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Warnsignal Klima: GESUNDHEITSRISIKEN – GEFAHREN FÜR PFLANZEN, TIERE & MENSCHEN

Kap.2 Auswirkungen des Klimawandels auf aquatische und terrestrische Ökosysteme

2.9  Wirkungen erhöhter UV-B-Strahlung auf terrestrische und aquatische Ökosysteme

Donat-P. Häder, Department Biologie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg


 

Zusammenfassung: Wirkungen erhöhter UV-B-Strahlung auf terrestrische und aquatische Ökosysteme – Zahlreiche Studien an Pflanzen und terrestrischen Ökosystemen haben viele morphologische, biochemische und genetische Effekte erhöhter solarer UV-B Strahlung identifiziert, die auf eine partielle Zerstörung des stratosphärischen Ozons zurückgeht. Diese Ozonschichtzerstörung ist im antarktischen Ozonloch am ausgeprägtesten zu beobachten. UV-B schädigt Proteine, Lipide und andere Biomoleküle und beeinflusst den photosynthetischen Apparat und die DNA. Jedoch wurden die meisten Untersuchungen im Laboratorium oder unter künstlichen Bedingungen mit exzessiven Bestrahlungsstärken durchgeführt. Kürzliche Metaanalysen von Untersuchungen unter natürlichen Strahlungsbedingungen zeigten Einbußen des Wachstums und der Biomasse in der Größenordnung von wenigen Prozent, wenn überhaupt. Auch marine Ökosysteme scheinen bislang mit der erhöhten solaren UV-B Strahlung fertig zu werden, wenn auch eine Fülle von Effekten bei aquatischen Primärproduzenten in Kurzzeit-Labor- und Feldversuchen gefunden wurden. Jedoch erhöhen steigende Temperaturen durch den globalen Klimawandel die Exposition des Phytoplanktons in UV-B, da die Durchmischungszone, in der sich die Zellen aufhalten, schärfer begrenzt und dünner wird. Erhöhte atmosphärische CO2 Konzentrationen verringern den pH im Wasser und reduzieren die Calcifikation von Phytoplankton, Makroalgen und Tieren, wodurch die Organismen ebenfalls einer erhöhten UV-B Strahlung ausgesetzt werden.

Summary: Effects of increased UV-B radiation on terrestrial und aquatic ecosystems – Numerous studies on plants and terrestrial ecosystems have identified many diverse morphological, biochemical and genetic effects of enhanced solar UV-B radiation which is due to the partial ozone depletion in the stratosphere with its most prominent effect of the Antarctic ozone hole. UV-B damages proteins, lipids and other biomolecules and affects the photosynthetic apparatus and the DNA. However, most investigations were carried out in the laboratory or under artificial conditions with excessive UV irradiances. Recent metaanalyses of investigations under natural radiation conditions revealed reductions in growth and biomass on the order of a few percent, if at all. Also marine ecosystems seem so far to cope with the increased solar UV-B radiation, even though numerous effects on aquatic primary producers have been found in short-term laboratory or field experiments. However, increasing temperatures due to global climate change expose phytoplankton to higher UV radiation because the mixing layer, in which the cells dwell, becomes sharper and shallower. Enhanced atmospheric CO2 concentrations decrease the pH in the water resulting in reduced calcification in phytoplankton, macroalgae and animals which also exposes the organisms to higher UV-B radiation.

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