In der Summe liegt die Kraft

Forscher haben herausgefunden, dass man funktionelle Pflanzenmerkmale nutzen kann, um vorherzusagen, wie einzelne Pflanzenarten auf die globale Erderwärmung reagieren. Merkmale wie die Größe der Blätter oder die Speicherfähigkeit wichtiger Nährstoffe in den Wurzeln, können Aufschluss darüber liefern, wie häufig spezielle Pflanzenarten in bestimmten Ökosystemen zukünftig vorkommen werden.

Möchte man prognostizieren, wie Pflanzenarten auf den Klimawandel reagieren, teilt man diese für gewöhnlich in funktionelle Typen, wie z.B. Gräser oder Sträucher, ein und betrachtet dann die möglichen Veränderungen in dieser Gruppe. An diesem Ansatz wird jedoch kritisiert, dass er zu unpräzise sei, da funktionelle Variationen zwischen den subsumierten Pflanzenarten nicht beachtet würden.

Eine neue Studie wählte jetzt einen anderen Ansatz: Pflanzenarten wurden dabei nicht als eine Einheit innerhalb eines Pflanzentyps betrachtet, sondern anhand ihrer funktionellen Merkmale charakterisiert. Funktionelle Merkmale sind Eigenschaften, die wichtige Prozesse wie das Wachstum oder die Verbreitung bedingen. Sie werden mittlerweile in weltweiten Datenbanken gesammelt (z.B. TRY, betrieben vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena).  

Ihre Analyse legt nahe, dass bestimmte Pflanzeneigenschaften herangezogen werden können, um zu prognostizieren, wie sich die Populationen bestimmter Pflanzenarten durch die globale Erwärmung verändern werden.

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Temperatur und Häufigkeit der Pflanzenart werden in Beziehung gesetzt

In der Langzeitstudie (1981-2009) betrachteten die Forscher 50 alpine Pflanzenarten im nordwestlichen Kaukasus-Gebirge (Russland). Mit Wetterdaten stellten sie die Temperaturveränderungen fest und setzte diese in Beziehung zu den Veränderungen der Vegetation.

Die Wissenschaftler erfassten zunächst jedes Jahr die Häufigkeit der Pflanzenarten im Untersuchungsgebiet anhand der Anzahl der Keimlinge pro Quadratmeter. In einem zweiten Schritt testeten sie, welche Pflanzeneigenschaften die beobachtete Häufigkeit der Pflanzenarten am besten voraussagen konnten.

Pflanzeneigenschaften besitzen Voraussagekraft

Im Untersuchungszeitraum erhöhte sich die durchschnittliche Temperatur um 0,6 °C, wobei sie während der Wachstumsperiode der Pflanzen um 2 °C anstieg. Bei den Pflanzen, deren Populationsdichte im Untersuchungszeitraum durch die steigenden Temperaturen zunahm, waren gewisse Pflanzeneigenschaften ausgeprägter. Diese Merkmale konnten in den statistischen Auswertungen die beobachtete Entwicklung der Pflanzenanzahlen bei höheren Temperaturen gut voraussagen. Dabei waren vor allem die Größe und Dicke der Blätter und die Kohlenstoff-Konzentration in den Wurzeln gute Variablen zur Vorhersage (Prädiktoren). Wie die Forscher vermutetet hatten, konnten vor allem die Merkmale, die mit der Speicherung notwendiger Ressourcen (wie z.B. Wasser oder Nährstoffen) verknüpft sind, dazu herangezogen werden. Diese repräsentieren wichtige Anpassungsstrategien der Pflanzen an ungünstigere Umweltbedingungen. Sind diese Merkmale ausgeprägt, fördern sie das Wachstum der Pflanzen oder helfen widrige Umstände abzupuffern.

Genaue Vorhersagen über Veränderungen der Vegetation in bestimmten Ökosystemen im Zuge der globalen Erwärmung sind nicht nur bedeutend, um Änderungen in den Populationen einzelner Pflanzenarten vorherzusehen, sondern um Veränderungen im Funktionsgefüge ganzer Ökosysteme zu erkennen. Denn weiß man, welche Pflanzenarten in einem biologischen Lebensraum künftig vermehrt auftreten oder zurückgehen werden, ist man in der Lage durch die Funktionen, die diese Pflanzenarten erfüllen, auch Rückschlüsse auf langfristige Auswirkungen auf die Ökosystem-Funktionen besser abzuschätzen.