Artenreichtum stabilisiert Ökosysteme

Die Ökologen deckten auf, dass diese Stabilität durch Wandel zustande kommt: Pflanzen, die in einem Jahr völlig unnütz für das Ökosystem erschienen, waren in anderen Jahren ausschlaggebend für sein langfristiges Funktionieren. Demnach kann es durch den momentan weltweit zu beobachtenden Artenverlust zu großen Problemen kommen. Die aktuelle Studie wurde jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) veröffentlicht.

Dass ein Ökosystem mit vielen unterschiedlichen Mitspielern, die verschiedene Aufgaben übernehmen, besser funktioniert, war seit langem klar. Dies ist für so wichtige Funktionen wie den Ertrag von Biomasse (Primärprdoduktion), den Nährstoffumsatz im Boden (Nährstoffmineralisation) oder die Bestäubung wissenschaftlich gut belegt. Gerade die Primärproduktion wird aber oft von wenigen Arten getragen, viele Arten scheinen also „überflüssig“ zu sein. Da liegt der Schluss nahe, dass doch bereits wenige Arten ausreichen müssten, um die wichtigen Schlüsselpositionen in einem Ökosystem zu besetzen. Dies ist jedoch keineswegs der Fall, wie die aktuelle Studie belegt.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass ein wichtiger Aspekt der Diversitäts-Funktionalitätsbeziehung bisher kaum beachtet wurde: der Wandel in der Funktionsbedeutung der verschiedenen Arten über die Zeit hinweg. Scheinbar überflüssige Spezies sind in Wahrheit wichtige Faktoren für das Funktionieren des Ökosystems. „Pflanzenarten, die in einem Jahr selten sind, können im nächsten Jahr von großer Bedeutung sein. Wir konnten zeigen, dass eine Funktion in aufeinander folgenden Jahren von verschiedenen Arten dominiert wird“, erläutert Helmut Hillebrand von der Universität Oldenburg.

Für ihre Untersuchungen nutzten die Ökologen Daten eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierten Langzeitexperimentes mit verschiedenen Wiesengemeinschaften in Jena/Thüringen. Über insgesamt sieben Jahre wurde die Entwicklung in diesen Wiesen, die sich durch die Anzahl ihrer Arten unterschieden, beobachtet. Das Resultat: Um die Produktivität einer Wiesengemeinschaft über den gesamten Untersuchungszeitraum von sieben Jahren aufrecht zu erhalten, bedurfte es mehr als doppelt so vieler Pflanzenarten als für ein einzelnes Jahr. Nur mit der maximalen Artenzahl einer Wiesengemeinschaft von 60 Pflanzenarten wurde die maximale Produktivität und Stabilität des Ökosystems in jedem Jahr erreicht.

„Für die Stabilisierung der Produktion kommt es auf die Abfolge von Arten mit komplementären Eigenschaften an“, so Hillebrand. „Wiesensysteme die zwar aus vielen, aber funktionell sehr ähnlichen Arten bestehen, können dagegen keine hohe Produktivität über die Zeit garantieren“, ergänzt Dr. Alexandra Weigelt, Ökologin an der Universität Leipzig. „Ein Ökosystem muss also aus Spezies bestehen, deren Eigenschaften einander ergänzen.“ Das Zusammenspiel von Diversität und Funktionalität ist also weitreichender als bisher angenommen und erschließt sich auch erst nach mehreren Jahren kontinuierlicher Beobachtung. Gerade langfristige Untersuchungen, wie das Jena-Experiment seien daher von großem Wert, konstatiert Wolfgang Weisser, Landschaftsökologe an der Technischen Universität München.

Dr. Eric Allan, Erstautor der Veröffentlichung und Wissenschaftler an der Universität Bern, fügt hinzu: „Wir zeigen, dass höhere Artenvielfalt eine Art Versicherung für zukünftige Funktion darstellt. In Zeiten des globalen Wandels kommt ihr damit eine besonders schützenswerte Rolle zu. Auch hinsichtlich der nachhaltigen Nutzbarkeit der Funktionen von Lebensräumen durch den Menschen ist der Schutz der Artenvielfalt also sehr wesentlich.“

Sandra Hasse

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Dr. Alexandra Weigelt
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