Klimawandel und Klimafolgen

Trockengebiete der Erde

Abb. 1: Geographische Verteilung der Trockengebiete nach dem Trockenheitsindex (AI)^B1

Trockengebiete sind definiert als Landregionen, in denen das Verhältnis zwischen dem jährlichen Niederschlag und der potentiellen mittleren jährlichen Verdunstung nicht über 0,65 liegt. Dieses Verhältnis wird auch als Ariditätsindex (AI) bezeichnet.¹ Nach dem AI werden die Trockengebiete in vier Trockenzonen eingeteilt (s. auch Abb. 1):

•        Hyperarid: AI unter 0,05
•        Arid: AI 0,05-0,2
•        Semi-arid: AI 0,2-0,5
•        Trocken subhumid: AI 0,5-0,65

Abb. 2: Verteilung der Trockengebiete sowie humider Gebiete in Mio. km² nach Kontinenten^B2

Aridität bezieht sich auf langfristige klimatische Verhältnisse und ist zu unterscheiden von den sich kurzfristig ereignenden Dürren.  Nach aktuellen Schätzungen bedecken durch den Ariditätsindex abgegrenzte Trockengebiete 46% der Landoberfläche der Erde.² Den größten Anteil an den weltweiten Trockengebieten besitzt Afrika mit 32%, gefolgt von Asien (29%) und Nordamerika (11%).¹ In Trockengebieten leben etwa 3 Mrd. Menschen bzw. 38% der Weltbevölkerung,³ 90% davon in Entwicklungsländern.¹ Die größten Flächen an hyperariden und ariden Gebieten besitzt ebenfalls Afrika und danach Asien; Europa ist der Kontinent mit den wenigsten Trockengebieten (Abb. 2).

Landbedeckung und Landnutzung

Abb. 3: Landnutzung in Trockengebieten in 1000 ha und in %.^B1

Die Vegetation in Trockengebieten ist grundlegend für die Lebensbedingungen der Bevölkerung. So sind Blätter und Früchte der Bäume eine wesentliche Quelle für die Nahrung von Mensch und Tier. Entgegen manchen Vorstellungen sind Wälder ein wesentlicher Bestandteil von Trockengebieten. Hier befinden sich 27% der globalen Waldgebiete, die 18% der Trockengebiete bedecken. Viele Bäume und Sträucher wachsen in isolierten Beständen außerhalb von Waldflächen (other wooded land), so auf Anbauland oder bebautem Flächen. Außerdem sind ein Viertel der Trockengebiete mit Gras bedeckt, 14% sind Anbauland und 28% Wüste (Abb. 3).¹

Waldflächen finden sich in Trockengebieten vor allem im südlichen Afrika, aber auch in Ostafrika, Südamerika und Australien. Etwa die Hälfte der Wälder besitzt ein dichtes Kronendach von 70-100% Bedeckung. Auf den übrigen mit holzigen Pflanzen bestandenen Flächen (other wooded land) befinden sich mehrheitlich Sträucher und Büsche, während nur auf etwa einem Drittel Bäume stehen, die jedoch nur eine Kronendichte von 1-9% besitzen. Besonders in Asien und Afrika gibt es einen großen Baumbestand auf Anbauflächen.¹

Desertifikation

In Trockengebieten leben fast 40% der globalen Bevölkerung, besonders in Südasien, gefolgt von Afrika südlich der Sahara und Lateinamerika. Viele Menschen leiden schon heute unter extremer Armut, die mehr als doppelt so hoch ist wie im globalen Durchschnitt. Von Desertifikation waren zu Beginn der 2010er Jahre rund 250 Mio. Menschen betroffen. In 2015 lebten 500 Mio. Menschen in solchen Trockengebieten, die einen starken Verlust an Biomasse aufwiesen. Die Lebensgrundlagen sind hauptsächlich von der Landwirtschaft abhängig, einer der Wirtschaftssektoren, der besonders stark vom Klimawandel betroffen ist.³

Desertifikation ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Sie gefährdet die Lebensgrundlage von über 2 Mrd. Menschen. Laut Definition durch den IPCC² ist Desertifikation eine Landdegradation in ariden, semiariden und subhumiden Gebieten. Unter Landdegradation wird eine Verschlechterung der Land- und Bodenbedingungen verstanden, die durch direkte und indirekte menschliche Einwirkung, einschließlich des Klimawandels, verursacht wird. Häufig werden zu den Ursachen auch natürliche Klimaschwankungen gezählt, zumal sich Wetterextreme nicht immer eindeutig zuordnen lassen. Der Unterschied zwischen Degradation und Desertifikation ist also nicht durch verschiedene Prozesse definiert, sondern rein geographisch bedingt: Desertifikation umfasst alle Formen der Degradation in Trockengebieten. Satellitenbeobachtungen zeigen, dass 6% der Trockengebiete, die 44,5 km² umfassen, seit 1982 eine Desertifikation erfahren haben und 20% ein hohes Risiko einer künftigen Desertifikation besitzen.⁴

Abb. 4: Risiko von Bodenverlust durch Winderosion in Ostafrika^B3

Eines der Hauptprobleme in Trockengebieten ist die Bodenerosion. Bodenerosion entsteht hauptsächlich durch starken Niederschlag und Wind, z.T. durch den Klimawandel verursacht. Fluten nach Starkregen schwemmen etwa die Bodenkruste weg. Die wichtigste Folge des anthropogenen Klimawandels ist jedoch die Austrocknung von Pflanzen und Boden durch geringere Niederschläge und höhere Temperaturen, durch die die Verdunstung verstärkt wird. Dürren schädigen die Pflanzendecke und trocknen den Boden aus, wodurch der Boden leichter durch Wind (Abb. 4) und Wasser erodiert werden kann. Ein wärmeres Klima kann zudem die Zersetzung von Pflanzenresten im Boden beschleunigen, wodurch dieser weniger in der Lage ist Wasser und Nährstoffe zu speichern. Trockenere und wärmere Bedingungen erhöhen auch die Gefahr von Bränden, die die Pflanzendecke schädigen, was wiederum stärkere Austrocknung und Erosion zur Folge haben kann.  Ähnlich können sich auch natürliche Klimaschwankungen auswirken. Andererseits ist Bodenerosion auch eine Folge von direkten menschlichen Einwirkungen wie Überweidung, Abholzung oder unangepasste Bewässerung. So haben die wachsende Bevölkerung in Trockenländern und der zunehmende Nahrungsmittelbedarf zu einer Ausweitung von Anbauflächen auf Kosten von Wäldern und Weideland geführt.⁶

Probleme durch den Klimawandel können zudem auch die Menschen zu Verhaltensweisen veranlassen, die die Bodenerosion weiter fördern. So können ausbleibende Niederschläge zur Überweidung führen oder zur Abholzung von Bäumen und Sträuchern, wodurch auch die Wurzeln, die den Boden binden, zumeist entfernt werden, was ihn der Erosion durch Wasser oder Wind aussetzt.¹ 

Greening in Trockengebieten

Abb. 5: Greening in Trockengebieten 1982-2015, nach Satellitenbeobachtungen unter Anwendung des Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Nicht-Trockengebiete und hyperaride Gebiete sind grau eingezeichnet, Gebiete mit sehr geringer Änderung weiß.^B4

Trotz der durch den Klimawandel bedingten Prozesse, die primär mehr Trockenheit bewirken, haben Satellitenbeobachtungen seit 1980 nicht nur weltweit, sondern auch in den Trockengebieten ein Grünerwerden der Vegetation (Greening) gezeigt (Abb. 5), ein Zeichen für eine höhere Nettoprimärproduktion (NPP). 41% der Trockengebiete zeigten zwischen 1982 und 2015 ein deutliches Grünerwerden und 53% keine signifikante Veränderung. Die wichtigste Ursache für das Greening ist eine höhere CO₂-Konzentration der Atmosphäre (CO₂-Düngung), durch die das Pflanzenwachstum verstärkt wurde. Auf 44% der Fläche war der Hauptgrund des Greenings die höhere CO₂-Aufnahme der Vegetation in den Trockengebieten (Abb. 6). Auf 28% spielten Landnutzungsänderungen die wichtigste Rolle und auf 13% der Klimawandel.⁴ Regional können die Ursachen allerdings sehr unterschiedlich sein.

Abb. 6: Greening in Trockengebieten 1982-2015 durch den CO₂-Düngungseffekt aufgrund von Satellitenbeobachtungen. Nicht-Trockengebiete und hyperaride Gebiete sind grau eingezeichnet, Gebiete mit sehr geringer Änderung weiß.^B4

Ein Schwerpunkt des Greenings in Trockengebieten ist die Sahel-Zone. Die Hauptursache ist hier die CO₂-Düngung, aber auch natürliche Klimaschwankungen (höhere Niederschläge) und eine veränderte Landnutzung spielen eine Rolle. Weniger relevant ist der Klimawandel.

In Asien zeigt vor allem Indien ein starkes Grünerwerden. Ein wichtiger Grund ist das Wiedererstarken des indischen Sommermonsuns, wodurch die Niederschläge sich erhöht haben. Vor allem aber hat sich hat sich eine verbesserte Landnutzung wie ein nachhaltigerer Umgang mit den Grundwasserressourcen und optimalere Bewässerungspraktiken ausgewirkt. Die Landnutzung hat dadurch in Indien als der einzigen Region einen höheren positiven Effekt als die CO₂-Düngung. In China ist ein Grünerwerden der Vegetationsdecke in den letzten Jahrzehnten zu beobachten, für das vor allem Wiederaufforstungsprogramme verantwortlich sind, die die negativen Auswirkungen des Klimawandels und von Klimaschwankungen übertrafen.

Über die Hälfte der Trockengebiete zeigte keine signifikanten Veränderungen. Hier wurden negative Effekte durch Landnutzung und Klimawandel durch CO₂-Düngung und natürliche Klimaschwankungen kompensiert. Bei fortschreitendem Klimawandel könnte das Risiko einer Desertifikation jedoch größer werden. Das gilt besonders für Südafrika.⁵

Anmerkungen:
1. FAO. 2019. Trees, forests and land use in drylands: the first global assessment – Full report. FAO Forestry Paper No. 184. Rome.
2. IPCC (2019): Desertification. In: Climate Change and Land, 3.1.1
3. IPCC (2019): Desertification. In: Climate Change and Land, 3.1.3
4. Burrell, A.L., J.P. Evans & M.G. De Kauwe (2020): Anthropogenic climate change has driven over 5 million km² of drylands towards desertification. Nat Commun 11, 3853
5. Burrell, A.L., Evans, J.P. & De Kauwe, M.G. (2020): Anthropogenic climate change has driven over 5 million km² of drylands towards desertification. Nature Communications 11, 3853, Supplementary Informations.
6. IPCC (2019): Desertification. In: Climate Change and Land, 3.1.4

Bildquellen:
B1. FAO. 2019. Trees, forests and land use in drylands: the first global assessment – Full report. FAO Forestry Paper No. 184. Rome. Figure 1; Lizenz: CC BY-NC-SA
B2. IPCC (2019): Desertification. In: Climate Change and Land, Figure 3.2; Lizenz: IPCC-Lizenz
B3. Fenta, A.A., A. Tsunekawa, N. Haregeweyn, J. Poesen et al. (2020): Land susceptibility to water and wind erosion risks in the East Africa region,  Science of the Total Environment 703, 135016; Lizenz: CC BY-NC-ND
B4. Burrell, A.L., J.P. Evans & M.G. De Kauwe (2020): Anthropogenic climate change has driven over 5 million km² of drylands towards desertification. Nat Commun 11, 3853. Lizenz: CC BY