Grasland-Ökosysteme mit zunehmendem Alter widerstandsfähiger

Das Jena Experiment (Bild: Alexandra Weigelt)

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Artenverlust reduziert Ökosystemstabilität im Langzeit-Versuch

Basiert auf einer Medienmitteilung der Universität Zürich

Zürich/Leipzig. Jüngste Experimente haben gezeigt, dass der Verlust von Arten in einer Pflanzengemeinschaft Ökosystemfunktionen und -leistungen wie Produktivität, Kohlenstoffspeicherung und Bodenfertilität reduziert. Mit der Verringerung der Funktionsfähigkeit gerät auch die längerfristige Stabilität und Widerstandsfähigkeit des Ökosystems in Gefahr. Da die meisten Experimente kurzfristig angelegt sind, liess sich diese Gefahr bisher jedoch nicht abschätzen.

In einer neuen Studie in Nature Communications untersuchten Forschende der Universität Zürich und Kollegen aus Leipzig und Jena die Stabilität der pflanzlichen Biomasseproduktion über 17 Jahre in einem aussergewöhnlich langfristig angelegten Biodiversitätsversuch, dem Jena Experiment in Deutschland. Erst nach einer zehnjährigen Etablierungsphase der angesäten Wiesenflächen hatten sich die verschiedenen Pflanzenarten in artenreichen Versuchsgemeinschaften gegenseitig so aneinander angepasst, dass sie gemeinsam eine stabile Biomasseproduktion auf Ökosystemebene erzielten. Bei einer geringen Pflanzendiversität hingegen wurde dieser kompensatorische Effekt nicht erreicht, und die Biomasseproduktion des Ökosystems schwankte von Jahr zu Jahr weiterhin. Während der ersten zehn Jahre des Experiments waren die einzelnen Pflanzenarten in artenreichen Gemeinschaften noch starken Populationsschwankungen unterworfen was auch die Stabilität auf Ökosystemebene reduzierte. Das Langzeit-Jena-Experiment zeigt, dass bei der Stabilisierung der Produktivität von Ökosystemen die Biodiversität eine zunehmend wichtigere Rolle spielt, je älter die Pflanzengemeinschaften werden. Da stabilere Ökosysteme auch gegenüber Umweltstörungen widerstandsfähiger sind, kommt vielfältigeren Ökosystemen bei der Anpassung an den globalen Umweltwandel eine besonders grosse Bedeutung zu.

Der Erstautor, Dr. Cameron Wagg von der Universität Zürich, sagt: "Wir wissen jetzt, dass sich die Mechanismen, durch die vielfältige Artengemeinschaften das Funktionieren von Ökosystemen langfristig aufrechterhalten, auch zwei Jahrzehnte später noch weiterentwickeln. Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen, wie wichtig langfristige Experimente sind, um die unschätzbare Rolle der Biodiversität für die Aufrechterhaltung von Ökosystemdienstleistungen zu erfassen." Letztautor Prof. Bernhard Schmid von der Universität Zürich fügt hinzu: "Diese neuen Ergebnisse passen zu anderen aktuellen Erkenntnissen unserer Forschungsgruppe, die zeigen, wie durch Evolution in vielfältigen Pflanzengemeinschaften im Laufe der Zeit die Arbeitsteilung zwischen den verschiedenen Arten und somit auch die Produktivität und Stabilität des Ökosystems zunimmt." Prof. Nico Eisenhauer vom iDiv und der Universität Leipzig und Sprecher des Jena Experiments betont: "Nur solche Langzeitstudien können ein realistisches und umfassendes Bild von der Bedeutung der Biodiversität für Ökosysteme und das menschliche Wohlbefinden zeichnen."

Originalpublikation
(Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit iDiv-Affiliation fett)

Cameron Wagg, Christiane Roscher, Alexandra Weigelt, Anja Vogel, Anne Ebeling, Enrica de Luca, Anna Roeder, Clemens Kleinspehn, Vicky M. Temperton, Sebastian T. Meyer, Michael Scherer-Lorenzen, Nina Buchmann, Markus Fischer, Wolfgang W. Weisser, Nico Eisenhauer, Bernhard Schmid (2022). Biodiversity–stability relationships strengthen over time in a long-term grassland experiment. Nature Communications. Doi: 10.1038/s41467-022-35189-2.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Bernhard Schmid
Remote Sensing Laboratories
Geographisches Institut
Universität Zürich
Tel.: +41 79 681 99 36
E-Mail: bernhard.schmid@uzh.ch
Web: www.ieu.uzh.ch/en/staff/member/schmid_bernhard.html

Prof. Dr. Nico Eisenhauer
(spricht Deutsch und Englisch)
Leiter der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Universität Leipzig
Tel.: +49 341 97 33167
E-Mail: nico.eisenhauer@idiv.de
Web: www.idiv.de/de/gruppen_und_personen/mitarbeiterinnen/mitarbeiterdetails/eshow/eisenhauer_nico.html