Kunterbunt macht stark

Hohe Biodiversität macht Ökosysteme produktiver und widerstandsfähiger

25.09.2017 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Studie zeigt: Ökosysteme mit einer hohen Biodiversität sind produktiver und stabiler gegenüber Schwankungen der Umweltbedingungen als solche mit geringerem Artenreichtum. (Bildquelle: © narya/ pixabay, CCO)

Studie zeigt: Ökosysteme mit einer hohen Biodiversität sind produktiver und stabiler gegenüber Schwankungen der Umweltbedingungen als solche mit geringerem Artenreichtum. (Bildquelle: © narya/ pixabay, CCO)

Weltweit sterben fortwährend Tier- und Pflanzenarten aus. Wir verlieren jeden Tag an Biodiversität. Das schadet auch uns Menschen. Denn Ökosysteme sind umso stabiler und produktiver, je mehr unterschiedliche Arten sich in ihnen tummeln. Was lange nur von kleinformatigen Feldversuchen bekannt war, zeigt ein Forscherteam jetzt auch im großen Maßstab.

Der dramatische Verlust der Biodiversität hat sich zu einem unserer größten Umweltprobleme entwickelt. Es ist schwer abzuschätzen, wie viele Arten der Mensch pro Jahr ausrottet. Die Datenlage ist mehr als dünn. Fest steht aber: Die Abholzung von artenreichen Regenwäldern, der großflächige Anbau von Monokulturen und der Klimawandel tragen alle mit dazu bei, dass sich immer mehr Spezies von unserem Planeten verabschieden.

In Feldstudien analysieren Wissenschaftler, wie sich eine verminderte Biodiversität auch auf das Pflanzenwachstum auswirkt. Ihre Ergebnisse sind einhellig: Die sogenannte Primärproduktion, also die Produktion pflanzlicher Biomasse, ist umso höher, je mehr Arten sich auf einem Fleckchen Erde tummeln. Wachsen nur wenige unterschiedliche Pflanzenarten auf einem Versuchsfeld, dann wird auch insgesamt weniger Pflanzenmasse gebildet. Mehr Biodiversität führt auch zu mehr Resilienz, also Widerstandskraft, gegen ungünstige Umweltbedingungen.

Realität ist komplexer als Versuchsfelder

Doch die eher kleinen Versuchsfelder, auf denen diese Erkenntnisse bisher gewonnen wurden, unterscheiden sich erheblich von natürlichen Ökosystemen. Auf ihnen wachsen während der kurzen Versuchszeit nur ausgewählte Pflanzenarten, die meist extra für das Experiment dort angepflanzt oder ausgesät wurden. Teilweise werden definierte Pflanzen als Unkräuter sogar entfernt. Halten die Ergebnisse aus diesen Studien einem Realitätstest stand?

Anscheinend ja. Wissenschaftler von der Universität Zürich haben die Biodiversität und Biomasseproduktion auf 447 Flächen mit einer Größe von je einem Quadratkilometer analysiert. Die Flächen befanden sich in der ganzen Schweiz verteilt, Städte und Dörfer waren ebenso vertreten wie Wiesen, Wälder oder schroffe Gebirgslandschaften.

In artenreichen Landschaften war die Biomasseproduktion wesentlich höher und stabiler. Dieser Effekt war sehr deutlich ausgeprägt. Er trat sowohl bei verschiedenen Höhenlagen als auch bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen auf. Selbst wenn die Wissenschaftler bei ihren Berechnungen einzelne Landbedeckungen, wie zum Beispiel ackerbauliche Flächen, herausrechneten, kamen sie immer wieder zum gleichen Ergebnis.

Auch unter realen Bedingungen fördert Biodiversität die Widerstandsfähigkeit von Pflanzengemeinschaften

„Unsere Resultate zeigen, dass auch in weitläufigen natürlichen Landschaften, die von verschiedensten Ökosystemen wie Wäldern, Wiesen oder Städten geprägt sind, die Biodiversität eine wichtige Rolle für das Funktionieren der Ökosysteme spielt“, sagt Studienleiter Pascal Niklaus vom Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften. In niedrigen Höhenlagen war die Biodiversität generell höher als in hohen Lagen.

Zwei Mal zählten die Forscher im Zeitraum von 2001 bis 2013 alle Pflanzen-, Vogel- und Schmetterlingsarten in den Flächen. Insgesamt erfassten sie fast 2.000 verschiedene Arten von Gefäßpflanzen, 152 Brutvogelarten und 188 Schmetterlingsarten. Auf jedem Versuchsfeld waren durchschnittlich 250 verschiedene Pflanzenarten vertreten. Die Biomasseproduktion schätzten sie anhand von Satellitendaten.

Klimawandel verlängert die Wachstumsperiode

Einen Grund dafür, dass artenreiche Felder mehr Biomasse produzieren, sehen die Wissenschaftler in der verlängerten Wachstumsperiode. Im Zuge des Klimawandels können Pflanzen zeitiger im Frühjahr mit dem Wachsen beginnen und später im Herbst die Seneszenz einläuten. Je mehr unterschiedliche Pflanzen auf einem Gebiet wachsen, desto wahrscheinlicher ist es, dass eine oder mehrere davon die neue ökologische „Klima“-Nische für sich beanspruchen können.

Auch nachdem diverse andere Einflüsse wie Temperatur, Regen, Sonneneinstrahlung, Höhe oder der Anteil unterschiedlicher Ökosystemtypen in die Berechnungen miteinbezogen wurden, blieb dieser Zusammenhang sehr stark. „Dies zeigt, dass sich Landschaften mit hoher Artenvielfalt besser und schneller an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen können“, folgert Niklaus.


Quelle:
Oehri, J. et al. (2017): Biodiversity promotes primary productivity and growing season lengthening at the landscape scale. In: PNAS (4. August 2017), doi: 10.1073/pnas.1703928114.

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Titelbild: Studie zeigt: Ökosysteme mit einer hohen Biodiversität sind produktiver und stabiler gegenüber Schwankungen der Umweltbedingungen als solche mit geringerem Artenreichtum. (Bildquelle: © narya/ pixabay, CCO)