Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dünger bringt global das Gleichgewicht von Wiesen und Weiden ins Wanken

17.02.2014
Düngemittel steigern zwar kurzzeitig den Ertrag, schwächen aber langfristig den stabilisierenden Effekt der Artenvielfalt auf Ökosysteme.

Das zeigt eine internationale Studie unter der Leitung eines Ökologen des Instituts für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der Universität Zürich. Erstmals wurden dazu umfassende Daten von natürlichen Standorten auf allen fünf Kontinenten erhoben.

Dünger hat einen negativen Einfluss auf die Ökosysteme von Wiesen und Weiden der Erde. Er destabilisiert diese, absichtlich eingebracht oder unabsichtlich als Nebenprodukt aus Industrie und Landwirtschaft, global. Das zeigt ein internationales Forschungsteam um Yann Hautier vom Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der Universität Zürich mit Daten aus einem einzigartigen weltweiten Netzwerk von Forschungsstandorten, dem so genannten «Nutrient Network».

Die Studie ist das erste Experiment in dieser Grössenordnung, das natürliche Ökosysteme auf allen fünf Kontinenten einbezieht. Bisherige Experimente wurden hauptsächlich in künstlichen Systemen im Gewächshaus oder Versuchsgarten durchgeführt.

«Unsere Resultate sind den Ergebnissen aus Studien in künstlichen Systemen ähnlich. Das weist daraufhin, dass sich anhand künstlicher Systeme die Entwicklung von natürlichen Wiesen und Weiden prognostizieren lässt», erläutert Studienleiter Yann Hautier, derzeit Marie Curie Fellow an der University of Minnesota. Die Studie, an der aus der Schweiz auch Anita Risch und Martin Schütz von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL beteiligt sind, ist nun im Wissenschaftsjournal «Nature» publiziert.

Eintrag von Stickstoff synchronisiert das Pflanzenwachstum
Die Forschenden fanden heraus, dass artenreiche Ökosysteme viel weniger stark auf sich verändernde Umweltbedingungen reagieren als artenarme – und damit langfristig stabiler bleiben. Verantwortlich dafür ist das sogenannte asynchrone Wachstum der Pflanzen: Wächst unter gewissen Bedingungen eine Art weniger gut, kompensiert eine andere Art den Verlust mit besserem Wachstum. Das ist vergleichbar mit dem «Portfolio-Effekt», wie er aus der Wirtschaft bekannt ist: Verteilt man seine Investitionen auf mehrere Anlagen, wird die Reaktion auf die Bewegungen in der Gesamtwirtschaft ausgeglichener erfolgen, als wenn man nur auf wenige Anlagen setzt.

Gleichzeitig zeigt die Studie, dass sich die Vielfalt und Stabilität in Wiesen und Weiden verringert, wenn Dünger zugegeben wird. Düngemittel werden absichtlich eingesetzt, um die Produktivität von Nahrungs- und Futtermitteln zu erhöhen. Sie gelangen aber auch unabsichtlich in den Stoffkreislauf, da Stickstoff durch die Landwirtschaft, Industrie und die Verbrennung von fossilen Brennstoffen in die Atmosphäre gelangt und über die Niederschläge auf Wiesen und Weiden fällt. Dort verändern sich dadurch das Wachstum und die Vielfalt der Pflanzenarten: Je mehr Nährstoffe in das System gelangen, desto stärker geht der stabilisierende Effekt der Artenvielfalt verloren und das Ökosystem kann aus dem Gleichgewicht geraten.

Der Grund dafür ist gemäss Autorenschaft der Verlust des «Portfolio-Effekts», da durch den Nährstoff-Eintrag weniger Arten wachsen und diese gleich, also synchron, auf Umweltveränderungen reagieren. Die Studie zeigt die Effekte von Diversität und Düngung auf die Stabilität von Ökosystemen auf: «Man sollte nicht nur berücksichtigen, wie produktiv Ökosysteme im Moment sind, sondern auch wie stabil sie langfristig sein werden. Die biologische Vielfalt ist dabei entscheidend, wenn die Stabilität von Ökosystemen langfristig erhalten werden soll», erklärt Martin Schütz von der WSL.

Literatur:
Yann Hautier, Eric W. Seabloom, Elizabeth T. Borer et al. Europhication weakens stabilizing effects of diversity in natural grasslands. Nature, February 16, 2014. Doi: 10.1038/nature13014
Kontakt:
Dr. Yann Hautier
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
E-Mail: yann.hautier@ieu.uzh.ch
E-Mail: hauti001@umn.edu
Bettina Jakob
Media Relations
Universität Zürich
Tel. +41 44 634 44 39
E-Mail: bettina.jakob@kommunikation.uzh.ch

Nathalie Huber | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.mediadesk.uzh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Klimawandel – die Tanne sticht Fichte und Buche aus
10.08.2017 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

nachricht Feuerbrand bekämpfen und Salmonellen nachweisen
14.06.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie