Klimawandel verringert die pelagische Biomasse in einem küstennahen Auftriebsökosystem

Warum diese Meeresgeschichte für Sie wichtig ist

Viele der Fische, die auf unseren Tellern landen, sind auf einen versteckten Motor vor der Küste angewiesen: kaltes, nährstoffreiches Wasser, das aus der Tiefe aufsteigt. Diese Studie untersucht, wie sich ein erwärmendes Klima auf diesen Motor vor der brasilianischen Küste auswirkt und welche Folgen das für das winzige treibende Leben im Wasser sowie für größere Fische hat, die Menschen ernähren und lokale Wirtschaften stützen.

Leben dort, wo die Tiefsee auf das Ufer trifft

Die Forscher konzentrierten sich auf die Auftriebsregion Cabo Frio im Südosten Brasiliens, eines der produktivsten Küstengebiete im Südatlantik. Hier ziehen Wind und Meeresströmungen periodisch kaltes Tiefenwasser an die Oberfläche und liefern Nährstoffe, die mikroskopische Algen düngen und ergiebige Fischbestände antreiben. Da diese Ereignisse räumlich ungleich verteilt und stark saisonal sind, stützte sich das Team auf eine ungewöhnlich detaillierte wöchentliche Aufzeichnung über mehr als ein Jahrzehnt, die Temperatur, Nährstoffe, winzige treibende Partikel (Seston) und lokale Fischfänge verfolgte. Diese Beobachtungen kombinierten sie mit Klimamodellprojektionen, um zu sehen, wie sich dieses nährstoffreiche System bis zum Jahr 2100 verändern könnte.

Der Weg der Energie von Nährstoffen zu Fischen

Um den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Fisch im Netz herzustellen, erstellten die Autoren ein schrittweises Bild des Nahrungsnetzes. Zuerst nutzten sie die Oberflächentemperatur aus einem Erdsystemmodell, um künftige Konzentrationen wichtiger Nährstoffe wie Nitrat, Ammonium und Phosphat in den Oberflächengewässern zu projizieren. Anschließend setzten sie diese Nährstoffwerte in Beziehung zum Wachstum von Phytoplankton, den mikroskopischen Pflanzen, die die Basis der marinen Nahrungskette bilden. Im nächsten Schritt untersuchten sie, wie Phytoplankton ins Seston eingespeist wird, eine Mischung aus Plankton und organischen Partikeln, die als Nahrung für kleine Freiwasserfische dient. Schließlich verbanden sie Veränderungen in Seston und Temperatur mit Veränderungen in Fischbiomasse und Fängen mithilfe eines auf den langjährigen lokalen Daten trainierten maschinellen Lernverfahrens.

Wärmere Meere, weniger Nährstoffe von unten

Unter allen Klimapfaden zeigen die Modelle, dass die Cabo-Frio-Region über das Jahrhundert hinweg kontinuierlich erwärmt. Mit der Erwärmung der Oberfläche geht die Zuführung frischen Nitrats aus tieferen Wasserschichten zurück, während gleichzeitig recycelte Stickstoffformen wie Ammonium häufiger werden. Auch Phosphat, ein weiterer Schlüssel-Nährstoff, nimmt ab. Diese Verschiebung im Nährstoffmix schwächt das Phytoplanktonwachstum, und dessen Biomasse sinkt deutlich, besonders unter hohen Emissionsszenarien. Gleichzeitig nimmt das Seston langsam zu, was darauf hindeutet, dass mehr Energie in kleinere Organismen und Detritus gebunden wird, anstatt effizient an größere Tiere weitergegeben zu werden. Die frühen Jahrzehnte dieses Wandels sind durch starke Schwankungen bei Nährstoffkonzentrationen und Fischbiomasse gekennzeichnet, was auf eine Phase der Instabilität im Ökosystem hinweist.

Fische auf der Kippe in unterschiedlichen Klimazukünften

Die Folgen für Fische sind deutlich. Historische Schätzungen zeigen eine beträchtliche pelagische Fischbiomasse in der Region, doch die Projektionen unter mittleren und hohen Emissionen deuten auf starke langfristige Rückgänge hin. Unter den schwereren Szenarien könnte die Fischbiomasse bis 2100 um bis zu 78 Prozent fallen, wobei bereits in den ersten Jahren der Projektionen große Rückgänge sichtbar werden. Im Gegensatz dazu erzeugt der Pfad mit niedrigen Emissionen zunächst eine Störung, gefolgt von einer Tendenz zur Stabilisierung nach der Mitte des Jahrhunderts. Das System kehrt nicht vollständig zu seinem früheren Zustand zurück, zeigt jedoch Anzeichen dafür, dass sich das Nahrungsnetz bei begrenzter Erwärmung wieder stabilisieren kann, wodurch ein gewisses Maß an Produktivität und Resilienz erhalten bleibt.

Was das für Küsten und Gemeinden bedeutet

Für Menschen, die von Küstenfischereien abhängen, deuten diese Ergebnisse auf eine Zukunft hin, in der allein die Erwärmung die Fischbestände verringern kann, selbst ohne Veränderungen im Fangdruck. Die Studie legt nahe, dass eine erwärmungsbedingte Verschiebung von Nährstoffen und Planktonstruktur Energie in mikrobiellen und Partikelpfaden bündeln kann, anstatt in größere Fische zu fließen, wodurch die zur Entnahme verfügbare Biomasse sinkt. Zwar bestehen Unsicherheiten bei jeder langfristigen Projektion, besonders wenn sie auf einem einzelnen Klimamodell basieren, doch die hier beobachteten Muster entsprechen Veränderungen, die auch in anderen Ozeanen berichtet wurden. Für die nicht fachliche Leserschaft ist die zentrale Botschaft klar: Niedrige Treibhausgasemissionen können dazu beitragen, gesündere Auftriebsökosysteme zu erhalten und die Auswirkungen auf die Fische und die von ihnen abhängigen Gemeinden zu mildern.

Zitation: Nunes, L.T., Matos, T.d.S., Reis, C. et al. Climate change reduces pelagic biomass in a coastal upwelling ecosystem. Commun Earth Environ 7, 415 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03395-1

Schlüsselwörter: küstenauftrieb, marine Nahrungsnetze, Klimawandel, Fischbiomasse, Ozeanerwärmung