»Werden wir Lemminge finden, wenn ja, wie viele, wenn nein, wieso nicht?« Seit mehr als 30 Jahren stellt sich Benoît Sittler jeden Sommer diese Frage. Die Lemming-Populationen standen schon im Fokus seines Interesses, als er Ende der 1980er Jahre zum ersten Mal in das Karupelv-Tal auf der Insel Traill in Nordostgrönland kam. Dass es bis jetzt 34 Untersuchungssommer werden würden, ahnte er damals allerdings noch nicht. Und auch der Einfluss des Klimawandels war nicht absehbar.

Sittler leitet seit mehr als 30 Jahren das Karupelv-Valley-Project, ein deutsch-französisches Langzeitprojekt in der Arktis zur Erforschung der dortigen Lebensgemeinschaften. »Mit nur sechs Landsäugerarten gehört die grönländische Tundra zu den artenärmsten terrestrischen Ökosystemen, und der Halsbandlemming (Dicrostonyx groenlandicus), die einzige in Grönland vorkommende Lemming-Art, nimmt dabei eine Schlüsselrolle ein«, erklärt Sittler, promovierter Geograf an der Universität Freiburg.

Dessen Population, beobachteten die Fachleute, brach 2003 beinahe zusammen. »Als eine Ursache für diesen Rückgang der Lemminge sehen wir die globale Erwärmung sowie die damit verbundene Tatsache, dass der Schnee immer später fällt und früher taut. Und dass es auch im Winter zu Tauereignissen kommen kann und sich deshalb die Schneequalität ändert«, erklärt Johannes Lang von der Universität Gießen, der seit 20 Jahren ebenfalls regelmäßig mit vor Ort ist. Der Einfluss der Schneedecke auf die arktische Flora und Fauna ist schon länger bekannt, aber die Auswirkungen der klimabedingten Veränderungen im Karupelv-Tal sind immer noch nicht abschätzbar.

Das »Grundnahrungsmittel« der Arktis

Die Fachleute fürchten jedoch, dass der Lemming-Schwund dramatische Folgen für das gesamte Ökosystem hat. Die harschen Bedingungen der Tundra bringen es mit sich, dass die wenigen hier lebenden Tierarten oft stark voneinander abhängig sind. Der Lemming ist dabei in der arktischen Tiergemeinschaft ein »Grundnahrungsmittel« für viele andere Arten. Ohne die Lemminge wird es für Schneeeule (Bubo scandiaca), Falkenraubmöwe (Stercorarius longicaudus), Hermelin (Mustela erminea) und Polarfuchs (Vulpes lagopus) schwierig, zu überleben.

Ende der 80er Jahre des 20. Jahrhunderts kannte man bereits die periodischen Schwankungen in der Lemming-Population, aber eine Langzeitdokumentation gab es nicht. Die bekannten Untersuchungen bezogen sich auf kurze Zeiträume, die Ergebnisse waren deshalb auch, wie man heute weiß, nicht aussagekräftig genug. Sittler schwebte darum ein anderer, umfassenderer Forschungsansatz über die Räuber-Beute-Beziehung dieses Ökosystems vor.

»Ich habe zusammengerechnet in diesen 34 Jahren Feldforschung rund fünf Jahre im Zelt auf Permafrost unter arktischen Bedingungen geschlafen«Benoît Sittler, Geograf

Bis Anfang der 2000er Jahre wechselten sich im Karupelv-Tal erwartungsgemäß gute und schlechte Lemming-Jahre ab. Alles griff ineinander, so wie die Lehrbücher die klassische Abhängigkeit von Räuber und Beute beschreiben: Gab es viele Lemminge, vermehrten sich infolgedessen auch die Fressfeinde stark. Viele Lemminge wurden gefressen, dadurch reduzierte sich ihre Anzahl, und zeitversetzt nahm dann die Zahl der Fressfeinde aus Nahrungsmangel ebenfalls ab. Die Lemming-Population erholte sich und der Kreislauf begann erneut. So kam es dann vorhersagbar zu den guten und den schlechten Lemming-Perioden mit einem Peak im Abstand von ungefähr vier Jahren.

Dass sich dieses Muster seit 2003 geändert hat, konnte Sittler nur auf Grund des langen Untersuchungszeitraums am immer gleichen Ort auf Traill belegen. Jeden Sommer untersucht er mit wechselnden Forschungsteams die Ursachen für die Schwankungen und welche Rolle der Klimawandel dabei spielt. Das Karupelv-Tal auf der Insel Traill war und ist dafür wie geschaffen. »Das Tal zählt mit etwa 20 Kilometer Länge und etwa 10 Kilometer Breite zu den wenigen großräumigeren, tief gelegenen Landstrichen von Nordostgrönland«, sagt Sittler. »Es gibt nur wenige solcher Täler mit diesen großen Flächen, wie wir sie für die Untersuchungen brauchten. Und ich wusste von früheren Besuchen, dass es hier Lemminge gibt und dass auch die Tierpopulation grundsätzlich repräsentativ ist.«

Wie man Lemminge zählt

Zudem sei das Tal durch die abwechslungsreiche Landschaft und die Vegetation strukturreich, das ermögliche im Winter die Bildung von tieferen Schneebereichen, die die Lemminge für ihre Nester nutzen könnten. Weitere Gründe seien rein logistischer Art gewesen, denn es gebe so etwas Ähnliches wie eine Landebahn für das Flugzeug und die Gesamtkosten würden sich im überschaubaren Bereich bewegen. Für eine von Beginn an privat finanzierte Expedition ein wichtiger und nicht zu unterschätzender Faktor.

Um einen Überblick über die Anzahl der Lemminge zu bekommen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum Beispiel direkt über Lebendzählungen oder Ausstatten der Tiere mit Sendern oder indirekt über die Dokumentation ihrer Winternester, wie es das Team um Sittler und Lang seit Jahrzehnten macht.

Lemminge bauen in den Wintermonaten Nester unter dem Schnee und bekommen dort auch ihre Jungen (bis zu fünf Würfe pro Winter, theoretisch jedenfalls). Im Sommer bleiben diese Nester nach der Schneeschmelze für jeden gut sichtbar in der Tundra liegen. Dort werden sie von Benoît Sittler und seinen Kollegen auf der 1500 Hektar großen Untersuchungsfläche gezählt und davon ausgehend wird auf die Anzahl der Lemminge hochgerechnet. »Ich bin da in all den Jahren wohl Zehntausende von Kilometern abgelaufen«, sagt Sittler schmunzelnd.

Wo er einst in guten Jahren bis zu 4000 Winternester der kleinen Nager finden konnte, ist es heute sehr überschaubar geworden, ebenso wie die direkten Beobachtungen der Tierchen. Vor 20 Jahren haben sie den Zeltplatz der Wissenschaftler noch als nette Abwechslung betrachtet. Die Lemminge buddelten Gänge unter den Zelten, klauten Kekse aus dem Lager und ließen sich sogar mehr oder weniger bereitwillig fotografieren und beobachten. Heute erlebt man so etwas nicht mehr.

Warum Lemminge Schnee brauchen

Ein Grund dafür sind nach Ansicht der Fachleute die veränderten Schneeverhältnisse – denn bestimmte Schneebedingungen sind für Lemminge überlebenswichtig. Die Tiere müssen den ganzen Winter über aktiv bleiben, da sie nicht genügend Fettreserven für den Winterschlaf speichern können. Bereits nach den ersten Schneefällen im Herbst graben sie Gänge in den normalerweise weichen Schnee, finden darunter Pflanzen zum Fressen und ziehen eben auch ihre Jungen groß. Der Schnee bietet den Lemmingen außerdem Schutz vor den tiefen Temperaturen und vor Polarfüchsen oder Schneeeulen, nur die Hermeline können ihnen dorthin folgen und die Nester ausräubern.

Nun hat sich durch den Klimawandel der Zeitraum der Schneebedeckung im arktischen Winter verkürzt, das heißt, den Lemmingen bleibt weniger Zeit für die Fortpflanzung. Und auch der kalte, trockene und lockere Schnee, in dem die Lemminge so bequem graben konnten, ist nicht mehr wie noch Ende der 1990er Jahre. »Die allgemeine Erwärmung der Arktis, die sogar Tauwetter mitten im Winter verursachen kann, hat zur Folge, dass der Schnee häufiger schwer und nass ist und sich in eine steinharte Eiskruste verwandeln kann, wenn er wieder friert«, erklärt Sittler. »Die Lemminge haben zwar ihre ›Grabschaufeln‹, aber durch das Eis schaffen sie es auch nicht.«

Die Konsequenzen dieser klimabedingten Veränderungen erlebt er dann in den Sommermonaten bei der vergeblichen Suche nach den Winternestern. Auch auf andere Tiere wie Moschusochsen haben die veränderten Schneeverhältnisse Auswirkungen: »Viele werden einfach verhungern, weil sie im Winter den angetauten und wieder gefrorenen Schnee nicht mehr wegscharren können, um darunter Nahrung zu finden«, so Sittler.

Gleichzeitig verändert sich auch der Pflanzenwuchs zum Nachteil der angestammten Tierwelt. Bei fortschreitender Klimaerwärmung werden die jetzigen Tundraflächen mittel- bis langfristig verbuschen, das heißt, die derzeit nur etwa zehn Zentimeter hohen Zwergweiden und Zwergbirken wachsen zu niedrigen Gebüschen zwischen 20 bis 40 Zentimeter Höhe heran.

Das ganze System gerät aus den Fugen

Diese wären auf Dauer keine so guten Lebensräume für die Halsbandlemminge. Und somit würden sich dadurch sowohl im Winter als auch im Sommer die Lebensbedingungen für sie in ihrem ursprünglichen Lebensraum verschlechtern. Neue Tundra entsteht dagegen, wenn weiter im Norden das Eis Land frei gibt. Als Konsequenz würde dann nur noch der Norden Grönlands optimale Habitate für die Lemminge bieten, mit den entsprechenden Folgen für die anderen Tiere.

Der Klimawandel führt auch für die Forschungsteams zu manch ungewohnten Situationen. Es wird ja nicht nur einfach wärmer in Grönland – sondern das ganze System sei aus den Fugen geraten, berichten die Forscher. Die Expedition 2018 wäre beinahe an Schneemassen im Karupelv-Tal gescheitert: »Wir konnten wegen mehr als zwei Meter hohem Schnee zunächst nicht landen. Auch das eine Folge des Klimawandels, denn die Arktis erwärmt sich schneller als der Rest des Planeten und dadurch wird der Temperaturunterschied zwischen dem Nordpol und den Subtropen reduziert, mit gravierenden Folgen für die gigantischen Luftströme, die unsere Wettersysteme antreiben«, sagt Lang.

Zu den dadurch ausgelösten Wetterkapriolen gehörten damals Dürre in Deutschland, Überschwemmungen in Italien und eben der enorme Schneefall in Grönland. »Wir konnten nur dank der Unerschrockenheit des isländischen Piloten in der Nähe unseres Projektgebietes landen, wenn auch mehr als zwei Kilometer von unserer Hütte entfernt. Und dort erwartete uns eine böse Überraschung, denn es war Wasser eingedrungen, das dann wieder gefroren war, so dass alle Sachen, die wir in der Hütte im letzten Sommer vermeintlich sicher verstaut hatten, unter einer ein Meter dicken Eisschicht verborgen waren. Töpfe, Pfannen, der Elektrozaun gegen Eisbärbesuche, einfach alles; wir waren ein paar Tage damit beschäftigt, das Eis aufzuhacken«, erinnert sich Johannes Lang.

Welche Auswirkungen die schwankende Lemming-Population auf ihre Fressfeinde tatsächlich hat, dokumentierten Sittler und Lang im Laufe des langen Untersuchungszeitraums durch Beobachtungen, Zählungen und digitale Unterstützung wie Satellitentelemetrie oder Geologger. Für die Hermeline sind Lemminge die Hauptnahrung – sie fressen zwei Lemminge pro Tag. Fehlt im Sommer wie im Winter die Beute, geht auch die Anzahl der Hermeline zurück. Für Falkenraubmöwen ist die Verfügbarkeit von Lemmingen entscheidend für eine erfolgreiche Fortpflanzung im arktischen Sommer. Ansonsten leben sie als Seevögel ausschließlich auf und vom Meer und finden dort genügend Nahrung.

Ohne Lemminge keine Eulen

Polarfüchse leben in erster Linie von der Jagd auf Lemminge, und nur wenn diese nicht vorhanden sind, weichen sie auf Vögel wie Sanderlinge oder Gänse aus. Deswegen hängt die Population eng mit der der Lemminge zusammen. »Für die Füchse war 2021 ein relativ gutes Jahr«, erklärt Johannes Lang, immerhin habe man fünf besetzte Bauten gefunden. Allerdings sei die Zahl der Welpen mit zwei bis drei pro Bau gering gewesen, in guten Lemming-Jahren könnten es bis zu 15 bis 16 Welpen sein.

Die Schneeeulen sind bei der Jungenaufzucht eng an die Lemming-Population angepasst. »Wir haben zeigen können, dass Brutversuche erst ab Lemming-Dichten von mindestens zwei Individuen pro Hektar erfolgten. Das gab es im Karupelv-Tal nur in acht von insgesamt 34 Jahren – im Durchschnitt alle vier Jahre –, mit Rekordzahlen von bis zu 20 Eulenpaaren. In den letzten Jahren gab es demzufolge wegen Lemming-Mangels auch keine Brutnachweise von Schneeeulen«, erklärt Sittler.

Erst bei einem kleinen Lemming-Hoch im Jahr 2020 waren die Schneeeulen wieder vor Ort. »Wir konnten acht Brutpaare zählen, davon eines sogar in der Nähe des Camps. Über die Zahl der Jungvögel kann man allerdings nur spekulieren, denn nachdem die Jungen von den Alttieren zunächst im Nest gehudert werden, gehen sie auf Wanderschaft und ›watscheln‹ zum Schutz vor Fressfeinden durch die Tundra. Dort hat man auf Grund ihrer guten Tarnung dann praktisch keine Chance mehr, sie zu sehen«, so Lang.

Man habe es aber geschafft, drei Jungvögel zu beringen und auch eine flügge gewordene Jungeule und zwei Weibchen zu besendern und so deren Wanderungen über den Winter zu dokumentieren. Im Sommer 2021 war das kurze Lemming-Hoch dann auch schon wieder vorbei, nur 471 Winternester fand man in der Tundra, Schneeeulen suchten die Forscher vergeblich.

Warum Langzeitforschung wichtig ist

Das Ökosystem im Untersuchungsgebiet von Sittler und Lang ist trotz relativer Überschaubarkeit doch noch komplex, und »es müssen mehrere Faktoren im richtigen Verhältnis zueinander wirken, damit man dort eine entsprechend hohe Anzahl von Lemmingen finden kann«, betont Lang.

Das wurde 2020 eindrucksvoll bestätigt, als es nach vielen deprimierenden Jahren mit wenigen bis fast gar keinen Lemmingen wieder einen kleinen Peak mit 2135 Winternestern gab. Die Gründe dafür sieht Sittler in einer geringen Anzahl von Fressfeinden im zurückliegenden Winter, in dem dann zusätzlich die Schneebedingungen nicht »allzu schlecht« gewesen sein könnten. Das belege zudem, dass die Lemminge immer noch das Potenzial hätten, sich massenhaft zu vermehren. Auch von Skandinavien seien solche Fälle bekannt, wo man viele Jahre hätte warten müssen, bis es wieder zu einem richtigen Lemming-Jahr gekommen sei, erklärt Sittler.

»Und das zeigt sehr deutlich, dass es in Ökosystemen eben nicht nur einen Faktor gibt, an dem alles hängt, sondern dass es ein fein austariertes System ist«, betonen beide Wissenschaftler.

Der Klimawandel erschwere ohne Zweifel die Lebensbedingungen für die Tiere in der Arktis, aber es kämen eben immer noch andere Faktoren dazu, Langzeitprognosen sind deshalb nicht einfach und Langzeitforschungen unabdingbar. »Und es zeigt übrigens auch sehr klar, dass der Begriff ›Langzeit‹ relativ ist, zehn Jahre sind nicht ausreichend«, erklärt Johannes Lang. »Hätte man zum Beispiel nur die Messreihen zwischen 2003 und 2013, hätte man ein völlig falsches Bild vom hiesigen Ökosystem.«

Der Klimawandel macht Eisbären gefährlicher

Auch auf die Expeditionsteilnehmerinnen und -teilnehmer hatte der Klimawandel über 34 Jahre Grönlandforschung hinweg merkliche Auswirkungen. Denn hier gibt es ebenfalls »Langzeiterfahrungen«. Der mittlerweile über 70 Jahre alte Sittler erinnert sich: »Die Berge waren früher zuverlässig von den Gletschern bedeckt, die heute geschrumpft sind. Leider habe ich damals nicht daran gedacht, eine Fotodokumentation davon zu erstellen, weil ich nicht wirklich mit so gravierenden Erwärmungen rechnete.«

Auch die Rahmenbedingungen hätten sich seit Beginn seiner Arbeit in Karupelv deutlich verändert, berichtet er. Vor 30 Jahren sei man in Grönland von der Außenwelt abgeschnitten gewesen. Es gab kein Internet und nur Funk für den Notfall. »Heute kann man die Expedition auf Facebook hautnah miterleben, dort werden regelmäßig Fotos und kurze Berichte hochgeladen.« Auch die logistische Vorbereitung der Expedition sei mit der heutigen Technik einfacher.

Eisbären seien anfangs sehr seltene Gäste gewesen, erzählt Sittler. »Heute wird es immer gefährlicher für uns, weil die Tiere auf der Suche nach Nahrung auch immer wieder in die Nähe unseres Lagers kommen. Das ist mittlerweile mit zwei Elektrozäunen gesichert, und wir fühlen uns heute eigentlich hinreichend geschützt. Aber ich selbst bin vor ein paar Jahren davon aufgewacht, dass ein Eisbär mein Zelt zerfetzte, den konnte ich nur mit Schüssen aus einer Schreckschusspistole vertreiben. Damals hatte ich Glück. Ein Mitglied eines dänischen Filmteams hatte in diesem Sommer weniger Glück, ein Eisbär kam auf der Suche nach etwas Essbarem in die Hütte und hat ihn dort in die Hand gebissen – was ja noch glimpflich war.«

Der Klimawandel treffe gerade die Eisbären hart, die an den Lebensraum Packeis gebunden sind. »Sie werden daher in den nächsten 100 Jahren wohl einen viel größeren Teil ihres Lebensraumes verlieren als die Lemminge«, erklärt Sittler.

»Ich selbst bin vor ein paar Jahren davon aufgewacht, dass ein Eisbär mein Zelt zerfetzte«Benoît Sittler

Das Team von Sittler war das erste, das sich in Grönland mit den Lemmingen beschäftigte, heute gibt es zwei weitere, »eine dänische Forschungsgruppe in Zackenberg und eine französische in Hochstetter Forland, noch weiter im Norden«, sagt Sittler. »Wir sprechen uns seit mehreren Jahren eng ab, um die Beobachtungen über die Entwicklung der Lemminge dann auch vergleichen zu können.« Im Rahmen der Zusammenarbeit dieser »Interaction Working Group« konnten grundlegende Daten zu den direkten und indirekten Räuber-Beute-Beziehungen gesammelt werden, und die Erkenntnisse sind bei den drei Gruppen die gleichen: Die Lemminge sind weniger häufig als früher. Die Fachleute sind sich auch einig darüber, dass das in den untersuchten Gebieten zum großen Teil auf den Klimawandel zurückzuführen und mit den dadurch veränderten Schneeverhältnissen im Zusammenhang zu sehen ist.

Ob sich die Veränderungen in der Arktis aufhalten oder abmildern lassen, sehen sowohl Benoît Sittler als auch Johannes Lang sehr skeptisch . Wahrscheinlich werde dort wieder nur viel gesprochen und wenig umgesetzt. »Wenn ich sehe, wie sich die Gesellschaft entwickelt und dass man keine Einschränkungen des Lebensstils in Kauf nehmen will«, so Sittler, »dann kann man nicht allzu optimistisch sein.«