Die Hälfte der Seen der Welt ist weniger störungsresistent als zuvor

Fast die Hälfte der großen Seen der Welt haben in den letzten Jahrzehnten ihre Widerstandsfähigkeit bzw. ihre Fähigkeit, sich von plötzlichen Störungen zu erholen, verloren, so die erste globale Bewertung langfristiger Veränderungen in der Widerstandsfähigkeit von Seen. Die Seen im Osten Nordamerikas und Nordeuropas seien am stärksten betroffen, und die Studie legt nahe, dass vor allem die Bevölkerungsdichte und die Umweltverschmutzung dafür verantwortlich sind. Wohlhabendere Regionen verfügten jedoch über gesündere Seen, was darauf hindeutet, dass sich kostspielige Erhaltungsbemühungen auszahlen könnten.

Populationen und Klima können dazu führen, dass Seen allmählich ihren natürlichen, gesunden Zustand verlieren. Höhere Temperaturen können die Verdunstung erhöhen, verringerte Niederschläge können den Seespiegel senken und anhaltende Verschmutzung kann die Gesundheit des Seeökosystems schädigen. Wenn plötzliche Störungen wie Hitzewellen, Dürren oder Überschwemmungen auftreten, kann sich ein „widerstandsfähiger“ See erholen; Eine gefährdete Person ist möglicherweise nicht in der Lage, in ihren vorherigen Zustand zurückzukehren.

Die Beurteilung der Widerstandsfähigkeit eines Sees unter Berücksichtigung seiner Struktur und Ökosystemfunktionen ist von entscheidender Bedeutung, damit Wissenschaftler vorhersagen können, wie er auf klima- und menschenbedingte Veränderungen reagieren wird. Die langfristigen Trends bei Veränderungen der Widerstandsfähigkeit von Seen weltweit – und warum sie auftreten – sind jedoch weiterhin unbekannt. Die neue Studie, veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefefüllt diese Wissenslücke.

„Die Überwachung der Widerstandsfähigkeit von Seen ist von entscheidender Bedeutung, da sie es uns ermöglicht, frühe Anzeichen einer Verschlechterung des Ökosystems zu erkennen“, sagte Ke Zhang, Umweltwissenschaftler am State Key Laboratory of Science and Environment of China der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Studie. „Dadurch können wir rechtzeitig eingreifen und einen katastrophalen und irreversiblen Zusammenbruch der Seeökosysteme verhindern, der schwerwiegende sozioökologische Folgen haben kann.“

Verfolgen Sie Seen aus dem Weltraum

Zhang und seine Kollegen untersuchten die allgemeine Gesundheit und Widerstandsfähigkeit der Seen sowie eine Mischung aus Klima und menschlichen Faktoren für 1.049 der größten und wichtigsten Seen der Welt und suchten nach Veränderungen zwischen 2000 und 2018. Eine Reihe statistischer Tests ermöglichte es Wissenschaftlern, nach „Flimmern“ zu suchen ” und längerfristige Veränderungen in der Farbe eines Sees, die auf Veränderungen in seinem Gesundheitszustand hinweisen. Wenn mindestens zwei der statistischen Tests übereinstimmten, stellten die Forscher fest, dass der See eine Veränderung in der Widerstandsfähigkeit erfuhr. Die Forscher analysierten die Oberfläche, die Tiefe und den Satelliten des Sees -Abgeleitete Farbe im Zusammenhang mit Temperatur, Niederschlag, Bevölkerungsdichte und Bruttoinlandsprodukt (BIP) pro Kopf jedes Wassereinzugsgebiets.

Fast die Hälfte der weltweit untersuchten Seen verlor im Untersuchungszeitraum deutlich an Widerstandsfähigkeit, stellten die Forscher fest. Die meisten Seen lagen zwischen 30 und 60 Grad Nord, aber die Autoren stellen fest, dass viele der Seen auf der Welt in den höheren Breiten der nördlichen Hemisphäre liegen und dort aufgrund des Klimawandels mehr Seen wachsen.

Andererseits wurde etwa ein Viertel der untersuchten Seen widerstandsfähiger, vor allem in höheren Lagen und hauptsächlich aufgrund einer Zunahme des Gletscherschmelzwassers. Das tibetische Plateau und die Anden verzeichneten nach dem Abschmelzen der Gletscher den größten Widerstandsgewinn. Auch in Zentral-Nordamerika, vor allem Kanada, ist die Widerstandsfähigkeit der Seen gestiegen.

Anschließend teilten die Forscher den Untersuchungszeitraum in zwei Hälften auf, um festzustellen, ob sich Trends in den letzten Jahren beschleunigt hatten. Von 2000 bis 2009 verzeichnete etwa der gleiche Anteil der Seen eine zunehmende bzw. abnehmende Widerstandsfähigkeit, nämlich 36 % bzw. 35 %. Doch zwischen 2010 und 2018 gewannen 28 % der Seen an Widerstandsfähigkeit, während 39 % an Widerstandsfähigkeit verloren, was auf eine deutliche Veränderung der Seegesundheit hindeutet. In den letzten Jahren haben sich 26,8 % der Seen zwischen den beiden Zeiträumen von zunehmend widerstandsfähig zu weniger widerstandsfähig entwickelt. Besonders stark war dieser Trend im Osten Nordamerikas und Nordeuropas.

Die Ergebnisse überraschten die Forscher.

„Obwohl wir vorhergesagt haben, dass menschliche Aktivitäten erhebliche Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit der Seen haben würden, war das Ausmaß des Rückgangs der Widerstandsfähigkeit (fast die Hälfte der untersuchten Seen) alarmierend“, sagte Zhang. Die Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass viele Seen sich irreversiblen ökologischen Kipppunkten nähern, schreiben die Autoren.

Was verdirbt unsere Seen?

Der Studie zufolge trug die Bevölkerungsdichte am stärksten zum Verlust der Widerstandsfähigkeit des Sees bei, was wahrscheinlich mit höheren Schadstoffkonzentrationen und stärkeren Landschaftsveränderungen zusammenhängt.

Größere Seen und Seen in höheren Lagen waren wahrscheinlich widerstandsfähiger.

In den meisten Regionen waren menschliche Faktoren wichtiger als das Klima, hochgelegene Regionen wie das tibetische Plateau bildeten jedoch eindeutig eine Ausnahme. Dort führen wärmere Lufttemperaturen zum Abschmelzen der Gletscher, wodurch die Seen größer und klarer werden. Und in tropischen und subtropischen Regionen ist das Klima von Bedeutung, da wärmere Temperaturen das Risiko von Algenblüten erhöhen, die die Wasserqualität und die Gesundheit der Seen beeinträchtigen. Allerdings stellt jede davon nur einen Zusammenhang in dieser Studie dar und erfordert zusätzliche Forschung zur Validierung, sagen die Autoren.

Es gibt gute Neuigkeiten. Viele Seen in Regionen mit höherem BIP verbessern sich, was laut den Autoren mit Bemühungen wie Wiederaufforstung, nachhaltiger Landnutzung und Bekämpfung der Eutrophierung zusammenhängt. Der Trend zu widerstandsfähigeren Seen in Wassereinzugsgebieten mit hohem BIP legt nahe, dass weitere Bemühungen, die sich auf die Gesundheit der Seen konzentrieren, hilfreich sein könnten, sagen die Autoren.

„Dieser Trend ist besorgniserregend und unterstreicht die dringende Notwendigkeit effektiver Management- und Wiederherstellungsbemühungen, um diese Auswirkungen abzumildern“, sagte Zhang. „Aber der positive Zusammenhang zwischen höherem BIP und erhöhter Widerstandsfähigkeit in einigen Regionen impliziert, dass die wirtschaftliche Entwicklung genutzt werden kann, um in Umweltschutz und Seenmanagement zu investieren.“