| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Sandsynlige konsekvenser af klimaændringer på artsudbredelser og biodiversitet i Danmark

2 Metoder

• 2.1 Bioklimatisk habitat-modellering
• 2.2 Beregning af effekten af klimaændringer i Danmark
• 2.3 Fordele og ulemper ved den anvendte metode
• 2.4 Valg af arter

Udbredelsen af plantearter styres af en række forskellige faktorer, der vekselvirker på forskellig skala i tid og rum. Disse faktorer deles typisk i tre grupper: (1) Abiotiske faktorer, dvs. omgivelsernes fysisk-kemiske beskaffenhed. (2) Biotiske faktorer, f.eks. konkurrence med andre planter eller samspil med bestøvere eller skadedyr. (3) Historiske faktorer, dvs. fortidige hændelser og processer, hvor virkningerne akkumulerer over tid. Blandt de historiske faktorer, der regnes for vigtige for den geografiske fordeling af plantearter, er bl.a. effekter af istider og andre fortidige klimaændringer, evolutionære processer, samt, især på mindre geografisk skala, menneskets fortidige påvirkning af naturen.

På større skala anses klima for langt den vigtigste plantefordelende faktor (Hawkins et al. 2003). Klimaets betydning kommer da også tydeligt til udtryk, når man betragter klodens vegetationszoner (tropisk regnskov, savanne, ørken, tempereret skov osv.), hvis udbredelser alle er tæt koblede til de overordnede klimamønstre. Der er selvfølgelig mange andre abiotiske faktorer med stor indvirkning på fordelingen af planter. Topografi, jordbundens struktur og dens indhold af næringsstoffer og vand kan have stor betydning. Det samme gælder en lang række biotiske faktorer. Disse faktorer opererer dog primært på mindre geografisk skala (= 200 km eller endog =10 km) end der normalt anvendes i forbindelse med modellering af klimaets betydning for artsudbredelser (Pearson & Dawson 2003).

2.1 Bioklimatisk habitat-modellering

Bioklimatisk habitat-modellering er en fællesbetegnelse for en række forskellige metoder, der dog alle tager udgangspunkt i den observerede udbredelse af en art. De fleste metoder arbejder ud fra den antagelse, at artens udbredelse har opnået en vis grad af ligevægt med klimaet, dvs. at klimaet således i betydeligt omfang afgrænser udbredelsen. Den observerede udbredelse kan derfor bruges til at beregne artens klimatiske ’rum’ eller niche (’bioclimatic envelope’). En oversigt over de forskellige metoder kan findes i Guisan & Zimmermann (2000).

Der er mange måder at beskrive den klimatiske niche på, men i langt de fleste studier indgår mål for temperatur og fugtighed. I denne rapport anvendes tre klimatiske variable af velkendt betydning for mange plantearters udbredelser (Figur 2.1):

Graddage over 5°C (Growing Degree Days el. GDD) – Dette er et mål for den mængde energi, som planterne har til rådighed for vækst.

Absolut minimums-temperatur – Mange planters udbredelse begrænses af kuldestress, og den absolutte minimums-temperatur er et godt mål herfor.

Vandbalance – Dette indeks angiver forskellen mellem nedbør og potentiel fordampning (evapotranspiration) opsummeret måned for måned over året. Negative værdier angiver et underskud af vand, mens positive værdier viser, at nedbøren overstiger den potentielle evapotranspiration.

Figur 2.1 Kortene viser de tre anvendte klimavariable i Europa. Den første kolonne viser de observerede klimadata (perioden 1961-1991) og de to næste kolonner værdierne for klimascenarierne B2 og A2 i år 2100.

Den anvendte metode beregner hver arts minimum, optimum og maksimum i forhold til hver af de tre klimavariable. Modellens output er en kontinuert værdi mellem 0 og 1, der angiver hvor egnet klimaet er for arten (herefter kaldet klima-egnethed). Værdien 1 opnås hvis alle tre klimavariable ligger inden for deres optimum, mens værdien 0 fås, hvis blot én af de tre variable ligger uden for de beregnede minimums- og maksimumsværdier. Jo tættere værdien ligger på 1, jo mere egnet anses klimaet at være for den pågældende art. Yderligere detaljer om metoden kan findes i Skov & Svenning (2004) og Svenning & Skov (2004).

Ved hjælp af et Geografisk Informations System (GIS) kan man beregne og visualisere en arts potentielle nutidige udbredelse, dvs. hvor arten klimatisk set vil kunne trives i dag ifølge den bioklimatiske habitat-model, og dens potentielle udbredelse i år 2100 under klimascenarierne B2 og A2 (Figur 2.2).

Det er vigtigt at slå fast, at de beregnede værdier kun viser i hvilke områder, der findes et egnet klima for arten, ikke hvor man aktuelt finder den. Der kan som nævnt være mange årsager til, at en art ikke findes på en given lokalitet, selvom klimaet er passende (Pearson & Dawson 2003; Svenning & Skov 2004).

Figur 2.2 Eksempel på en bioklimatisk modellering. Kortudsnittet øverst til venstre viser den observerede udbredelse (sorte prikker). Disse data er anvendt til at beregne den klimatiske niche, som derefter er brugt til at beregne artens potentielle udbredelse under hhv. det nuværende klima og de to klimascenarier. Dun-Eg er en tørketålende, varmekrævende, men løvfældende træart, der er vigtig i de sydeuropæiske skove.

2.2 Beregning af effekten af klimaændringer i Danmark

For hver art vurderes den sandsynlige respons på de forudsagte klimaændringer i forskellige områder af Danmark (Figur 2.3):

• Positiv effekt – Arten forekommer i eller i umiddelbar nærhed af området og vil få væsentlig bedre klimatiske betingelser.
• Neutral/uændret effekt – Arten vil ikke få væsentligt ændrede klimatiske betingelser i Danmark. Det er vigtigt at bemærke, at arter der ikke forekommer i området i dag, og ifølge modelleringerne heller ikke vil komme til det i år 2100, også opfattes som neutralt påvirkede.
• Negativ effekt – Arten forekommer i området, men vil få væsentligt dårligere klimatiske betingelser end i dag.
• Potentiel positiv effekt – Arten forekommer ikke i nærheden af området nu, men vil potentielt kunne trives der efter en klimaændring, såfremt den har mulighed for at spredes dertil samt at egnede habitater forefindes.

Figur 2.3 Forventede effekter af ændret klima i Danmark på Skov-Skræppe (Rumex sanguineus) under klimascenarium B2. Skov-Skræppe er almindelig i østdanske løvskove på næringsrig muldbund. Kortet tv. viser, hvor i Danmark arten vil få væsentligt dårlige betingelser, end den har i dag. Prikkernes størrelse angiver relativt, hvor meget dårligere betingelserne bliver. Kortet i midten viser, hvor klimaændringerne ikke vil få den store indflydelse på artens forekomst. Endelig viser kortet th., hvor klimaændringerne vil have en forventet positiv indflydelse på Skov-Skræppe. En trekantet signatur angiver potentiel positiv effekt, dvs. en positiv effekt langt fra artens nuværende udbredelsesområde.

2.3 Fordele og ulemper ved den anvendte metode

Den valgte metode har en række fortrin og begrænsninger, som det er vigtigt at kende, når resultaterne skal vurderes. For det første forudsætter modellen en betydelig ligevægt mellem klima og nutidig udbredelse. Denne betingelse er ikke altid opfyldt. F.eks. har Svenning og Skov (2004) vist, at en lang række træarter stadig ikke opfylder hele det område i Europa, deres klimatiske niche tillader; sandsynligvis på grund af langsom spredning ud fra deres istidsrefugier (små områder i Sydeuropa, hvor de overlevede sidste istids kulde og tørke). For det andet er modellen statisk og indeholder derfor ingen eksplicit håndtering af tidsmæssige forløb, f.eks. spredningsforløb. For det tredje tager modellen ikke højde for, om planterne ville kunne tilpasse sig det ændrede klima. Hertil skal det dog bemærkes, at modellen baserer sig på en given arts fulde europæiske udbredelse og derfor må forventes nærmere at overestimere end at underestimere den lokale tilpasningsevne.

Disse mangler til trods, vurderer vi, at den valgte model på indeværende tidspunkt er det bedste eksisterende redskab til vurdering af, hvordan det 21. århundredes klimaændringer vil kunne påvirke den danske floras mangfoldighed og de enkelte arters udbredelser. Selvom det er ønskeligt at udvikle dynamiske modeller, der også inddrager spredning og konkurrence, er de eksisterende modeller, der gør det, endnu under udvikling og langt fra operationelle, hvis de skal være velfunderede empirisk set. Den brugte model har også det store fortrin, at den har en relativt simpel opbygning, der stiller små krav til datainput, hvilket gør det muligt at analysere et stort antal arter. Metoden anvendes da også generelt, som et bedste ’første bud’ når der laves konsekvensvurderinger i forbindelse med klimaændringer og biodiversitet (f.eks. Thuiller et al. 2005; Thomas et al. 2004). Se Pearson & Dawson (2003) og Skov & Svenning (2004) for yderligere diskussion af metoden.

2.4 Valg af arter

Udvalget af arter er primært baseret på Habitatdirektivets liste over karakteristiske arter (Søgaard et al. 2003). Disse arter repræsenterer for det første et bredt udsnit af danske naturtyper og omfatter arter med meget forskellig hyppighed, udbredelse og økologi. I alt modelleres udbredelsen af 88 karakteristiske arter (se Appendiks I), heraf fire, der forekommer i Danmark, men ikke er hjemmehørende (Alnus incana, Picea abies, Salix alba og Salix fragilis).

Tabel 2.1 Fordelingen af karakteristiske arter på naturtyper. Bemærk, at summen overstiger 88, da en del arter kan være karakteristiske for mere end én naturtype.

I forbindelse med modelleringen er det kun muligt at anvende arter, der er kortlagt i Atlas Florae Europaeae (AFE). Dette atlasprojekt er imidlertid ikke færdiggjort, og det har derfor ikke været muligt at modellere vigtige grupper som f.eks. græsser, halvgræsser, kurve- og skærmblomstrede arter.

Udover de 88 karakteristiske arter indgår 16 andre arter i undersøgelsen. Det drejer sig dels om to arter fra Habitatdirektivets Bilag 2, nemlig Enkelt Månerude (Botrychium simplex) og Gul Stenbræk (Saxifraga hirculus) samt hjemmehørende danske træer, der er kortlagt i AFE, men som ikke optræder på listen over karakteristiske arter. Endelig modelleres der også en række arter, der ikke vokser i Danmark nu, men hvor en klimaændring kan forventes at gøre det muligt i fremtiden. Denne liste kunne selvsagt blive meget lang, men der er her valgt at fokusere på et begrænset sæt eksempler på arter, der enten har vist potentiale som invasive arter sydpå i Europa eller træer, der måske vil kunne indgå i danske skove i en varmere fremtid. Det drejer sig om vandplanten Andemadsbregne (Azolla filiculoides) og den lave sukkulent Hottentotfigen (Carpobrotus edulis), der oprindelig kommer fra hhv. fra Nordamerika og Sydafrika, samt de hjemmehørende mellem- og sydeuropæiske træarter Østrigsk Fyr (Pinus nigra), Strand-Fyr (Pinus pinaster), Laurbær (Laurus nobilis), Almindelig Valnød (Juglans regia), Frynse-Eg (Quercus cerris), Dun-Eg (Quercus pubescens), Sten-Eg (Quercus ilex) og Ægte Kastanje (Castanea sativa). Herudover er Alm. Ædelgran (Abies alba) medtaget. Dels fordi den er almindelig plantet i de danske skove, dels fordi den er et eksempel på en sydlig art, der især hører til i bjergrige områder.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Oktober 2006, © Miljøstyrelsen.