«Klimawandel und Biodiversität sind eng miteinander verknüpft»

Das Klima gerät zunehmend aus den Fugen und die Biodiversität nimmt ab. Die beiden Erdsystemwissenschaftlerinnen Maria J. Santos und Gabriela Schaepman-Strub erforschen an der Universität Zürich, weshalb das so ist. Und sie erklären, was getan werden müsste, um die Klima- und die Biodiversitätskrise zu meistern. Dieses Interview erschien zuerst im UZH Magazin 2/24.

Thomas Gull: Das Pariser Klimaabkommen von 2015 formulierte das Ziel, den globalen Anstieg der Temperatur auf 1,5 Grad, maximal 2 Grad Celsius zu beschränken. Wo stehen wir heute – ist dieses Ziel noch erreichbar?

Maria J. Santos: Wenn alle möglichen Massnahmen sofort ergriffen würden, die Emissionen gestoppt und alle vorgeschlagenen Möglichkeiten zur Kohlenstoffabscheidung sofort finanziert und in grossem Umfang umgesetzt würden, dann könnten wir noch unter dem Richtwert von 1,5 Grad Celsius bleiben. Da die Umsetzung dieser Lösungen jedoch Zeit braucht, ist das wahrscheinlichste und beste Szenario, unter 2 Grad Celsius zu bleiben. Doch das erfordert immer noch sehr, sehr schnelles Handeln innerhalb der nächsten paar Jahre. Andernfalls ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir die 2-Grad-Marke einhalten können.

Was bedeutet dies – werden damit auch sogenannte Kipppunkte erreicht, die zu grundlegenden und irreversiblen Veränderungen des Klimas führen?

Gabriela Schaepman-Strub: Wir befinden uns auf dem Weg zu 2 Grad Erwärmung. Die Ziele der Klima-Vereinbarungen sind an bestimmte Elemente im Erdsystem geknüpft, bei denen die Wahrscheinlichkeit des Kippens gegeben ist, wenn die definierten Temperaturen überschritten werden. Wir wissen, dass bereits jetzt eine Erwärmung erreicht ist, bei der es wahrscheinlich ist, dass die tropischen Korallenriffe kippen, also absterben. Hinzu kommt: Wir sprechen von einem globalen Temperaturanstieg von 1,5 bis 2 Grad. Doch lokal kann diese Erwärmung viel grösser sein. Bestimmte Regionen sind deshalb bereits sehr stark betroffen, selbst wenn wir unter 2 Grad bleiben. In der Arktis, wo ich forsche, ist die Erwärmung drei- bis viermal so hoch.

Was passiert, wenn ein solcher Kipppunkt erreicht wird? Sind die Auswirkungen katastrophal? Oder findet das System ein neues Gleichgewicht, mit dem man auch leben kann?

Santos: Was bedeutet es, mit einem neuen Gleichgewicht zu leben? Nehmen wir den Amazonas als Beispiel. Die Widerstandsfähigkeit der Wälder im Amazonasgebiet hat seit den 2000er-Jahren abgenommen. Wenn zwischen 20 und 25 Prozent der Wälder dort abgeholzt werden, wird das Amazonasbecken wahrscheinlich zu einem Grasland. Dies wird sich sowohl auf das lokale als auch auf das globale Klima auswirken, da die Niederschläge, die derzeit vom Amazonaswald erzeugt werden, und seine Kohlenstoffflüsse die Temperatur auf globaler Ebene beeinflussen. Dies ist jedoch nicht so einfach vorherzusagen, da neue Schätzungen darauf hindeuten, dass die Auswirkungen von Störungen wie Abholzung, Feuer und Dürre diesen Prozess im Amazonasgebiet bereits beschleunigt haben könnten. Darüber hinaus hat das Auslösen dieses Kippeffekts im Amazonasgebiet oder anderer Kipppunkte des Erdsystems wie in der Arktis kaskadenartige Auswirkungen in anderen Regionen. Nun stellt sich die Frage, ob wir damit leben können. Der Planet wird überleben. Einige Elemente der Biosphäre werden überleben. Allerdings könnten viele Gebiete der Welt für viele Arten, einschliesslich des Menschen, unbewohnbar werden – daher die Dringlichkeit.

Schaepman-Strub: Wenn das System in einen anderen Zustand kippt, dann wird dieser neue Zustand ziemlich stabil sein und nur noch schwer oder gar nicht mehr rückgängig gemacht werden können. Nehmen wir die Wüstenbildung – wenn ein Gebiet verödet ist, gibt es eine Rückkopplung, die diesen Zustand stabilisiert. Wenn die Vegetation verlorengeht, gibt es keine Verdunstung, somit geht auch der Kühleffekt verloren, Regen bleibt aus. Hinzu kommt bei vegetationslosem Boden die Erosion, die die Nährstoffe abträgt. Deshalb ist es sehr schwierig, Pflanzen wieder anzusiedeln, wenn die ursprüngliche Vegetation einmal verlorengegangen ist.

Werden wir Teile unseres Planeten als Lebensraum für uns Menschen verlieren?

Santos: Dies ist die Idee der planetaren Grenzen. Diese definieren sichere Lebensräume für die Menschheit. Wenn wir klimatische Bedingungen aufrechterhalten wollen, die der Mensch physiologisch aushalten und in denen er mit einem gewissen Wohlbefinden leben kann, dann müssen wir diese planetaren Grenzen respektieren

Schaepman-Strub: Wenn ein zentrales Klimaelement kippt, erwarten wir, dass wichtige Prozesse des globalen Klimas betroffen sind. Deshalb ist es so wichtig, diese Systemperspektive zu haben. Wenn also der Amazonas kippt, wenn der boreale Permafrost abrupt taut, dann werden wir auch hier in der Schweiz Auswirkungen haben, die mehr sind als nur 2 Grad Erwärmung und ein bisschen trockeneres, schöneres Wetter im Sommer. Die neuen globalen Kipppunkte sind eng mit dem gesamten globalen System verknüpft. Wenn sie kippen, destabilisieren sie das gesamte globale Klima.

Können Sie ein Beispiel machen?

Schaepman-Strub: Wenn der Kältegradient zwischen dem Nordpol und den südlicheren Breiten nicht mehr so gross ist, kommt es vermehrt zu Ausbrüchen von kalten Luftmassen aus der Arktis. Diese überziehen dann zum Beispiel die landwirtschaftlichen Felder in den Subtropen Südostasiens mit Frost und beschädigen dort die Ernte. Niemand käme auf die Idee, dass dies auf eine Destabilisierung des gesamten globalen Klimasystems zurückzuführen ist. Doch genau das ist der Fall.

Eine Zeitlang waren die globale Erwärmung und der Verlust der Artenvielfalt für uns nur abstrakte Warnungen der Wissenschaftler. Jetzt erfahren wir gewissermassen am eigenen Leib, was der Klimawandel und das Artensterben bedeuten. Was hat sich verändert?

Santos: Die ersten Vorhersagen zum Klimawandel sind etwa siebzig Jahre alt. Damals waren die Auswirkungen noch kaum spürbar. Wie vorhergesagt, hat sich inzwischen sehr viel CO2 in der Atmosphäre angesammelt. Dadurch erwärmt sich das globale Klima und das Klimasystem wird in seinem Verhalten chaotischer. Mit zunehmender Erwärmung nehmen auch Klimaextreme zu. Diese Extreme sind in der Regel deutlicher spürbar, beispielsweise Dürren, Überschwemmungen und Brände, was die Ökosysteme stark herausfordert. In der Wissenschaft wird derzeit darüber diskutiert, ob das sehr warme Jahr 2023 nur ein Teil der Variabilität ist oder ob dies tatsächlich das neue Klima ist, mit dem wir leben müssen.

Weshalb wurde die Wissenschaft von dieser Entwicklung überrascht?

Schaepman-Strub: Die Klimamodelle berücksichtigen viele der Rückkopplungen nicht oder zu wenig genau. Deshalb gibt es Effekte, die durch die Klimaerwärmung viel stärker beeinflusst werden, als wir es derzeit modellieren.

Santos: Ein Beispiel ist die veränderte Landnutzung, etwa durch die Ausweitung von Anbauflächen oder die Abholzung von Wäldern. Heute haben wir keine guten Modelle, die diese Veränderungen widerspiegeln, weil sie geografisch sehr unterschiedlich und schwer zu erfassen sind. Der Grund dafür ist, dass Landnutzungsänderungen aus vielen verschiedenen biophysikalischen, wirtschaftlichen und politischen Prozessen resultieren. Wir benötigen bessere und stärker integrierte Modelle. Genau daran arbeiten wir derzeit.

Auch in der arktischen Region gibt es unerwartete Veränderungen, die zum Teil durch die grossen Brände in der Tundra ausgelöst werden. Wie wirkt sich das auf das Klima aus?

Schaepman-Strub: Diese Brände sind besonders besorgniserregend, weil sie Rückkopplungen auslösen, die sehr problematisch sind. Wenn es brennt, wird die Erdoberfläche schwarz und absorbiert viel mehr Strahlung. Durch die stärkere Erwärmung taut der Permafrost auf und die Böden setzen CO2 und Methan frei. Diese Methanemissionen sind in den aktuellen Klimamodellen nicht berücksichtigt. Die Böden in den Permafrostgebieten enthalten die doppelte Menge des Kohlenstoffs, der sich derzeit in der Atmosphäre befindet.

Sie haben im Rahmen des Universitären Forschungsschwerpunkts (UFSP) «Global Change and Biodiversity» Phänomene und Veränderungen wie die gerade beschriebenen beobachtet und erforscht. Der UFSP wird in diesem Jahr abgeschlossen. Jetzt arbeiten Sie zusammen mit Owen Petchey an einer neuen Vision, die die gesamte Biosphäre in den Blick nehmen will, das heisst alle Teile der Erde, die von Lebewesen bewohnt sind. Mit welchem Ziel?

Schaepman-Strub: Biodiversität und Klima sind sehr eng miteinander verknüpft. Veränderungen in der biologischen Vielfalt wirken sich auf Menschen und Tiere, aber auch auf das Klima aus. Wenn wir die Klimaerwärmung stoppen wollen, müssen wir uns deshalb auch um die biologische Vielfalt und die veränderte Nutzung der Landoberfläche kümmern. Für uns als Forschende bedeutet dies: Wenn wir über Lösungen nachdenken wollen, müssen wir diese Probleme wirklich gemeinsam erforschen. Daran wollen wir in Zukunft noch stärker arbeiten, damit wir die Prozesse in der Biosphäre wirklich als Ganzes verstehen können.

Santos: Was müssen wir tun, um eine gut funktionierende Biosphäre zu haben? Diese Frage wollen wir als Nächstes beantworten. Dazu müssen wir über disziplinäres Denken hinausgehen und als Team zusammenarbeiten. Im Mittelpunkt steht die Biosphäre und wie diese mit anderen Prozessen des Erdsystems interagiert, wie sich die Lebewesen gegenseitig beeinflussen, wie Arten und andere Dimensionen der biologischen Vielfalt, etwa die Genetik oder das Funktionieren von Ökosystemen, zur Stabilität der Biosphäre beitragen. Wir wollen die ganze Komplexität in die neue Vision integrieren.

Schaepman-Strub: Dazu brauchen wir nicht nur naturwissenschaftliche Kompetenzen, sondern auch Ethik oder nachhaltige Finanzen. Wir müssen verschiedene Denkansätze einbringen, um das Verständnis auf die nächste Stufe zu heben, die jetzt notwendig ist.

Ich möchte auf eine allgemeinere Frage zurückkommen, nämlich was getan werden müsste, um das fragile Gleichgewicht zu erhalten, in dem sich das Erdsystem derzeit befindet.

Schaepman-Strub: Wollen Sie eine politische oder eine wissenschaftliche Antwort?

Idealerweise beide.

Schaepman-Strub: Ich denke, dass wir die Paradigmen des heutigen Wirtschaftssystems überdenken müssen. Wenn die Wirtschaft weiterläuft auf dem Grundsatz des ökonomischen Wachstums, wird es sehr schwer sein, innerhalb der planetaren Grenzen zu bleiben. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob und wie wir einen Wandel erreichen können. Wir wissen bereits sehr viel. Wir können zeigen, welche Lösungen nachhaltig sind und welche nicht. Aber um sie umzusetzen, müssen wir jene gewinnen, die politisch und wirtschaftlich das Sagen haben. Für viele von ihnen wären solche Veränderungen kurzfristig mit Kosten verbunden. Diese einflussreichen Akteure zu gewinnen, ist deshalb wohl die grösste Herausforderung.

Santos: Wir brauchen diesen transformativen Wandel, weil unser System, das heisst das System Mensch-Natur, nicht tut, was es tun muss. Wir müssen definitiv überdenken, wie wir Güter produzieren und konsumieren, und das Paradigma des kontinuierlichen Wachstums in Frage stellen. Wir müssen unsere Lebensweise und die Nutzung der natürlichen Ressourcen verändern und darüber nachdenken, welche Welt wir wollen und was faire Kompromisse sind, um sie zu erreichen. Wenn wir wirklich von einem transformativen Wandel sprechen, müssen wir über die ganze Welt nachdenken und uns fragen: Nachhaltigkeit für wen? Und wer entscheidet darüber?

Schaepman-Strub: Ein wichtiger Punkt ist, dass der Wirtschaft derzeit keine externen Kosten anfallen für die Nutzung von natürlichen Ressourcen, wie die Umweltverschmutzung oder bei der Abholzung der Verlust der Kühlwirkung von Wald auf das Klima. Tatsächlich handelt es sich aber um enorme Umweltkosten, die externalisiert werden, und die natürlichen Ressourcen sind endlich. Diese Umweltkosten müssten in die Waren eingepreist werden.

Das Grundproblem dürfte sein, dass niemand den Preis für die notwendigen Veränderungen zahlen will.

Schaepman-Strub: Wir müssen darüber nachdenken, was Wachstum bedeutet. Wachstum bedeutet derzeit, dass die Unternehmen immer mehr Umsatz machen und immer mehr an die Aktionäre ausschütten. Aber das ist vielleicht nicht das Wachstum, das wir wollen, und es ist nicht mehr das Wachstum, das wir uns auf diesem Planeten leisten können. Wachstum könnte idealerweise mehr Lebensqualität für möglichst viele Menschen und eine Verbesserung der Biodiversität bedeuten statt höhere Gewinne für wenige.