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 Das Schweigen der Hummeln
15.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Nachhaltige Wasseraufbereitung löst Algenprobleme
26.10.2017 | SCHOTT AG

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte