Nop factsheet nummer 6, maart 2000

Klimaatverandering en natuurlijke ecosystemen

• Aanleiding: Natuurlijke ecosystemen zijn sterk afhankelijk van en aangepast aan de lokale klimaatvariabelen. Veranderingen in het klimaat kunnen tot veranderingen in natuurlijke ecosystemen leiden, bijv. tot een veranderende soortensamenstelling of een gewijzigde groei- of bloeiperiode.
  
  
• Doel onderzoek: Onderzoeken wat de effecten zijn van verandering in klimaat op de diversiteit, verspreidingspatronen en ontwikkeling van planten en kleine vlinders. Aan de hand van gegevens uit het verleden wordt gekeken of klimaatverandering al een effect heeft gehad op de genoemde factoren. Op basis hiervan worden de mogelijke gevolgen bij toekomstige klimaatveranderingen geëvalueerd.
  
  
• Van belang voor: Beleidsmakers op gebied van natuurbeheer en klimaatverandering, natuurbeheerders, Nederlandse en internationale publiek en de onderzoekswereld.
  
  
• Aanbeveling: Het project is nog in de beginfase waardoor er nog geen specifieke aanbevelingen gedaan kunnen worden. Wel bestaat algemeen de opvatting dat planten en insecten zich het beste aan veranderingen in klimaat aan kunnen passen wanneer gefragmenteerde natuurgebieden met elkaar in verbinding gesteld worden. Verder zou het aantal verstoringen van natuurlijke ecosystemen door menselijke invloeden zoveel mogelijk beperkt moeten worden om de weerstand en het aanpassingsvermogen te bevorderen. Het belangrijkste is echter om menselijke invloeden op het klimaatsysteem tot een minimum te beperken.
  

Inleiding

Voor veel planten en insecten blijkt dat er duidelijke klimaatgrenzen zijn aan te wijzen voor hun verspreiding. Naast de verspreiding van soorten zijn ook de groei en de ontwikkeling afhankelijk van klimaatvariabelen als temperatuur en neerslag. Een beuk bijvoorbeeld komt niet meer voor wanneer de gemiddelde temperatuur van de koudste maand lager is dan -3ºC. Speenkruid begint pas te bloeien wanneer de temperatuursom (de som van de gemiddelde etmaaltemperaturen na 1 januari, waarbij negatieve etmaaltemperaturen niet zijn meegeteld) boven de 250ºC is gekomen. Zo zijn alle soorten op hun eigen manier afhankelijk van klimaatvariabelen. In het project Lange-termijn effecten van klimaatveranderingen op de biodiversiteit in Nederland wordt onderzocht wat de effecten zijn van verandering in klimaat op de diversiteit, verspreidingspatronen en ontwikkeling van planten en kleine vlinders in Nederland. Deze factsheet belicht enkele achtergronden bij dit recent gestarte onderzoek.

Een stijging van de temperatuur...

De afgelopen decennia is de gemiddelde temperatuur wereldwijd met 0,6ºC toegenomen. Wanneer bekend is op welke manier planten en insecten afhankelijk zijn van klimaatfactoren, wordt het mogelijk te bepalen of planten en insecten op deze verandering hebben gereageerd. Onderzoekers kijken of er al veranderingen in verspreidingsgebieden van soorten of veranderingen in de start en duur van het groeiseizoen zijn opgetreden. De verwachting is dat soorten die in de noordelijke gebieden door koude beperkt worden zich als gevolg van de temperatuurstijging meer naar het noorden verspreiden. Andere gevolgen kunnen zijn dat planten eerder in bloei komen en eerder hun bladeren ontplooien, insecten eerder tevoorschijn komen, en vogels eerder hun eieren leggen of eerder aan de trek beginnen. Sommige soorten zullen snel op veranderingen reageren terwijl andere soorten helemaal niet reageren.

Wat verandert er al?

De laatste paar jaar komen er steeds meer wetenschappelijke bewijzen dat er veranderingen gaande zijn als gevolg van de recente temperatuurstijging. Hieronder worden enkele voorbeelden gegeven waarbij een verandering van het klimaat als belangrijkste oorzaak wordt verondersteld.

Veranderingen in verspreiding van soorten

Planten

• Migratie van planten in Zwitserse en Oostenrijkse Alpen naar hoger gelegen gebieden. De boomgrens schuift omhoog.
• De twee enige van nature voorkomende vaatplanten in Antarctica hebben op verschillende plaatsen drastische toenames laten zien in aantallen individuen. Deze toenames hangen samen met een stijging van de wintertemperatuur.

Insecten

• Kleine vlinders hebben in Nederland sterk gereageerd op veranderingen. Er zijn grote veranderingen in soorten samenstelling waargenomen.
• Uit een recent onderzoek onder 35 Europese vlindersoorten bleek dat 22 soorten (66%) 35 tot 240 km naar het noorden waren opgeschoven. Twee soorten (3%) zijn naar het zuiden opgeschoven.
• Ziekteverspreidende insecten, zoals de malariamug breiden over de hele wereld hun verspreidingsgebied uit.

Veranderingen in de ontwikkeling van soorten

Ook in de ontwikkeling van soorten zijn duidelijke voorbeelden van veranderingen aanwezig. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

Planten

• Met satellietwaarnemingen is vastgesteld dat de vegetatie in de Noordelijke gebieden sinds 1980 gemiddeld 8 dagen eerder tot ontwikkeling komt.
• Forsythia is in de afgelopen 50 jaar gemiddeld een maand eerder gaan bloeien in Hamburg.
• De start van de bladontplooiing van de eik in Surrey, Engeland is in de afgelopen 50 jaar met een maand vervroegd (zie figuur).
• Een Europese studie naar de lengte van het groeiseizoen in Europa heeft aangetoond dat het groeiseizoen in de afgelopen 30 jaar gemiddeld 10,8 dagen langer is geworden.
• In gebieden met toenemende droogtes neemt de lengte van het groeiseizoen juist af.

Bladontplooiing van eik in Surrey, UK

Insecten

• De dag waarop de meeste kleine vlinders aanwezig zijn (piekvlucht) van 104 kleine vlindersoorten is in de periode 1975 tot 1994 gemiddeld met 11,3 dagen vervroegd.
• Vijf bladluizensoorten in Engeland zijn in de afgelopen 25 jaar 3 tot 6 dagen eerder uit gaan vliegen.

De hier gegeven voorbeelden laten zien dat planten en insecten wereldwijd reageren op veranderingen in het klimaat. Deze reactie is in overeenstemming met de stijging van de temperatuur in de afgelopen jaren.

En in de toekomst...?

De huidige opwarming is nog maar een vijfde of minder dan wat we in de komende honderd jaar verwachten. Bij de verwachte veranderingen in temperatuur en neerslag zou de lengte van het groeiseizoen op verschillende plaatsen met maximaal drie maanden kunnen toe of afnemen, wat grote gevolgen zal hebben voor de diversiteit in ecosystemen. In Nederland zal de lengte van het groeiseizoen waarschijnlijk toenemen. De vraag is hoe planten en insecten hierop zullen reageren. We kunnen verwachten dat bij een verdere toename van de temperatuur veel soorten hun verspreidingsgrens verder naar het noorden of naar grotere hoogten zullen verleggen waarbij lokale populaties aan de zuidgrens van hun verspreidingsgebied zullen uitsterven. Soorten die overal groeien of zich makkelijk verspreiden zullen zich mogelijk sterk uitbreiden. Als gevolg van ongelijke verschuivingen in de ontwikkeling van soorten kunnen er "mismatches" ontstaan tussen bijvoorbeeld de groei van een waardplant en de ontwikkeling van een van deze plant afhankelijk insect. Een langer groeiseizoen kan ook veranderingen veroorzaken in de nutriënten- en waterhuishouding van ecosystemen. Een langer groeiseizoen betekent potentieel meer groei en meer verdamping (zie box). Of deze effecten ook optreden is weer afhankelijk van factoren als vorstschade in het voorjaar, veranderingen in soortensamenstelling, insectenplagen, de hoeveelheid neerslag en de temperatuur.

Conclusies

Een verandering van het klimaat veroorzaakt een verandering in de geografische verspreiding en in de ontwikkeling van planten en insecten. De laatste paar jaren wordt duidelijk dat veranderingen momenteel al plaats vinden. Door deze veranderingen in het klimaat zal de soortensamenstelling van natuurlijke ecosystemen veranderen. Het aantal soorten kan hierdoor lokaal toenemen maar wereldwijd zal het aantal soorten afnemen door klimaatverandering. Tegelijkertijd vinden er complexe veranderingen plaats in de productiviteit, water- en nutriëntenhuishouding van ecosystemen en in de vele interacties tussen soorten. Het huidige project onderzoekt aan de hand van gegevens uit het verleden welke veranderingen in biodiversiteit in Nederland zijn opgetreden als gevolg van klimaatverandering. Op basis hiervan worden de mogelijke gevolgen bij toekomstige klimaatveranderingen geëvalueerd. Het project is in 1999 gestart en conclusies worden halverwege 2001 verwacht.

Aanbevelingen

Ondanks het feit dat er nog geen concrete resultaten zijn uit dit project is het wel mogelijk om een aantal aanbevelingen te doen. De eerste aanbeveling is het verder vormgeven van de ecologische hoofdstructuur in Nederland en Europa door versnipperde natuurgebieden met elkaar te verbinden. Verder zou het aantal verstoringen van natuurlijke systemen door menselijke invloeden, zoals verzuring, vermesting en verstoring, zoveel mogelijk beperkt moeten worden. Met deze twee maatregelen wordt de 'bewegingsruimte' als ook de weerstand en het aanpassingsvermogen van natuurlijke ecosystemen aan veranderingen in het klimaat bevorderd. Het belangrijkste is echter om menselijke invloeden op het klimaatsysteem tot een minimum te beperken.