Ein Index für den ökologischen Wert antarktischer Ökosysteme zur Quantifizierung ökologischer Bedeutung über trophische Ebenen und Zeit

Warum die Gewässer um die Antarktis für uns alle wichtig sind

Der Ozean rund um die Antarktis mag weit entfernt erscheinen, doch er trägt stillschweigend zur Regulierung des Erdklimas bei und stützt eine einzigartige Tierwelt, die es sonst nirgendwo gibt. Während der Klimawandel und sich ausweitende Fischereien diese eisige Grenze umgestalten, brauchen Wissenschaftler und politische Entscheider dringend Wissen darüber, welche Bereiche des Südlichen Ozeans für das Netzwerk des Lebens heute und in Zukunft am wichtigsten sind. Diese Arbeit stellt eine neue Methode vor, um jene Bedeutung zu messen, und zeigt, wo die antarktischen Meere biologische „Hotspots“ sind, die besonderen Schutz verdienen.

Die Hotspots der Natur in einem gefrorenen Ozean finden

Die Autoren entwickeln den Antarctic Ecosystem Value (AEV) Index, eine einzelne Kennzahl, die erfasst, wie wertvoll verschiedene Meeresgebiete für das antarktische Ökosystem sind. Anstatt sich auf eine Art zu konzentrieren, kombiniert der Index Informationen aus mehreren wichtigen Ebenen des Nahrungsnetzes: mikroskopische pflanzenähnliche Organismen (Phytoplankton), die das System antreiben; Krill, der davon grast; bodenbewohnende Fische; und zwei ikonische Pinguine, Kaiser- und Adeliepinguin. Mithilfe eines hochmodernen Erdsystemmodells, kombiniert mit spezialisierten Modellen für Krill, Fische und Pinguine, berechnen sie, wie dicht oder produktiv jede Gruppe über die Meere rund um die Antarktis ist, normalisieren diese Schichten und summieren sie, um hervorzuheben, wo viele von ihnen gemeinsam ihren Höhepunkt erreichen.

Polynyas: Offene Wasser-Oasen im Eis

Eine zentrale Erkenntnis ist die überproportionale Bedeutung küstennaher Polynyas – wiederkehrende Bereiche mit dünnem oder fehlendem Meereis entlang der Küste, die durch starke Winde offen gehalten werden. Obwohl sie in jeder Region weniger als 7 % der Fläche ausmachen, enthalten Polynyas oft um 31–72 % höhere AEV-Werte als die umliegenden Gewässer und beherbergen einen großen Anteil der wertvollsten Standorte. In diesen offenen Wasser‑„Oasen“ kann im Frühling früher Sonnenlicht eindringen und reichhaltige Phytoplanktonblüten auslösen. Diese Produktivität wirkt sich nach oben aus: Krill findet reichlich Nahrung, demersale Fische profitieren von sinkender organischer Substanz, und Pinguine sowie andere Prädatoren erhalten verlässlicheren Zugang zu Beute und Atmungsöffnungen. Der Index zeigt, dass viele der biologischen Hotspots der Antarktis dort konzentriert sind, wo sich typischerweise Polynyas bilden, insbesondere in Gebieten wie dem Rossmeer, Teilen der Ostantarktis und dem Amundsenmeer.

Ein sich veränderndes Klima, ein verschobenes Nahrungsnetz

Um zu verstehen, wie sich diese Hotspots ändern könnten, projiziert das Team den AEV-Index bis ins 21. Jahrhundert unter einem mittel‑bis-hohen Treibhausgasszenario. Überraschenderweise bleibt das grobe Muster hoch bewerteter Gebiete relativ stabil: Küstenzonen und Polynyas bleiben tendenziell wichtig, und die Gesam produktivität steigt in vielen Regionen sogar, da dünneres Eis mehr Licht durchlässt und die Wachstumsperiode verlängert. Doch die Zusammensetzung der Arten, die diesem Wert zugrunde liegt, verschiebt sich. Mit wärmeren Gewässern und zurückgehendem Meereis werden die Bedingungen für Kaiserpinguine schlechter, deren Kolonien in vielen Gebieten voraussichtlich stark zurückgehen und nur wenige Rückzugsorte verbleiben. Adeliepinguine kommen etwas besser zurecht, mit stabilen oder steigenden Beständen in einigen Regionen, aber Rückgängen in der Nähe der Antarktischen Halbinsel und Teilen der Ostantarktis. Gleichzeitig erhalten oder erhöhen niedrigere Ebenen des Nahrungsnetzes – Phytoplankton, Krill und Bodenfische – oft ihren Beitrag zum Index, obwohl einige Arten wie das antarktische Zahnfisch bestandsbedingt verloren gehen könnten, wenn sich die Bodenwässer über ihre thermischen Grenzen hinaus erwärmen.

Schutz dort lenken, wo er am meisten zählt

Der AEV-Index zeigt auch, wie gut bestehende und vorgeschlagene Meeresschutzgebiete (MPAs) mit diesen ökologischen Hotspots übereinstimmen. In den meisten Regionen liegen mehr als die Hälfte der „außergewöhnlichen“ Gebiete bereits innerhalb aktueller oder geplanter MPAs, wobei das Rossmeer-Reservat besonders gut abschneidet und hoch bewertete Zonen sowohl jetzt als auch in Zukunftsprojektionen abdeckt. Dennoch bleiben wichtige Lücken. Mehrere sehr wertvolle Polynyas in der Ostantarktis und im Amundsenmeer liegen außerhalb jeglicher Schutzgrenzen, obwohl sie dichte Nahrungsnetze beherbergen und voraussichtlich auch unter dem Klimawandel wichtig bleiben. Der Index ist kein vollständiges Maß für die Gesundheit des Ökosystems und umfasst noch nicht Wale, Robben oder viele Fisch‑ und Vogelarten, bietet aber eine leistungsfähige, modellgestützte Karte darüber, wo das antarktische Leben über mehrere trophische Ebenen hinweg am stärksten konzentriert ist.

Was das für die Zukunft des antarktischen Lebens bedeutet

Einfach ausgedrückt zeigt diese Studie, dass eine relativ kleine Anzahl küstennaher „Oasen“ rund um die Antarktis einen großen Teil der ökologischen Last tragen und dass viele dieser Orte voraussichtlich auch bei Erwärmung des Klimas wichtig bleiben. Sie warnt zugleich davor, dass Spitzenprädatoren wie der Kaiserpinguin vermutlich an Boden verlieren werden, selbst dort, wo die zugrundeliegende Produktivität hoch bleibt. Indem komplexe Modelloutputs in einen einzigen Index für den ökologischen Wert destilliert werden, liefert die Arbeit politischen Entscheidungsträgern ein klares, wissenschaftsbasiertes Instrument, um zu erkennen, welche Regionen am wichtigsten sind, um antarktische Nahrungsnetze zu erhalten, und wo die Ausweitung oder Stärkung von MPAs – insbesondere rund um Schlüssel‑Polynyas in der Ostantarktis und im Amundsenmeer – den größten Unterschied für die langfristige Widerstandsfähigkeit dieses wichtigen polaren Ökosystems machen könnte.

Zitation: DuVivier, A.K., Krumhardt, K.M., Landrum, L.L. et al. An Antarctic ecosystem value index to quantify ecological value across trophic levels and over time. Nat Commun 17, 3203 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69011-0

Schlüsselwörter: Antarktische Polynyas, Meeresschutzgebiete, Ökosysteme des Südlichen Ozeans, Auswirkungen des Klimawandels, Pinguin- und Krilllebensräume