jakutsk. Von Jakutsk aus fliegen wir jeweils nach Chokurdakh und dann geht es in einer zweistündigen Bootsfahrt zur Forschungsstation. Ein Ranger des Naturschutzgebiets bringt uns hin. Selber zu fahren, das wäre viel zu gefährlich, denn der Fluss Indigirka bildet mit seinen Mäandern ein sehr verzweigtes System. An gewissen Stellen ist er mehrere Kilometer breit, und je nach Wasserstand muss man einen anderen Weg nehmen. Ich bin auch heute noch jedesmal total desorientiert. Und es gibt Treibholz, in das man nicht hineinfahren darf, sonst kentert man. Eine ziemlich abenteuerliche Sache... Durchaus. Man vernachlässigt diesen Aspekt Trotzdem: Warum nehmen Sie den weiten Weg auf sich? Warum forschen Sie in der Tundra und nicht bei uns in den Alpen? Hier gibt es ja auch eine alpine Tundravegetation. In der Schweiz gibt es sehr viele Messstationen. Im Osten Sibiriens hingegen gibt es über Tausende von Kilometern nur drei Messstationen. Wenn man an die klimatischen Folgen denkt, welche die Erwärmung in der Arktis bewirkt, und wenn man weiss, wie wenige Daten es dazu gibt, dann ist jeder in diese Forschung investierte Franken wertvoll. Wo befinden sich die anderen Stationen? Und tauschen Sie Daten aus? Die eine Station befindet sich im Lena-Delta, die andere am Übergang von der Tundra zur Taiga. Die Prozesse sind teilweise unterschiedlich. Wir arbeiten oft auch panarktisch mit weiteren Stationen zusammen. Unsere Resultate zur Verbuschung zum Beispiel haben wir in eine panarktische Studie eingespeist. Und eine Zusammenarbeit mit den russischen Universitäten? Ohne die Zusammenarbeit mit den russischen Kollegen könnten wir gar nicht in diesem Gebiet forschen. Ausserdem betreue ich einen russischen Doktoranden, der über die Wahrnehmung des Klimawandels forscht. Er befragt die Fischer nach ihrem überlieferten Umweltwissen, nach den Folgen des Klimawandels und wie er sich auf den Alltag aus- Zur Person Dr. Gabriela Schaepman-Strub leitet die Forschungsgruppe Spatial Ecology & Remote Sensing der Universität Zürich. Sie studierte an der Universität Zürich Geographie. Nach ihrer Dissertation wechselte sie zur Ökologie. Die Tundra entdeckte sie während ihres Forschungsaufenthalts an der Universität Wageningen (NL). Seither hat sie ihre Forschungsschwerpunkte im Bereich der Biodiversitäts- und Klimaforschung systematisch entwickelt und aufgebaut. Schaepman ist Mitglied des Swiss Committee on Polar and High Altitude Research und vertritt die Schweiz in der Terrestrial Working Group des International Arctic Science Committee. Bilder: A. Erb, R. Baxter, zvg 46 PolarNEWS

wirkt. Denn der Fischbestand ist massiv zurückgegangen. Die Fischer führen dies auf die erhöhte Wassertemperatur zurück. Der Fisch beisst nicht mehr an den gleichen Stellen an, weil sich der Untergrund der Gewässer verändert hat. Und es gibt mehr Wasser, der Wasserstand hat sich geändert. Das Ministerium seinerseits befürchtet eine Überfischung. Es hat deshalb eine Quote eingeführt und will die Techniken des Fischfangs regulieren. Zu Recht? Früher wurde der Fischfang für den Lebensunterhalt betrieben. Wer einen Fisch gefangen hatte, teilte ihn mit den Freunden und mit der Familie. Sie nannten es «Nimat». Diese Tradition geht verloren. Der Fisch wird heute lieber verkauft. Nicht nur das Klima, auch die Fischerei hat sich verändert. Das ist interessant. Aber wir sind abgewichen. Kommen wir zu Ihrer Forschung in der Tundra zurück. Sie suchen nach den Parametern, die Ihnen erlauben, die Wechselwirkung der Strahlung mit der Vegetation zu beschreiben. Wie gehen Sie vor? Wir arbeiten einerseits experimentell. Zum Beispiel haben wir die Buschdichte um 50 Prozent reduziert, haben auf einer Versuchsfläche also Blätter und Äste herausgeschnitten, und dann gemessen, wie viel Strahlung die Büsche nun absorbieren und wieviel sie reflektieren. In einem zweiten Schritt bauen wir das Ergebnis in ein Modell ein und leiten daraus verschiedene Simulationen ab. Wir möchten ja nicht auf Experimente limitiert sein, die wir reell machen. Wir wollen die Strahlungsabsorption bei einer Bodenbedeckung von null bis hundert Prozent oder sogar bei Bäumen bestimmen können. Um diese Simulationen zu erstellen, brauchen wir viele Indikatoren: Wir müssen die Blattmasse kennen. Dann untersuchen wir, wie die Blätter zu ihren Ästen stehen. Denn stehen sie horizontal, absorbieren sie viel Strahlung. Sind sie aufrecht, absorbieren sie weniger Strahlung. Oder wir untersuchen die Strahlungseigenschaft von jeder Pflanzenart. Wir legen die Blätter an eine Lichtquelle und messen und berechnen, wie viel Strahlung das Blatt transmittiert, absorbiert, reflektiert... Gibt es schon Resultate? Absolut. Es zeigt sich: Bei höherer Blattmasse wird massiv mehr Strahlung absorbiert. Es gibt aber eine Sättigungsgrenze: Wenn die Blattmasse eine gewisse Grenze erreicht hat, dann wird nicht noch mehr Strahlung absorbiert. Wir kennen diese Grenze auch im Regenwald. Unser Ziel ist es nun herauszufinden, wo diese Grenze für die Tundra liegt. Sie sagten, dass Sie auch via Beobachtung arbeiten. Bei der beobachtenden Forschung fliegen wir mit Drohnen und erfassen Landschaftsstrukturen. Wir bestimmen: wo kommen Büsche vor, wo kommen feuchte Gebiete mit Gräsern vor, wo kommen moos- und flechtendominierte Formen vor, wo Büsche. Diese Verteilung lassen wir auch ins Modell einfliessen. Wie lange forschen Sie schon auf dieser Station in der Tundra? Seit 2009. Können Sie Veränderungen in der Vegetation von Auge erkennen? Man sieht sogar starke Veränderungen in der Vegetation. Zum Beispiel sinken in Gebieten mit Permafrostdegradation die Büsche ein. Sie stehen auf sehr feuchtem, nassem Boden und sterben ab. Damit sind wir wieder beim Permafrost. Sie und Herr Professor Han Dolman von der Universität Amsterdam wurden am Symposium in Jakutsk vom Parlament für Ihre Forschung zum Klimawandel und zur Biodiversität ausgezeichnet. Das ist eine grosse Anerkennung. Und eine ziemliche Ehre. Sie kam sehr überraschend. Das heisst aber auch: Man hat grosse Hoffnung in Ihre Forschung. Und Sie haben eine ebenso grosse Verantwortung. Die Schweiz engagiert sich in der Forschung zum Klimawandel weltweit und übernimmt insofern weltweit Verantwortung. Wie in der letzten PolarNEWS-Ausgabe erläutert, hat die Schweiz sich für den Beobachterstatus im Arctic Council beworben. Ich sehe meine Verantwortung darin, die Vorgänge in der Tundra zu erfassen, zu dokumentieren und darüber zu sprechen. In der Schweiz sehen wir die Gletscher schmelzen. Was hingegen in der Arktis vor sich geht, das weiss man kaum. Meine Forschung zeigt aber, dass es viele ökologische Verknüpfungen gibt, die unterschätzt werden. Und wenn sich die Arktis ändert, dann hat das auch Auswirkungen auf die ganze Welt. Das ist der eine Punkt. Der andere Punkt ist: Ökosysteme wie die Tundra sind hoch verletzlich. Greift man in sie ein, erholen sie sich nur sehr langsam. Das heisst, dass wir solche Gebiete besonders sorgsam schützen müssen. Dann ist der Versuch der Regierung von Sacha, den Permafrost zu schützen, also ein hoffnungsvoller Versuch. Das ist bestimmt einen Versuch wert. Sobald man anfängt, die Oberfläche zu stören, geht die Degradation schnell vor sich. Auszeichnung: Schaepman und A. N. Schirkov, Vorsitzender des Parlaments der Republik Sacha. Und was sind die Forschungsfelder der Zukunft? Die Modelle sind ungenügend, die Vorhersagen ungenau. Grad was die Arktis betrifft. Das Meereis schmilzt schneller als vorausgesagt. Das heisst konkret, man hat noch nicht alle Mechanismen, die zum Abschmelzen des Meereises führen, genau erfasst. Ähnliches gilt für die terrestrischen Gebiete und unsere Forschung. Unsere Modelle können die Wirklichkeit noch nicht genügend abbilden. Die Vorhersage ist unsicher. Nicht die Richtung der Vorhersage ist unsicher, sondern die Aussagen zum Ausmass der Vorgänge. Hier muss die Forschung weiterkommen. PolarNEWS 47

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