Erstmals wurden in weltweit koordinierten Forschungsarbeiten die Zusammenhänge zwischen pflanzlicher Biomasse und pflanzlicher Artenvielfalt in Ökosystemen untersucht.
Mehr als 60 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – darunter ein Forschungsteam der Universität Bayreuth – haben an diesem Projekt mitgewirkt. Auf insgesamt 30 Versuchsflächen, die sich auf 19 Länder in sechs Kontinenten verteilen, haben sie Daten ermittelt, die zuverlässige Rückschlüsse auf die produzierte Biomasse erlauben und es zugleich ermöglichen, die Zahl der an der Biomasseproduktion beteiligten Pflanzenarten realistisch einzuschätzen. In den meisten Fällen handelte es sich um Grünlandflächen, die als Weideland genutzt oder regelmäßig gemäht werden. Aber auch natürliches Grasland war vertreten.
Größter Artenreichtum bei mittlerer Produktivität
Die jetzt im Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlichten Ergebnisse dieses Forschungsverbundes weisen alle in die gleiche Richtung: Artenvielfalt und Produktivität hängen eng zusammen. Die größte Artenvielfalt wurde in der Regel auf Versuchsflächen ermittelt, auf denen die Biomasseproduktion ein mittleres Niveau erreicht. In unproduktiven Ökosystemen hingegen ist der Beitrag der Artenvielfalt zur Biomasseproduktion eher gering. Denn hier sind die Arten zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt, wie etwa Trockenheit oder einem Mangel an mineralischen Nährstoffen. In hochproduktiven Ökosystemen, also an nährstoffreichen und gut wasserversorgten Standorten, erobern einige wenige Arten eine dominierende Stellung, weil sie besonders leistungsfähig sind. Für die Produktivität dieser Ökosysteme hat die Artenvielfalt nur eine geringe Bedeutung.
Eine mittlere Produktivität von Ökosystemen geht daher – so das zentrale Ergebnis der Studie – weltweit mit einer vergleichsweise großen Artenvielfalt einher. Wenn in diesen Lebensgemeinschaften der Artenreichtum schwächer wird oder verloren geht, ist damit ein Verlust ökosystemarer Leistungsfähigkeit verbunden.
Konsequenzen für Umwelt- und Naturschutz
„Aus unserer Studie lassen sich zahlreiche Anregungen für umweltpolitische Maßnahmen ableiten, die auf den Erhalt der für den Menschen so wichtigen Artenvielfalt abzielen. „So sollte insbesondere im mitteleuropäischen Grünland die Artenvielfalt unbedingt erhalten werden. Wenn wir Arten verlieren, verlieren wir kostenlose Leistungen der Natur und müssen diesen Verlust dann über Düngung oder Maschineneinsatz kompensieren. Dies wiederum hätte Umweltbelastungen und einen erhöhten Energieverbrauch zur Folge. Die natürlichen Leistungen sind jedoch ohne Risiken und kostenfrei“, erklärt Prof. Beierkuhnlein , der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Biogeografie innehat.
„Unsere in ,Science‘ veröffentlichten Ergebnisse bestätigen übrigens eine ältere Forschungshypothese, die zuvor noch nie systematisch auf globaler Ebene überprüft werden konnte. Im Rahmen unseres multinationalen Projekts haben wir sie jedoch zuverlässig erhärten können,“ fügt der Bayreuther Ökologe hinzu. Er betont aber zugleich, dass mit diesen Arbeiten erst ein Anfang gemacht sei. Weitere Untersuchungen würden folgen müssen, um die Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen der in Ökosystemen produzierten Biomasse und der Zahl der daran beteiligten Arten noch genauer aufzuklären.
Forschungsbeiträge aus der Universität Bayreuth
Seitens der Universität Bayreuth war ein vierköpfiges Forschungsteam an den interkontinentalen Forschungsarbeiten beteiligt. Prof. Beierkuhnlein und Reinhold Stahlmann, MAS, haben die Forschungsflächen in Deutschland untersucht, die sich alle im Umland der Stadt Bayreuth befinden. Zusammen mit Prof Dr. Anke Jentsch, Professorin für Störungsökologie an der Universität Bayreuth, war Prof. Beierkuhnlein auch für die Messungen in Österreich zuständig, die auf Forschungsflächen in den Ötztaler Alpen stattfanden. „Diese Region ist vor allem deshalb besonders interessant, weil es sich um besonders artenreiche Bergwiesen handelt, die mit erheblichem Arbeitsaufwand auf traditionelle Weise bewirtschaftet werden“, erklärt Prof. Jentsch. Camilla Wellstein, die als Postdoc am Bayreuther Lehrstuhl für Biogeographie tätig war und heute an der Universität Bozen lehrt, hat an der Untersuchung der italienischen Forschungsflächen mitgearbeitet.
HerbDiv-Net – ein multinationales Forschungsnetzwerk
Der multinationale Forschungsarbeiten, die von Dr. Lauchlan Fraser an der Thompson Rivers University in Kamloops/Kanada geleitet wurden, sind Teil des Forschungsnetzwerks „HerbDivNet“. Die Mitglieder dieses Netzwerks verfolgen gemeinsam das Ziel, durch aufeinander abgestimmte wissenschaftliche Experimente an global oder regional verteilten Standorten (Coordinated Distributed Experiments, CDE) generalisierbare Erkenntnisse zu gewinnen, die für strategische Planungen im Umwelt- und Naturschutz unerlässlich sind. Prof. Dr. Anke Jentsch gehört dem Leitungsgremium von „HerbDivNet“ an.
Veröffentlichung:
Lauchlan H. Fraser et al.,
Worldwide evidence of a unimodal relationship between productivity and plant species richness,
Science 17 July 2015: Vol. 349 no. 6245 pp. 302-305
DOI: 10.1126/science.aab3916
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein
Lehrstuhl für Biogeografie
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2270
E-Mail: carl.beierkuhnlein@uni-bayreuth.de
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Kurzporträt der Universität Bayreuth
Die Universität Bayreuth ist eine junge, forschungsorientierte Campus-Universität. Gründungsauftrag der 1975 eröffneten Universität ist die Förderung von interdisziplinärer Forschung und Lehre sowie die Entwicklung von Profil bildenden und Fächer übergreifenden Schwerpunkten. Die Forschungsprogramme und Studienangebote decken die Natur- und Ingenieurwissenschaften, die Rechts- und Wirtschaftswissenschaften sowie die Sprach-, Literatur und Kulturwissenschaften ab und werden beständig weiterentwickelt.
Gute Betreuungsverhältnisse, hohe Leistungsstandards, Fächer übergreifende Kooperationen und wissenschaftliche Exzellenz führen regelmäßig zu Spitzenplatzierungen in Rankings. Die Universität Bayreuth belegt 2014 im weltweiten Times Higher Education (THE)-Ranking ,100 under 50′ als eine von insgesamt sechs vertretenen deutschen Hochschulen eine Top-Platzierung.
Seit Jahren nehmen die Afrikastudien der Universität Bayreuth eine internationale Spitzenposition ein; die Bayreuther Internationale Graduiertenschule für Afrikastudien (BIGSAS) ist Teil der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder. Die Hochdruck- und Hochtemperaturforschung innerhalb des Bayerischen Geoinstituts genießt ebenfalls ein weltweit hohes Renommee. Die Polymerforschung ist Spitzenreiter im Förderranking der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Die Universität Bayreuth verfügt über ein dichtes Netz strategisch ausgewählter, internationaler Hochschulpartnerschaften.
Derzeit sind an der Universität Bayreuth rund 13.000 Studierende in 135 verschiedenen Studiengängen an sechs Fakultäten immatrikuliert. Mit ca. 1.200 wissenschaftlichen Beschäftigten, davon 224 Professorinnen und Professoren, und rund 900 nichtwissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die Universität Bayreuth der größte Arbeitgeber der Region.
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http://www.prnews24.com/wp-content/uploads/2015/07/uni-bergwiesen-am-venet-1280x960.jpgUniversität Bayreuth: Neue Erkenntnisse zur Artenvielfalt und Bioproduktivität in Ökosystemen
Ein Viertel aller Arten lebt im Boden, der damit einer der wichtigsten Lebensräume überhaupt ist – eine Schatztruhe der Artenvielfalt direkt unter unseren Füßen. Neben Schnecken, Spinnen, Springschwänzen oder Asseln gelten speziell die Regenwürmer als Baumeister der Böden. Charles Darwin studierte sie jahrelang und kam 1881 zu dem Ergebnis: “Man kann wohl bezweifeln, ob es noch viele andere Tiere gibt, welche eine so bedeutende Rolle in der Geschichte der Erde gespielt haben.” Dazu kommen Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Einzeller – in einer solchen Menge, dass sich in einer Handvoll Waldboden mehr Lebewesen finden als Menschen auf der Welt leben. In vielen Böden, die versauern und degradieren, droht heute ein erheblicher Verlust der biologischen Vielfalt. 200 Jahre Verbrennung von Kohle und Öl haben durch schädliche Abgase zu einer starken Versauerung vieler Böden, insbesondere im Wald, geführt. Damit verbunden ist eine Reduktion der Fruchtbarkeit und der Vitalität der Böden: So sind auf 80 Prozent der Waldböden tiefgrabende Regenwürmer gar nicht mehr vertreten. Experten fordern daher neben der Verminderung der Luftverschmutzung die Ausweitung einer bewährten Methode, um die Waldböden als “biologischen Bodenschatz” zu bewahren: die Kalkung mit natürlichem Dolomit- und Magnesiumkalk.