Gedüngte Wiesen sind produktiver, aber ärmer an Arten. Jetzt haben Forscher erstmals die Mechanismen identifiziert, die zum Artenverlust führen. Wie sie im Magazin „Science“ berichten, ist der Lichtmangel durch verstärktes Pflanzenwachstum der entscheidende Faktor. Die neuen Resultate zeigen, dass die Nährstoffanreicherung in den Wiesen möglicherweise zukünftig stärker kontrolliert werden muss, wenn die Pflanzenvielfalt erhalten bleiben soll.
Werden Wiesen gedüngt, erhöht sich ihre Produktivität. Gleichzeitig aber nimmt die pflanzliche Vielfalt ab. In den letzten fünfzig Jahren haben sich der für Pflanzen verfügbare Stickstoff und das Phosphatangebot weltweit verdoppelt. Solche zusätzlich zugeführten Pflanzennährstoffe bilden eine der drei wichtigsten Ursachen für den Artenverlust in diesem Jahrhundert. Unter der Leitung von Professor Andrew Hector von der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Zürich durchgeführte Experimente zeigen nun erstmals die genauen Mechanismen auf, die zum Verlust der Artenvielfalt von Wiesen durch Düngereinsatz führen.
Unterbewuchs erhält zu wenig Licht
Anders als bisher vermutet, hat die Konkurrenz um Nährstoffe im Boden selbst keine Auswirkungen auf die Artenvielfalt der Wiesen. Allerdings profitieren die verschiedenen Pflanzenarten vom zusätzlichen Nährstoffangebot unterschiedlich stark: Einzelne Pflanzenarten wachsen dank Dünger schneller als andere. In der Folge wird der krautige Unterbewuchs von den schneller wachsenden Arten überwuchert und beschattet, um ohne ausreichend Sonnenlicht schliesslich abzusterben.
Dass Lichtmangel letztlich für das Artensterben verantwortlich ist, konnten die Forscher in ihren mehrjährigen Experimenten eindeutig nachweisen: Sobald die Forscher den Pflanzen im Unterbewuchs künstlich Licht zuführten, blieben die negativen Auswirkungen der Düngergaben aus, das heißt die Artenvielfalt blieb unverändert.
Konkurrenz nach dem Winner-takes-all-Prinzip
„Fehlendes Licht ist für den Verlust an Biodiversität verantwortlich“, fasst Yann Hautier das Resultat seiner Arbeit zusammen. „Die mit der Düngung eingebrachten zusätzlichen Nährstoffe führen zu einer Konkurrenzsituation nach dem Winner-takes-all-Prinzip um das lebenswichtige Sonnenlicht.“
Die Resultate von Hectors Forschungsteam ziehen Konsequenzen für die nachhaltige Bewirtschaftung von Wieslandschaften und die Formulierung von Naturschutzrichtlinien nach sich. „Unsere Forschungen zeigen, dass es nötig ist, die Nährstoffanreicherung zu kontrollieren, wenn die Pflanzenvielfalt langfristig erhalten bleiben soll“, ist Hector überzeugt.
(Universität Zürich, 04.05.2009 – NPO)
