Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn die Artenvielfalt unberechenbar wird: Schockwirkungen extremer Klimaereignisse

20.07.2011
Extreme Klimaereignisse können die Artenvielfalt und Artenzusammensetzung der Vegetation massiver stören, als bisher angenommen wurde.

Normalerweise verändert sich die Vegetation kontinuierlich und regelhaft: Einige Pflanzenarten breiten sich aus, andere sind auf dem Rückzug. Weltweit befasst sich die ökologische Forschung mit der Herausforderung, solche Entwicklungen zu prognostizieren.

Ein Forschungsteam der Universität Bayreuth zeigt jedoch in der neuesten Ausgabe der "Ecology Letters", dass extreme Hitze- und Trockenperioden die Artenvielfalt und Artenzusammensetzung so nachhaltig erschüttern können, dass deren Entwicklung in den Folgejahren zufällig und unberechenbar wird.

Wie sich Wiesenvegetation über Jahre hinweg verändert, haben Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein und seine Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Biogeografie seit 1999 intensiv beobachtet. Auf einem Forschungsgelände der Universität Bayreuth wurden zwei räumlich benachbarte Untersuchungsflächen eingerichtet, die jeweils in 30 gleich große Felder eingeteilt wurden. Jedes Feld erhielt eine spezifische Bepflanzung, die sich aus mehreren Grünlandarten – beispielsweise aus Glatthafer und Spitzwegerich – zusammensetzte.

Damit waren auf jeder der beiden Flächen, in klarer räumlicher Abgrenzung, 30 verschiedene Pflanzenmischungen angesiedelt. Die Pointe dieser Anordnung: Die beiden Untersuchungsflächen stimmten hinsichtlich ihrer Bepflanzung durchgehend überein. So konnten die Forschungen im Jahr 1999 mit 30 verschiedenen Paaren von Zwillingsfeldern beginnen, die hinsichtlich ihrer Artenvielfalt und Artenzusammensetzung identisch waren.

Langjährige Messungen auf Vergleichsfeldern:
Hitze und Trockenheit beenden parallele Entwicklungen
In den folgenden Jahren, bis 2008, haben die Bayreuther Wissenschaftler aus allen Feldern der beiden Untersuchungsflächen regelmäßig Biomasseproben entnommen und ausgewertet. Dabei stellte sich heraus, dass die Zwillingsfelder in den ersten Jahren nach 1999 nur unwesentliche Unterschiede hinsichtlich ihrer Vegetation aufwiesen. Die Entwicklung der anfangs identischen Pflanzenmischungen verlief weitgehend parallel, wobei die Artenvielfalt insgesamt leicht zunahm. Die Pflanzenarten waren in diesen Jahren keinen extremen Wetterereignissen ausgesetzt.

Das änderte sich jedoch schlagartig im Sommer 2003 mit seiner extremen Hitze- und Trockenperiode. Seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1851 hatte es im Raum Bayreuth keine derart hohen Durchschnittstemperaturen bei so geringen Regenfällen gegeben. Durch die lang anhaltende Dürre wurde die Vegetation auf beiden Untersuchungsflächen schwer geschädigt. Noch innerhalb desselben Jahres drifteten die Artenzusammensetzungen auf den 30 Zwillingsfeldern völlig auseinander. Dabei ließen sich keine Regelmäßigkeiten mehr erkennen. Im Gegenteil: Es schien weitgehend zufällig, wie sich die Vielfalt und die Zusammensetzung der Arten nach dem Dürreschock veränderte. Bis 2008 wurde die Ähnlichkeit, die in den Jahren nach 1999 zunächst bestanden hatte, nicht wieder erreicht.

Der Dürreschock: Wenn die Artenvielfalt aus dem Gleichgewicht gerät

Aufgrund ihrer detaillierten Untersuchungen glauben die Bayreuther Forscher ausschließen zu können, dass sich die Zwillingsfelder infolge verschieden starker Einwirkungen aus dem räumlichen Umfeld so stark auseinander entwickelt haben; also beispielsweise dadurch, dass neue Pflanzenarten vor allem in die außen liegenden Felder eingedrungen sind. Jürgen Kreyling, der die Messergebnisse ausgewertet hat, meint dazu: "Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass sich die auf den Untersuchungsflächen wachsenden Pflanzenarten nach 1999 zunächst in einem relativ stabilen Gleichgewicht befunden haben. Allmähliche Veränderungsprozesse in den jeweiligen Zwillingsfeldern konnten daher gleichförmig verlaufen. Erst die extreme Hitze- und Trockenperiode im Sommer 2003 hat die Vegetation auf beiden Untersuchungsflächen völlig aus dem Gleichgewicht gebracht."

Konsequenzen für Wirtschaft und Gesellschaft:
Zunehmende Planungsunsicherheit
Die Forschungsergebnisse, die von den Bayreuther Wissenschaftlern in den "Ecology Letters" beschrieben werden, haben nicht zu unterschätzende Konsequenzen für verschiedene Bereiche von Wirtschaft und Gesellschaft. Denn infolge des globalen Klimawandels sind extreme Klimaereignisse in Zukunft häufiger zu erwarten. Damit aber steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Entwicklungen der Artenvielfalt und der Artenzusammensetzung zufällig verlaufen und sich wissenschaftlichen Prognosen entziehen. Infolgedessen scheinen auch die Serviceleistungen von Ökosystemen, die oftmals auf einem stabilen Mischungsverhältnis verschiedener Pflanzenarten beruhen, in Zukunft weniger verlässlich zu sein. Bei der Entwicklung langfristig angelegter Konzepte – etwa in der Forstwirtschaft, der Landschaftsgestaltung oder der Wasserwirtschaft – ist daher mit zunehmender Planungsunsicherheit zu rechnen.

Veröffentlichung:

Jürgen Kreyling, Anke Jentsch, Carl Beierkuhnlein,
Stochastic trajectories of succession initiated by extreme climatic events,
in: Ecology Letters (2011) 14, pp. 758–764
DOI-Bookmark: 10.1111/j.1461-0248.2011.01637.x
Kontakt für weitere Informationen:
Dr. Jürgen Kreyling
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Tel.: +49 (0) 921 55-2259
E-Mail: juergen.kreyling@uni-bayreuth.de
Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 55-2287 und 55-2270
E-Mail: carl.beierkuhnlein@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Vogelmonitoring leicht gemacht: Erfassung der Brutvögel wird digitalisiert
22.01.2018 | Bundesamt für Naturschutz

nachricht Versauerung: Wie der Klimawandel die Süßgewässer belastet
12.01.2018 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics