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"Kipppunkt" zur Wüstenbildung entdeckt

Trockene Landschaft in Upper Mustang, im Regenschatten des Annapurna massivs. Seltene Sommer-Regenfälle verursachen hohe Erosionraten (Foto: J. Menges, GFZ).

Manche Umweltveränderungen sind graduell und lassen sich zum Beispiel durch Naturschutzmaßnahmen umkehren. Es gibt jedoch auch Veränderungen von Lebensräumen, die irreversibel sind. Insbesondere in trockenen Gebieten kann ein Absterben der ohnehin spärlichen Vegetation dazu führen, dass sich Wüsten bilden oder der Boden bei einem seltenen Starkregen verlorengeht. Einen solchen „Kipppunkt“ hat jetzt ein internationales Team von Forschenden um Johanna Menges, Doktorandin in der GFZ-Sektion Geomorphologie, im alten Königreich Mustang im Himalaya identifiziert.

Bis vor zweitausend Jahren etwa waren die Böden im Kali Gandaki-Tal in Nepal intakt trotz der Besiedlung seit circa 5000 Jahren. Dann nahm der Druck durch menschliche Bewirtschaftung zu, es kam zu Abholzung und Überweidung. Als es vor 1600 Jahren zu einer länger anhaltenden Trockenheit kam, kippte das Ökosystem: Pflanzen verdorrten, Wasser riss tiefe Gräben in die Landschaft und die Böden wurden weggeschwemmt. Rasch bildeten sich „Badlands“, die bis heute Ödnis sind. Die Forschenden berichten darüber in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters.

Weltweit leben rund zwei Milliarden Menschen in Trockengebieten. Kleine Veränderungen des Klimas oder der Landnutzung können große Auswirkungen auf die Stabilität von Böden und die Ernährungssicherheit haben. Im Falle des Hochlands in Nepal waren es eine 20-prozentige Minderung der Luftfeuchtigkeit und ein Rückgang des Niederschlags auf Werte unter 200 Millimetern pro Jahr. Vorangegangen war eine Nutzung der kargen Flächen durch Holzeinschlag und Viehwirtschaft. Heute besteht rund die Hälfte des Hochlands im Kali Gandaki-Einzugsgebiet aus „Badlands“ oder degradierten Böden.

Die Forscherinnen und Forscher verglichen für ihre Analyse heutige Erosionsraten mit der früheren Phase der Bodenbildung. Dazu untersuchten sie Sediment im Unterlauf der Flüsse aus dem Hochland und untersuchten Biomarker, molekulare Fossilien von Pflanzen in den Resten der Böden, die die Änderungen im Niederschlag aufzeichneten.

Der Verlust der Böden und der Vegetation sei irreversibel, schließen die Forscherinnen und Forscher. Für das Untersuchungsgebiet ermittelten sie den Kipppunkt bei 200 Millimetern Niederschlag pro Jahr. Auch andere Trockengebiete könnten solche Schwellenwerte haben, so die Forschenden, wobei der exakte Wert aber je nach örtlichen Bedingungen variieren könne. „Wichtig ist, dass es nach dem Kippen keinen Weg zurück zu intakten Böden in der nahen Zukunft mehr gibt“, so Johanna Menges, selbst wenn es wieder etwas mehr regnen würde. (jz)

Originalstudie: Menges, J., Hovius, N., Andermann, C., et al., 2019. Late Holocene Landscape Collapse of a Trans-Himalayan Dryland: Human Impact and Aridification. Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2019GL084192

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