„Gefährlich irreführend“ – Wissenschaftler verwenden fehlerhafte Strategien, um die Reaktionen der Arten auf den Klimawandel vorherzusagen

von François Dupont
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Die Überschrift kann wie folgt umformuliert werden:

„Wissenschaftler, die fehlerhafte Strategien bei der Vorhersage von Artenreaktionen auf den Klimawandel anwenden, werden als ‚irreführend‘ bezeichnet“

Eine aktuelle Studie, an der Forscher der University of Arizona beteiligt waren, hat die Grenzen des Raum-Zeit-Ersatzansatzes aufgedeckt, der zur Vorhersage der Reaktion von Arten auf den Klimawandel verwendet wird. Diese Forschung zeigt, dass diese Methode möglicherweise kein zuverlässiges Mittel zur Vorhersage ist, wie sich Arten in Zukunft an veränderte Klimabedingungen anpassen werden.

Die Studie, an der Wissenschaftler der University of Arizona beteiligt sind, legt nahe, dass Veränderungen schneller stattfinden, als Bäume sich anpassen können. Diese Entdeckung dient als Warnung für Ökologen, die die Auswirkungen des Klimawandels untersuchen.

Wenn die globalen Temperaturen steigen und sich die Klimamuster verändern, werden verschiedene Lebensformen entweder abwandern, sich anpassen oder vom Aussterben bedroht sein. Seit vielen Jahren verwenden Wissenschaftler eine bestimmte Technik, um abzuschätzen, wie es einer Art in dieser Zeit bedeutender Veränderungen ergehen wird. Neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass diese Methode zu irreführenden oder falschen Ergebnissen führen kann.

Aufdecken von Fehlern in Vorhersageansätzen

Forscher der University of Arizona haben zusammen mit Kollegen des US Forest Service und der Brown University herausgefunden, dass der häufig verwendete Raum-Zeit-Ersetzungsansatz nicht genau vorhersagen konnte, wie sich die Ponderosa-Kiefer, ein weit verbreiteter Baum im Westen der USA, entwickelt hat reagierte auf mehrere Jahrzehnte der Erwärmung. Dies bedeutet, dass andere Studien, die sich auf diesen Ansatz stützen, möglicherweise nicht genau widerspiegeln, wie Arten in den kommenden Jahrzehnten auf den Klimawandel reagieren werden.

Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, sammelte und analysierte das Team Ponderosa-Kiefernringe von verschiedenen Standorten im Westen der USA aus dem Jahr 1900. Sie verglichen das tatsächliche Wachstum dieser Bäume mit den Vorhersagen des Modells darüber, wie sie auf die Erwärmung reagieren sollten.

Margaret Evans, Mitautorin der Studie und außerordentliche Professorin am UArizona Laboratory of Tree-Ring Research, erklärte: „Wir haben herausgefunden, dass die Raum-Zeit-Substitution falsche Vorhersagen darüber erzeugt, ob die Reaktion auf die Erwärmung positiv ist oder nicht.“ Negativ. Diese Methode legt nahe, dass Ponderosa-Kiefern von der Erwärmung profitieren sollten, aber in Wirklichkeit leiden sie, wenn die Temperaturen steigen. Das ist gefährlich irreführend.“

Ihre Ergebnisse wurden am 18. Dezember in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht. Daniel Perret, ein ORISE-Stipendiat des US Forest Service, fungierte als Erstautor der Studie und erhielt im UArizona-Labor im Rahmen des Sommer-Feldmethodenkurses der Universität eine Ausbildung in Baumringanalyse. Diese Forschung war Teil seiner Doktorarbeit an der Brown University, wo er mit Dov Sax zusammenarbeitete, einem Professor für Biogeographie und Biodiversität und Mitautor der Arbeit.

Herausforderungen bei der Raum-Zeit-Substitution

Die Raum-Zeit-Substitutionsmethode basiert auf der Annahme, dass jede Art ihren bevorzugten Bereich an Klimabedingungen einnimmt. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Individuen, die am wärmeren Ende dieses Bereichs gedeihen, als Indikator dafür dienen können, was mit Populationen an kühleren Standorten in einer wärmeren Zukunft passieren könnte.

Das Forschungsteam stellte jedoch fest, dass Ponderosa-Kiefern an wärmeren Standorten tatsächlich langsamer wachsen. Nach dem Raum-Zeit-Ersetzungsparadigma würde dies darauf hindeuten, dass sich die Bedingungen verbessern sollten, wenn sich das Klima am kühleren Rand der Baumverbreitung erwärmt. Dies ist jedoch bei der Untersuchung der Baumringdaten nicht der Fall.

Als das Team Baumringe verwendete, um zu beurteilen, wie einzelne Bäume auf Temperaturänderungen reagierten, stellte es fest, dass die Ponderosa-Kiefern durch Temperaturschwankungen durchweg negativ beeinflusst wurden. „In überdurchschnittlich wärmeren Jahren weisen sie unterdurchschnittlich kleine Wachstumsringe auf, was darauf hindeutet, dass die Erwärmung schädlich für sie ist, und das gilt für alle Standorte“, erklärte Evans.

Das Team vermutet, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass sich die Bäume nicht schnell genug anpassen können, um mit dem sich schnell ändernden Klima Schritt zu halten.

Niederschlagseinfluss und abschließende Gedanken

Neben der Temperatur untersuchten die Forscher auch, wie Bäume auf Veränderungen im Niederschlag reagierten. Ihre Ergebnisse bestätigten, dass eine erhöhte Wasserversorgung unabhängig von der Zeit oder der geografischen Lage stets von Vorteil ist.

Evans betonte die potenziellen Gefahren raumbasierter Vorhersagen und erklärte: „Diese auf räumlichen Mustern basierenden Vorhersagen sind riskant, da diese Muster den Endpunkt nach einem längeren Zeitraum widerspiegeln, in dem Arten die Möglichkeit hatten, sich zu entwickeln, auszubreiten und sich letztendlich an ihre Umgebung anzupassen.“ Allerdings funktioniert der Klimawandel nicht auf diese Weise. Leider befinden sich Bäume heute in einer Situation, in der sich Veränderungen schneller vollziehen, als sie sich anpassen können, wodurch sie einem erheblichen Risiko des Aussterbens ausgesetzt sind. Dies ist eine Warnung für Ökologen.“

Referenz: „Die Reaktion einer Art auf räumliche Klimaschwankungen sagt nicht ihre Reaktion auf den Klimawandel voraus“ von Daniel L. Perret, Margaret EK Evans und Dov F. Sax, veröffentlicht am 18. Dezember 2023 in den Proceedings of the National Academy der Wissenschaften. DOI: 10.1073/pnas.2304404120

Die Finanzierung dieser Forschung erfolgte durch die Abteilung für Ökologie, Evolution und Organismenbiologie der Brown University, das Institut für Umwelt und Gesellschaft der Brown University, den Lewis & Clark Fund for Exploration and Field Research der American Philosophical Society, die Pacific Northwest Research Station des USDA Forest Service und das DOE Oak Ridge Institute for Science and Education und NSF Macrosystems Biology.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zu Vorhersagen zum Klimawandel

Was ist die Raum-Zeit-Substitutionsmethode in der ökologischen Forschung?

Die Raum-Zeit-Substitutionsmethode ist ein Ansatz, der in der ökologischen Forschung verwendet wird, um vorherzusagen, wie Arten auf den Klimawandel reagieren werden. Dabei geht es darum, zu untersuchen, wie sich Individuen einer Art an wärmeren Standorten verhalten, um vorherzusagen, wie es derselben Art an kühleren Standorten ergehen wird, wenn die Temperaturen steigen.

Was haben die jüngsten Forschungsergebnisse über die Raum-Zeit-Substitutionsmethode herausgefunden?

Die aktuelle Studie ergab, dass die Raum-Zeit-Substitutionsmethode die Reaktion der Ponderosa-Kiefern im Westen der USA auf mehrere Jahrzehnte Erwärmung ungenau vorhersagte. Entgegen den Vorhersagen litten diese Bäume tatsächlich unter der Erwärmung, was auf einen Mangel in der Zuverlässigkeit der Methode hindeutet.

Warum ist diese Entdeckung bedeutsam?

Diese Entdeckung ist von Bedeutung, da sie die Wirksamkeit der Raum-Zeit-Substitutionsmethode bei der Vorhersage, wie verschiedene Arten auf den Klimawandel reagieren werden, in Frage stellt. Es deutet darauf hin, dass die Verwendung dieser Methode zu irreführenden oder falschen Schlussfolgerungen über die Auswirkungen der Erwärmung auf Arten führen kann.

Wie führte das Forschungsteam seine Studie durch?

Das Forschungsteam sammelte und analysierte Ponderosa-Kiefernringe aus dem Jahr 1900 an verschiedenen Standorten im Westen der USA. Sie verglichen das tatsächliche Wachstum dieser Bäume mit den Vorhersagen des Raum-Zeit-Ersatzmodells hinsichtlich ihrer Reaktion auf die Erwärmung.

Welche Implikationen haben die Erkenntnisse für die ökologische Forschung?

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass andere ökologische Studien, die die Raum-Zeit-Substitutionsmethode verwenden, möglicherweise ebenfalls zu ungenauen Ergebnissen führen, wenn sie beurteilen, wie Arten auf den Klimawandel reagieren. Dies hat Auswirkungen auf die Genauigkeit ökologischer Vorhersagen und Erhaltungsbemühungen.

Welche anderen Faktoren wurden bei der Untersuchung außer der Temperatur berücksichtigt?

Neben der Temperatur untersuchte die Studie auch, wie Bäume auf Änderungen der Niederschlagsmenge reagierten. Die Forschung bestätigte, dass sich eine erhöhte Wasserversorgung unabhängig von der Zeit oder dem geografischen Standort stets positiv auf die Bäume auswirkte.

Was ist die Kernbotschaft für Ökologen und diejenigen, die sich mit dem Klimawandel befassen?

Die Kernbotschaft ist eine Warnung an Ökologen und Forscher, die die Auswirkungen des Klimawandels untersuchen. Die Studie legt nahe, dass sich Arten möglicherweise nicht schnell genug anpassen können, um mit dem sich schnell ändernden Klima Schritt zu halten, was für einige ein erhebliches Risiko des Aussterbens darstellt.

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