Extremwetter bringen Pflanzen-Timing durcheinander

Extremereignisse wie Dürren oder Starkregen verschieben den Blühzeitpunkt von Pflanzen in Mitteleuropa ähnlich wie ein Jahrzehnt Klimaerwärmung. Da solche Extremwetter mit dem Klimawandel zunehmen, beeinflusst und gefährdet dies auch Tier-Pflanze-Interaktionen wie die Bestäubung und ökologische „Serviceleistungen“ der Systeme.

Ökologische Auswirkungen bisher kaum erforscht

Verschiebungen im Blühzeitpunkt von Pflanzen gelten als eines der deutlichsten Anzeichen für die globale Erwärmung. So hatten andere Studien bereits gezeigt, dass sich der Beginn des Frühlings seit 1960 auf der Nordhalbkugel im Schnitt um 2,5 Tage pro Jahrzehnt verschoben hat. Obwohl Prognosen wie der IPCC-Report 2007 mit einer deutlichen Zunahme von Extremwetterereignissen rechnen, sind die Auswirkungen solcher Ereignisse auf die Ökologie bisher wenig erforscht.

Die Wissenschaftler um Professor Anke Jentsch von der Universität Bayreuth und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) errichteten deshalb im Ökologisch-Botanischen Garten Bayreuths ein Versuchsfeld, um die Auswirkungen von Extremwetterereignissen wie Trockenheit oder Starkregen zu erforschen. Das Gebiet liegt mit Durchschnittswerten von 8.2 Grad Celsius und 724 Millimeter Jahresniederschlag in der Übergangszone zwischen Ozean- und Kontinentalklima. Je einhundert Pflanzen von weit verbreiteten Arten wie zum Beispiel Wolliges Honiggras (Holcus lanatus), Spitzwegerich (Plantago lanceolata) und Heidekraut (Calluna vulgaris) wurden auf dreißig der vier Quadratmeter großen Versuchsflächen gepflanzt.

Die Forscher hatten bei ihrem Experiment auf Versuchsflächen in Bayreuth künstlich Starkregen und Trockenheit erzeugt. Die Auswirkungen auf zehn verschiedene Pflanzenarten wurden dabei zwei Jahre lang beobachtet. © Dr. Jürgen Kreyling /Universität Bayreuth

Tests mit künstlichen Dürren und Starkregen

Durch Planendächer simulierten die Forscher eine extreme Trockenperiode von 32 Tagen und durch künstliche Beregnung eine extreme Regenzeit von 170 Millimeter Niederschlag über 14 Tage hinweg, was einem lokalen 100-jährigen Extremereignis entsprich. Beide Simulationen entsprechen den historischen Höchstwerten von Bayreuth, die im Sommer 1976 und 1977 gemessen wurden. Zwei Jahre lang wurden die Flächen beobachtet und der Zeitpunkt der Blüte aller Pflanzen registriert.

Dabei stellte sich heraus, dass zwei Wochen Starkregen die Blütezeit durchschnittlich um 3 bis 5 Tage, für einen wichtigen Frühjahrsblüher sogar um 37 Tage verkürzte und um 26 Tage verfrühte. Ganz anders dagegen bei einer langen Trockenperiode von einem Monat: Durchschnittlich blühten die Pflanzen insgesamt vier Tage länger und auch vier Tage eher.

Weitreichende ökologische Konsequenzen

„Eine einzelne extreme Trockenheit kann also für die Pflanzenblüte ähnliche Auswirkungen haben wie ein Jahrzehnt globale Erwärmung“, erläutert Anke Jentsch. „Der Klimawandel mit häufigeren Extremwetterereignissen wird weitreichende Konsequenzen für die Ökosysteme und die Interaktionen zwischen Arten haben.“

So ist es denkbar, dass durch extreme Wetterereignisse die Synchronisation zwischen blühenden Pflanzen und blütenbesuchenden Insekten entkoppelt wird und der Evolutionsrhythmus außer Takt gerät, da die Aktivität blütenbestäubender Insekten eher durch Temperatur- als durch Niederschlagsveränderungen bestimmt wird, schreiben die Forscher im Fachblatt Global Change Biology.

(Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)/ Universität Bayreuth, 06.11.2008 – NPO)