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Umwelt+Natur

Dünger schadet dem „Portfolio“ von Wiesen und Weiden

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Credit: Thinkstock
Ohne Nährstoffe können Pflanzen nicht wachsen und Düngung kann Erträge enorm steigern – das gilt auch für Wiesen und Weiden. Doch die Strategie „Viel hilft viel“ geht in diesem Zusammenhang nicht auf, betont eine internationale Studie. Künstliche Düngung – ob absichtlich oder durch Einträge von Landwirtschaft oder Industrie verursacht – steigert Erträge demnach nur kurzzeitig, langfristig schwächt sie aber den stabilisierenden Effekt der Artenvielfalt auf Ökosysteme. Der Grund: Der sogenannte „Portfolio-Effekt“ schwindet, erklären die Forscher.

Bisherige Studien zum Effekt von Düngung wurden hauptsächlich in künstlichen Systemen im Gewächshaus oder Versuchsgarten durchgeführt. Die aktuelle Untersuchung umfasst hingegen Daten aus natürlichen Ökosystemen von allen fünf Kontinenten der Erde. Am Projekt „NutNet“ haben unter der Federführung der University of Minnesota 31 Wissenschaftler aus der ganzen Welt mitgewirkt. Helmut Hillebrand von der Universität Oldenburg ist einer von ihnen. „Dieses Kollektiv ist einzigartig, denn die Stärke liegt in der globalen Betrachtung, die wir mit Hilfe gleicher experimenteller Ansätze und Analysen erreichen“, sagt der Biologe. Für das Forschungsprojekt untersuchten die Wissenschaftler Pflanzen an Standorten weltweit, bestimmten die Anzahl der Arten und die Menge der Biomasse, die in einem bestimmten Zeitraum gewachsen ist. Diese Informationen nutzen sie, um die Artenvielfalt und Ökosystemstabilität zu quantifizieren.

Die Datenauswertungen zeigten eindrucksvoll, dass artenreiche Ökosysteme viel weniger empfindlich gegenüber veränderten Umweltbedingungen reagieren als artenarme und damit langfristig stabiler und leistungsfähiger sind. Verantwortlich dafür ist das sogenannte asynchrone Wachstum der Pflanzen: Wächst unter gewissen Bedingungen eine Art weniger gut, kompensiert eine andere den Verlust der Biomassenproduktion mit besserem Wachstum. Das ist vergleichbar mit dem Portfolio-Effekt, wie er aus der Wirtschaft bekannt ist, erklären die Forscher: Verteilt man seine Investitionen auf mehrere Anlagen, wird die Reaktion auf die Bewegungen in der Gesamtwirtschaft ausgeglichener erfolgen, als wenn man nur auf wenige Anlagen setzt.

Artenvielfalt macht Ökosysteme weniger empfindlich

Einen vergleichbaren Portfolio-Effekt gibt es den Forschern zufolge auch im Fall der Grasland-Ökosysteme – und die Düngung beeinträchtigt ihn. Düngemittel werden absichtlich eingesetzt, um die Produktivität von Nahrungs- und Futtermitteln zu erhöhen. Sie kommen aber auch unabsichtlich in den Stoffkreislauf, da vor allem Stickstoff durch die Landwirtschaft, Industrie und die Verbrennung von fossilen Brennstoffen in die Atmosphäre gelangt und über die Niederschläge auf Wiesen und Weiden fällt.

Durch den erhöhten Nährstoff-Eintrag setzen sich dann bestimmte Arten stark durch und die Vielfalt auf den Wiesen schrumpft. Das kann kurzfristig die Biomassenproduktion stark erhöhen, hat aber einen Haken: Auf ungünstige Umweltveränderungen reagiert die artenarme Gemeinschaft gleich, also synchron. Kommt beispielsweise eine Dürreperiode, bricht die Biomassenproduktion extrem ein, weil die wenigen massebildenden Arten damit nicht zurecht kommen. „Man sollte nicht nur berücksichtigen, wie produktiv Ökosysteme im Moment sind, sondern auch wie stabil sie langfristig sein werden“, resümiert Martin Schütz, einer der beteiligten Forscher von der Universität Zürich. „Die biologische Vielfalt ist entscheidend, wenn die Stabilität von Ökosystemen langfristig erhalten werden soll“, betont der Biologe.

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Quellen:

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