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Projektdauer: 2010 - 2013
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Gipfelflora
Ändert sich die Flora des Hochgebirges mit dem Klimawandel, analog zu den schwindenden Gletschern und der kürzeren Dauer der Schneebedeckung? Verschwinden die an Kälte angepassten Gebirgspflanzen, wenn Pflanzenarten aus tieferen Lagen ins Gebirge vorstossen? Um diesen Fragen nachzugehen, haben wir in den vergangenen beiden Sommern die Flora von 150 Berggipfeln und Gebirgspässen in der Südostschweiz kartiert und mit hundertjährigen Daten vom gleichen Ort verglichen.
Heute mehr Pflanzenarten auf den Berggipfeln
Die Ergebnisse zeigen: Heute wachsen deutlich mehr Pflanzenarten auf unseren Gipfeln und sie dringen in höhere Regionen vor als vor hundert Jahren.
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Abb.1: Die höchsten Vorkommen unserer Gipfelflora-Arten liegen heute (blaue Fläche) rund 80 Meter weiter oben als früher (rote Fläche).
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Der Piz Linard (3410 m) widerspiegelt diese Ergebnisse eindrücklich: Im Jahr 1835 registrierte der „Gipfelflorist“ und damalige Professor in Zürich, Oswald Heer, nur eine einzige Art zuoberst auf dem Berg. Im Durchschnitt untersuchten Naturforscher den Gipfel seither alle 20 Jahre, und praktisch jedes Mal stellten sie neue Pflanzenarten fest. In den letzten 20 Jahren beschleunigte sich diese Entwicklung zusätzlich, sodass heute bereits 16 Arten vorkommen. Unter den jüngsten Besiedlern sind einige Arten, die früher mehr als 200 m tiefer wuchsen als heute.
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Abb. 2: Auf dem Gipfel des Piz Linard wachsen heute bedeutend mehr Arten als Mitte des 19. Jahrhunderts.
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Abb. 3: Artenliste vom Gipfel des Piz Linard aus dem Jahr 1835. Notizen aus dem Feldbuch von Oswald Heer. Quelle: "Zentralbibliothek Zürich, Nachl. O. Heer 63, S. 55"
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Die meisten Pflanzenarten haben sich seit den historischen Aufnahme ausgebreitet. Über 250 Arten haben wir auf durchschnittlich drei zusätzlichen Gipfeln gefunden. 68 Arten wurden früher nie als Gipfelflora-Arten registriert, während wir deren 19 nicht mehr finden konnten. Zudem sind 49 Arten seltener geworden.
Häufige Arten und solche tieferer Lagen legen besonders zu
Viele Pflanzenarten, welche bereits bei früheren Aufnahmen auf zahlreichen Berggipfeln wuchsen, sind seither noch häufiger geworden (siehe Tabelle 1). Auch einige Arten, die früher nicht auf unseren Gipfeln vorkamen, sind heute recht zahlreich (Tabelle 2). Die drei häufigsten neuen Arten sind typisch für die Vegetation der tiefer liegenden subalpine Rasen (siehe Tabelle 2).
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Tab. 1: Die drei Arten, welche im letzten Jahrhundert am meisten neue Berggipfel besiedelt haben.
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Abb. 4: Die heute am häufigsten angetroffene Art auf den untersuchten Berggipfeln hat zugleich am meisten neue Gipfel erobert: Das Alpen-Rispengras Poa alpina.
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Tab. 2: Drei Pflanzenarten subalpiner Rasen, welche neu auch auf zahlreichen Berggipfeln wachsen.
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Abb. 5: Die Arnika, typischerweise in subalpinen Rasen, besiedelt mehr und mehr auch Berggipfel.
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Deutlich mehr Farne als früher
Die Artengruppe der Farne hat über das letzte Jahrhundert auf Gipfel stark zugenommen. Farnarten wurden früher auf insgesamt 16, heute auf 68 Gipfeln gefunden. Farne verbreiten sich über mikroskopisch kleine Sporen, welche vom Wind weit verfrachtet werden. Wahrscheinlich gelangten diese Sporen auch schon früher auf die Gipfel, konnten aber damals wegen des kälteren Klimas nicht keimen und überleben.
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Abb. 6: Die Mondraute Bothrychium lunaria kolonisierte im Vergleich mit allen Farnarten neue Gipfel am erfolgreichsten (23). Sie kam früher lediglich auf 3 Gipfeln vor.
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Artenreiche Gipfel sind nicht grösser, aber tiefer gelegen
Die untersuchten Berggipfel sind sehr unterschiedlich artenreich. Auf den obersten 10 m haben wir zwischen einer Art (das Schlaffe Rispengras Poa laxa auf dem Piz Chalchagn, 3154 m) und 118 Arten (Chörbsch Horn, 2654 m) registriert. Grundsätzlich nimmt die Artenzahl mit zunehmender Höhe über Meer ab, während die Grösse eines Gipfels dabei kaum eine Rolle spielt. Vergleicht man die Flora benachbarter Gipfel miteinander, so sind die Artenmuster nicht ähnlicher als zwischen weiter entfernter Gipfel.
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Abb 7: Der artenreichste der untersuchten Gipfel ist das Chörbsch Horn (2654 m) bei Davos. Auf den obersten 10 m seines Gipfels fanden wir 118 verschiedene Pflanzenarten.
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Abb 8: Der Piz Chalchagn (3154 m) ob Pontresina ist der artenärmste Gipfel. Auf seinen obersten 10 m wächst bis anhin nur das schlaffe Rispengras Poa laxa.
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Seltener gewordene Arten
Einige der Gipfelflora-Arten sind seit den früheren Aufnahmen von mehreren Gipfeln verschwunden, allerdings von weit weniger, als von den zunehmenden Arten neu besiedelt wurden (siehe Tabelle 3).
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Tab. 3: Aufgelistet sind die drei Pflanzenarten, welche am deutlichsten seltener geworden sind.
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Abb. 9: Moschus-Schafgarbe Achillea moschata, die Aromatisierende Pflanze des Iva-Likörs, ist deutlich seltener geworden.
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Beobachtungen sind nicht fehlerfrei
Beobachtungs-Daten müssen auf ihre Zuverlässigkeit hin geprüft werden - analog zur Messgenauigkeit von Instrumenten. Deshalb haben auf einigen Gipfeln zwei Personen jeweils unabhängig voneinander die Daten erhoben. Diese Pflanzenlisten stimmen im Mittel jeweils zu 87 % überein. Beobachterfehler ergaben sich insbesondere bei seltenen und kleinen Arten oder bei Arten, welche nur während kurzer Zeit blühen.
Unser Beobachterfehler liegt im Bereich vergleichbarer Studien und ist viel geringer als der Unterschied zwischen der historischen und der heutigen Artenzusammensetzung. Wenn wir davon ausgehen, dass die historischen Botaniker auf ihren Streifzügen nicht wesentlich mehr Arten übersahen als wir, dürften die Unterschiede in den Daten auf tatsächliche Veränderungen in der Flora zurückzuführen sein.
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Abb. 10: Seltene und kleine Arten können beim Botanisieren manchmal übersehen werden.
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Schweizweit einzige Ökosysteme mit zunehmender Biodiversität
Die Flora der Berggipfel hat sich seit den historischen Vegetationsaufnahmen eindrücklich verändert. Die meisten Pflanzenarten sind häufiger geworden, und zwar sowohl Arten tiefer gelegener subalpiner Rasen als auch die eigentlichen Spezialisten des Hochgebirges. Hochalpine Gebiete sind wohl schweizweit die einzigen Ökosysteme, in denen die Biodiversität nicht abnimmt. Trotz dieses Trends sind einzelne Arten auch zurückgedrängt worden oder ganz verschwunden.
Klimaänderung als treibende Kraft?
Art, Ausmass und Dynamik der beobachteten Veränderungen lassen vermuten, dass die Klimaerwärmung sie herbeigeführt hat und dass somit nicht nur Gletscher und Schnee, sondern auch die Pflanzenwelt unserer Berggipfel auf die ansteigenden Temperaturen reagiert. Allerdings ist noch nicht klar, ob auch andere Einflussfaktoren mit zur beobachteten Ausbreitung der Pflanzen beitragen, wie etwa die Wildtiere oder auch Wanderer und Bergsteiger, die heute im Bereich der Berggipfel viel zahlreicher sind als vor 100 Jahren.
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Abb. 11: Haben Wildtiere einen Einfluss auf die Vielfalt der Gipfelflora?
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Anstehende Aufgaben
In den kommenden Monaten untersuchen wir insbesondere, wie sich einzelne Arten oder Artengruppen verhalten. So analysieren wir, ob Pflanzen häufiger neue Gipfel erobern, wenn ihre Samen vom Wind leicht verbreitet werden können. Oder, wir ermitteln welche Arten besonders zahlreich Berggipfeln besiedelt haben, auf welchen das Steinwild (welches vor 100 Jahren noch ausgestorben war) sich heute gerne aufhält. Bei unseren Analysen werden wir auch Arten beachten, die heute seltener sind als früher und speziell auch solche, die auf der Roten Liste der Schweiz aufgeführt sind.
Internationale Gipfelfloren
Nicht nur in den Alpen waren historische Botaniker auf Berggipfeln unterwegs, sondern auch in anderen Europäischen Gebirgsregionen. Da beispielsweise Skandinavische oder Südeuropäische Berggebiete in der Vergangenheit andere Ausprägungen der Klimaveränderung erlebt haben, wird es spannend sein zu sehen, ob sich die alpine Flora dieser Gebiete anders verändert hat als in den Alpen. In Zusammenarbeit mit lokalen Ökologen haben wir deshalb begonnen, unsere Studie auf weitere Berggipfel in Schottland, Skandinavien und den Pyrenäen auszudehnen.
Abgeschlossene Arbeiten und Publikationen
Wipf S, Stöckli V, Herz K & Rixen C (in press) The oldest monitoring site of the Alps revisited: accelerated increase in plant species richness on Piz Linard summit since 1835. Plant Ecology & Diversity.
Veronika Stöckli, Sonja Wipf, Cajsa Nilsson, Christian Rixen. 2011. Using historical plant surveys to track biodiversity on mountain summits. Plant Ecology & Diversity Vol. 4, No. 4, 415-425
Sarah Burg. 2012. Observer bias and its causes in botanical revisitation studies on summits in the Swiss Alps. Master Degree Thesis in Biology, ETH Zürich
Kristina Herz. 2012. Changes in the spatial distribution of vascular plant species in the Southeastern Swiss Alps over the past century. Master Degree Thesis in Environmental Sciences, ETH Zürich
Magalí Matteodo. 2012. Vegetation change in the last century on Swiss summits: a plant traits analysis. Tesi di Laurea Magistrale in Biologia dell'ambiente, Università degli studi di Torino, Italy
Cajsa Nilsson. 2011. Changes in plant diversity on 108 Swiss alpine summits over the last century. Master Degree Thesis in Biology, Umea University, Sweden
Sandro Boggia. 2010. Changes in plant species composition and diversity on Swiss mountain summits over the last century. Master Degree Thesis in Biology, ETH Zürich
Team/Kontakt
Veronika Stöckli, Projektleiterin, v.stoeckli@slf.ch
Sonja Wipf, Leiterin Forschung, wipf@slf.ch
Christian Rixen, Senior Scientist, rixen@slf.ch
Partner
Das Projekt „Gipfelflora“ wird im Auftrag des BAFU und mit der Unterstützung der VELUX-STIFTUNG realisiert.
