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Großversuch: Pflanzenvielfalt stärkt Ökosysteme

28.10.2010
Das "Jena-Experiment" zeigt, wie Pflanzen und Tiere auf Änderungen in der Artenvielfalt von Pflanzen reagieren / Ergebnisse könnten helfen, nährstoffarme Böden für nachhaltige Produktion nutzbar zu machen

Das renommierte Fachmagazin Nature veröffentlichte in dieser Woche die Ergebnisse eines außerordentlichen Experiments zur Biodiversität in Jena (DOI: 10.1038/nature09492). An seiner Auswertung waren auch Jülicher Wissenschaftler beteiligt.

Über acht Jahre wurden auf einem vier Hektar großen Freilandexperiment Graslandvegetationen mit unterschiedlich ausgeprägtem Pflanzenartenreichtum untersucht und verglichen. Es zeigt sich, dass Artenvielfalt von Pflanzen direkt auch die Vielfalt von anderen Organismen, etwa Pflanzen- und Fleischfressern, beeinflusst und dass Pflanzenvielfalt gegen die Invasion fremder Arten schützt.

"Wenn auch nur eine einzige Pflanzenart ausstirbt, dann gehen mit ihr oft eine ganze Menge weiterer Arten verloren", sagt Dr. Christoph Scherber, der Erstautor der Studie von der Georg-August-Universität in Göttingen. Die Studie, an der 40 Forscher aus 22 Instituten gemeinsam arbeiteten, ermöglicht es auch, Biodiversitätsverluste vorherzusagen und abzuschätzen, welche Tiergruppen am empfindlichsten reagierten. Die Artenverluste setzen sich entlang der Nahrungskette von unten nach oben fort und können Ökosysteme destabilisieren. "Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass die Pflanzenvielfalt vor allem Arten und Funktionen fördert, die für den Menschen wichtig und erhaltenswert sind", so Prof. Teja Tscharntke, Leiter der Abteilung Agrarökologie der Universität Göttingen.

"Dank unser detaillierten Auswertung konnten wir genau abschätzen, welcher Anteil am Tierartenreichtum durch die Vielfalt der Pflanzen und welcher durch den reinen Zugewinn an Biomasse erklärt wird", sagt Dr. Vicky Temperton vom Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften. Denn mehr Pflanzenarten führen in der Regel auch zu mehr Wachstum und damit zu einem größeren Nahrungsangebot für Tiere. "Aber die Daten zeigen signifikant, dass der Artenreichtum der Tiere im Ökosystem stärker mit der Anzahl der Pflanzenarten steigt, als alleine durch mehr Biomasse zu erklären ist." Im DFG-geförderten Großversuch wurde dazu regelmäßig die Menge an Pflanzenbiomasse verschiedener Pflanzenarten genau bestimmt - teilweise durch Probenentnahme, Sortieren nach Arten und Wiegen im Labor, teilweise durch visuelle Bestimmung der Arten im Feld.

"Wir wollen nun die Ergebnisse aus der Grundlagenforschung für Anwendungen umsetzen", erklärt Temperton. In nächsten Projekten will sie prüfen, wie marginale, also unfruchtbare Böden für die Bioökonomie nutzbar werden können. Positive Interaktionen zwischen bestimmten Pflanzenarten bedeuten, dass in Mischungen der Ertrag über längere Zeiten hoch bleiben kann.

"Außerdem sind Mischungen unterschiedlicher Pflanzenarten auf nährstoffarmen Wiesen energetisch sehr effizient, da sie sehr wenig Düngemittel oder Pestizide brauchen, aber der Ertrag nachhaltig ist. Solche Mischungen könnten dann etwa zur Biogasproduktion dienen", so Temperton. Dies wäre ein erster Schritt zur nachhaltigen Produktion nachwachsender Rohstoffe auf schwierigen Böden. Einen umfassenden, integrativen Forschungsansatz zur nachhaltigen Bioökonomie verfolgen das Forschungszentrum Jülich und drei Hochschulpartner im Bioeconomy Science Centre, dass in der vergangenen Woche gegründet wurde.

Originalveröffentlichung:
Christoph Scherber et al. Bottom-up effects of plant diversity on multitrophic interactions in a biodiversity experiment. Nature - advance online publication. DOI: 10.1038/nature09492.
Pressemeldung der Uni Göttingen:
www.uni-goettingen.de
Mehr Informationen zur Jülicher Beteiligung am Bioeconomy Science Centre:
http://www.fz-juelich.de/portal/index.php?cmd=show&mid=797&index=163
Mehr Informationen zur Jülicher Pflanzenforschung:
http://www.fz-juelich.de/icg/icg-3/plant_plant_interaction
http://www.fz-juelich.de/icg/icg-3/phytosphere/
Hinweis:
Ab dem 1. November 2010 werden die Arbeiten der Jülicher Pflanzenforscher neu eingebettet und im Institut für Bio- und Geowissenschaften weitergeführt.
Ansprechpartner Jena-Experiment:
Dr. Christoph Scherber und Prof. Dr. Teja Tscharntke Georg-August-Universität Göttingen
Tel.: 0551 39-8807 oder 0177 9 39 39 68
christoph.scherber@agr.uni-goettingen.de bzw. ttschar@gwdg.de
Ansprechpartner Jülich:
Dr. Vicky Temperton,
Tel.: 02461 61 6784
v.temperton@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Kosta Schinarakis,
Tel.: 02461 61 4771
k.schinarakis@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich...
... betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung, stellt sich drängenden Fragen der Gegenwart und entwickelt gleichzeitig Schlüsseltechnologien für morgen. Hierbei konzentriert sich die Forschung auf die Bereiche Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Einzigartige Expertise und Infrastruktur in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und im Supercomputing prägen die Zusammenarbeit der Forscherinnen und Forscher. Mit rund 4 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den großen Forschungszentren Europas.

Kosta Schinarakis | FZ Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

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