Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intensivierte Landwirtschaft führt überall zu den gleichen Arten

01.12.2016

Wo Menschen Grünlandflächen intensiver bewirtschaften, nimmt nicht nur die Artenvielfalt ab, sondern die Landschaft wird eintöniger und schließlich bleiben überall die gleichen Arten übrig. Somit wird die Natur ihre „Leistungen“ von der Bodenbildung für die Nahrungsproduktion bis zur Schädlingsbekämpfung nicht mehr erbringen können. Unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) haben 300 Wissenschaftler erstmals untersucht, welche Konsequenzen intensivere Landnutzung über Artengruppen hinweg auf Landschaftsebene hat.

Normalerweise ist jede Wiese anders und unterschiedliche Arten finden irgendwo einen passenden Lebensraum. Die intensive menschliche Landnutzung führt zu weniger unterschiedlichen Pflanzengemeinschaften auf Grünlandflächen und so bieten diese immer weniger Arten einen Lebensraum: Das ist der Auslöser des zunehmenden Verlusts an Arten.


Der Kriechende Hauhechel oder Ononis repens ist eine Wirtspflanze der Weichwanze, die seinen Pflanzensaft aussaugt oder gelegentlich auch Insekten, die an den Drüsenhaaren des Hauhechels kleben.

(Foto: Lars Skipper)

In bisherigen Studien wurden lediglich einzelne Artengruppen wie Vögel innerhalb eines Lebensraumes und dies nur auf einer bestimmten Fläche untersucht. Aber könnte nicht der lokale Artenverlust einen viel größeren Effekt haben, wenn dies auf Landschaftsebene untersucht und für die gesamte Vielfalt des Lebens – von Einzellern bis zu Wirbeltieren – betrachtet wird?

Für eine in „Nature“ veröffentlichte Studie haben Wissenschaftler einen einzigartigen Datensatz mit eben dieser Fragestellung analysiert und ausgewertet. Hierdurch konnte zum ersten Mal statistisch belegt werden, dass durch die Intensivierung alle Wiesen gleichartig werden und nur noch Lebensraum für einige wenige Arten bieten und dies über verschiedene Regionen Deutschlands hinweg.

„Die Daten sind in den Biodiversitätsexploratorien, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert werden, auf 150 Grünlandflächen seit 2008 erhoben worden“, erklärt Professor Wolfgang Weisser vom Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie der TUM und einer der Gründer dieses Schwerpunktprojektes. „Es sind die wohl umfassendsten ökologischen Freilandversuchsflächen in Europa“, sagt Weisser.

4000 Arten sind für die Studie ausgewertet worden

Die Versuchsflächen, deren Daten in die Studie einflossen, umfassen das UNESCO Biosphären-Reservat Schwäbische Alb, den Nationalpark Hainich und dessen Umgebung sowie das Biospärenreservat Schorfheide-Chorin. Alle drei Regionen unterscheiden sich in Klima, Geologie sowie Topografie, werden aber von Landwirten in einer für Europa typischen Weise bewirtschaftet.

Mehr als 4000 Arten wurden mit einem neuartigen statistischen Verfahren analysiert. Mit der neuen Methode können nicht-lineare Auswirkungen auf die Unterschiedlichkeit der Artengemeinschaften zwischen Grünlandflächen entlang eines kontinuierlichen Nutzungsgradienten (Grasschnitt, Düngung und Beweidung) verfolgt werden.

Daten entlang der Nahrungskette vom Einzeller im Boden bis zu den Vögeln

Einzigartig war, dass Daten von Organismen im Boden wie von Bakterien, Pilzen und Tausendfüßlern einbezogen wurden. „Wir haben erstmals alle Artengruppen entlang der Nahrungskette auf unterschiedlich genutzten Grünländern in verschiedenen Regionen untersucht“, sagt Dr. Martin M. Gossner, Erstautor der Studie und inzwischen an der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL in der Schweiz tätig.

Die Arten wurden in zwölf Gruppen unterteilt entsprechend ihrer Position in der Nahrungskette sowie ob sie ober- oder unterirdisch leben: So zählen zu einer Gruppe der oberirdisch lebenden Organismen beispielsweise die Primärproduzenten, darunter sind vor allem Pflanzen zu verstehen. Weitere Gruppen sind etwa Pflanzenfresser und -bestäuber sowie deren Fressfeinde.

Arten nehmen bereits bei moderater Landnutzung ab

Im Ergebnis war es egal ob Grünlandflächen nur moderat oder intensiv vom Menschen bewirtschaftet wurden. Hierbei wird beispielsweise zwischen zwei- oder mehrmaligem Grasschnitt pro Jahr unterschieden.„Die Artenangleichung schreitet nicht parallel zur Nutzungsintensivierung voran, so unsere Beobachtung, sondern schon bei einer moderaten Bewirtschaftung von Grünland reduzieren sich die Artengemeinschaften überregional auf die gleichen, wenig anspruchsvollen Generalisten“, sagt Gossner – „eine weitere Nutzungsintensivierung dann eigentlich keinen weiteren Effekt.“

Ein Beispiel für eine anspruchsvolle Art: Der Kriechende Hauhechel (Ononis repens, Foto) ist eine Wirtspflanze der Weichwanze (Macrotylus paykulli), die seinen Pflanzensaft aussaugt oder gelegentlich auch Insekten, die an den Drüsenhaaren des Hauhechels kleben bleiben. Wird der Hauhechel zugunsten gewöhnlicher Grasarten mit hohem Futterwert immer seltener, entzieht dies der Wanze die Lebensgrundlage und so sterben beide letztendlich aus.

Dies bedeutet, dass bereits eine geringe Intensivierung der Wiesen- und Weidennutzung vielen Arten der Fauna und Flora wie Hauhechel und Wanze kein Überleben ermöglichen, wodurch nur noch die Arten übrig bleiben, die keine allzu großen Ansprüche an spezielle Futterpflanzen und abiotische Umweltbedingungen stellen. Dieser Effekt wird ‚Biotische Homogenisierung’ genannt. "Die Intensivierung der Mahd ist der Hauptverursacher für die biotische Homogenisierung", sagt Professor Eric Allan von der Universität Bern, Letztautor der Studie.

„Neu ist nun die Erkenntnis, dass die Artengleichschaltung über Landschaften hinweg eintritt und somit den Artenreichtum auf regionaler und nationaler Ebene reduziert“, sagt Gossner – „was die vermutlich bedeutendere Konsequenz der Nutzungsintensivierung ist als der lokale Artenverlust für sich alleine betrachtet.“

Weniger Interaktion zwischen Arten verändert Ökosystem

Deshalb seien vom Menschen extensiv bewirtschaftete Grünlandflächen zum Schutz der Artenvielfalt unerlässlich, weil mit dem Rückgang der Artenvielfalt genauso die Interaktionen zwischen einzelnen Arten zurückgehen: „Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und ihren Konsumenten werden durch eine intensivere landwirtschaftliche Nutzung schwächer“, sagt Gossner – „was am Ende die Abläufe im Ökosystem verschiebt und verändert.“

Nur wenn möglichst viele Arten über größere Flächen hinweg den für sie speziell notwendigen Lebensraum finden, können sogenannte Ökosystemdienstleistungen noch intakt bleiben, die dem Wohl des Menschen zugute kommen. Denn die "Dienstleistungen der Natur" helfen beispielsweise dabei, die Lebensmittelproduktion zu erhöhen, indem die Bodenbildung verbessert wird, aber auch Schädlinge in Schach zu halten.

Fotos zum Download: https://mediatum.ub.tum.de/1339261

Publikation:
Martin M. Gossner et al: Land-use intensification causes multitrophic homogenization of grassland communities, Nature 2016.
DOI: doi:10.1038/nature20575

Kontakt:
Dr Martin M. Gossner
Technische Universität München
Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie
Über: Eidgenössische Forschungsanstalt WSL
Tel.: +41 44 739 2588
martin.gossner@tum.de

Prof. Dr. Wolfgang W. Weisser

Technische Universität München

Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie

Tel.: +49 8161 71-3496

wolfgang.weisser@tum.de

http://www.toek.wzw.tum.de

Weitere Informationen:

https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/detail/article/33571/
Fotos zum Download: https://mediatum.ub.tum.de/1339261

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik