„Make it big!“

Mehr als 1,1 Millionen Pflanzenartenlisten aller Land-Ökosysteme der Erde enthält die neue Vegetations-Datenbank „sPlot“. Mit ihrer Hilfe kann der Einfluss von Umweltbedingungen auf Ökosysteme präziser berechnet werden.

Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Gesamtheit der Vegetation auf der Erde aus? Diese und ähnliche Fragen versuchen Forscher seit längerem zu beantworten. Bei Untersuchungen wurden allerdings häufig nur wenige Pflanzenarten isoliert betrachtet und die Ergebnisse auf größere Bereiche hochgerechnet. Meist flossen auch lediglich prominente klimatische Faktoren wie Temperatur und Niederschlag in die Berechnungen ein.

Um verlässlichere Ergebnisse zu erhalten, müssen Wissenschaftler allerdings möglichst alle Pflanzen an einem Ort betrachten und die gegebenen lokalen und regionalen Besonderheiten berücksichtigen. Eine neue, weltweit einzigartige Datenbank des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg schafft dafür jetzt die nötige Datengrundlage.

#####1#####

Wie verändern sich Pflanzengesellschaften?

Die Auswirkungen des Klimawandels lassen sich präziser erfassen, wenn dabei nicht nur einzelne Arten, sondern ganze Pflanzengemeinschaften eines Standortes analysiert werden. Nur so sind verlässliche Aussage zum Zustand und zu den Veränderungen des jeweiligen Biotops und damit auch eines Ökosystems auf dem Land und in Gewässern möglich.

Ebenso wichtig ist es, die Eigenschaften einzelner Mitglieder solcher Pflanzengemeinschaften zu betrachten. Die spezifischen Merkmale einer Pflanzenart (zum Beispiel die Größe der Pflanze, ihre Blattfläche) sind Reaktionen auf die vorhandenen Ressourcen (Wasser, Licht, Nährstoffe) und dienen dazu, sich der Umwelt optimal anzupassen. Jede Pflanzenart gibt mit ihren spezifischen Eigenarten daher auch Auskunft über die abiotischen Umweltfaktoren, unter denen sie lebt. So können Pflanzen sowohl über ihre Vergesellschaftungen als auch über ihre funktionellen Merkmale etwas über den Zustand eines Ökosystems aussagen - und über die Faktoren, die es beeinflussen.

Die Kombi macht's

Die Datengrundlage für solche Analysen schafft die jetzt vorgestellte Datenbank „sPlot“ mit mehr als 1,1 Millionen Vegetationsaufnahmen aus allen Ökosystemen der Erde. Sie ist damit derzeit die größte vegetationskundliche Datenbank weltweit. In Kombination mit der bereits vorhandenen, ebenfalls weltweit größten Datenbank für Pflanzenmerkmale („TRY“) können die Wissenschaftler nun unter anderem den Einfluss wichtiger Umweltfaktoren (Nährstoffgehalte, Niederschlag, Temperatur) auf Ökosysteme untersuchen und die Folgen des Klimawandels präziser vorhersagen.

Niederschlag und Temperatur überbewertet

Erste Untersuchungen zeigten bereits, dass Faktoren wie Niederschlag und Temperatur die funktionalen Merkmale der einzelnen Arten weniger stark beeinflussen als erwartet. Beispielsweise ging man bisher davon aus, dass die spezifische Blattfläche von Pflanzen zunimmt, je weiter man in Richtung Tropen schaut. Die Klimabedingungen dort sind durch Wärme und hohe Niederschläge günstig für dünnere Blätter, die keinen besonderen Verdunstungsschutz benötigen.

#####2#####

Analysen mit der neuen Datenbank zeigten allerdings, dass dem nicht so ist: Denn es gibt in den Tropen noch einen anderen wichtigen Faktor, der Einfluss auf die Blattfläche hat: Die Nährstoffversorgung der Pflanzen mit Stickstoff und Phosphor. Die tiefgründig verwitterten tropischen Böden sind nährstoffärmer als beispielsweise die durch die Eiszeiten „verjüngten“ Böden der gemäßigten Breiten. Dadurch werden Nährstoffe für tropische Pflanzen zum limitierenden Faktor.

Besonders die Versorgung mit Phosphor ist demnach ein wichtiger Faktor, was die spezifische Blattfläche betrifft. „Unsere Analyse zeigte, dass zum Beispiel die Blätter aller Pflanzen in einem Bestand mit steigender Temperatur nicht automatisch dünner werden“, so der Geobotaniker Bruelheide.

Weitere wichtige Faktoren

Die Forscher stellten fest, dass neben den ortsspezifischen Bodenverhältnissen auch die Beeinflussung durch den Menschen und die Interaktionen zwischen den einzelnen Pflanzenarten innerhalb einer Pflanzengemeinschaft einen wesentlich höheren Einfluss auf die Pflanzenentwicklung haben als bisher berücksichtigt.

Gerade in Bezug auf die Produktion von Biomasse als CO₂-Senke, die in globale Klimabilanzierungen mit einfließt, müssten solche Faktoren zukünftig stärker berücksichtigt werden, um die Folgen des Klimawandels besser abschätzen zu können. Dazu wird die neue Datenbank sicher einen großen Beitrag leisten können.