Forscher der Universität Göttingen untersuchen die Nahrungsbeziehungen eines Ökosystems

Pflanzen beziehen ihre Energie aus der Sonne. Alle anderen Lebewesen müssen fressen, um zu leben. Doch wie funktioniert der Energiefluss in Ökosystemen und gibt es einen Unterschied zwischen Ökosystemen mit vielen und solchen mit wenigen Arten? Diesen Fragen sind Forscher mit Beteiligung der Universität Göttingen nachgegangen. Sie nutzten Daten aus einem großen Biodiversitätsexperiment. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Nature Ecology & Evolution veröffentlicht. Erstmals wurden nicht nur einzelne Ernährungstypen wie Pflanzenfresser in den Blick genommen, heißt es vonseiten der Forscher. Sie betrachteten die Nahrungsbeziehungen eines ganzen Ökosystems. Bisherige Forschungen zu den Auswirkungen der Biodiversität auf die Funktionsweise von Ökosystemen konzentrieren sich weitgehend auf einzelne Nahrungsebenen oder vereinfachte Nahrungsketten. „Wir haben ein ganzes Nahrungsnetz sowohl über als auch unter der Erde analysiert. Das ist für das Verständnis der Folgen des anhaltenden, globalen Artenverlusts unerlässlich“, erklärt Dr. Sebastian Meyer, Wissenschaftler am Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie der Technischen Universität München und Erstautor der Studie. Alle Ebenen profitieren von Diversität: Eine oberirdische Nahrungskette könnte etwa von Gräsern über Heuschrecken hin zu Spinnen verlaufen. Die Forschungsgruppe betrachtete, wieviel Energie in das System fließt, wieviel darin verbleibt – wieviel Biomasse folglich im System ist – und wieviel Energie das System wieder verlässt. Die Forscher formulierten das für sie wichtigste Ergebnis: Das gesamte Ökosystem nehme demnach mit zunehmendem Pflanzenartenreichtum auf allen Ebenen an Funktionsfähigkeit zu. „Positive Effekte auf einer Ebene bedeuten nicht, dass es keine positiven Effekte auf einer anderen Nahrungsebene geben kann“, so Meyer. Wenn sich eine Heuschrecke an den Gräsern satt fresse, bedeute dies nicht, dass auf der Ebene der Pflanzen negative Effekte daraus entstehen müssten – hoher Artenreichtum wirke einzelnen negativen Wechselbeziehungen entgegen. Die Gruppe arbeitete mit den Daten des Jena Experiments, einem groß angelegten Grünland-Biodiversitätsexperiment, das bereits seit 2002 läuft. Für jede der 80 Parzellen des Experiments stellten die Wissenschaftler trophische Netzwerkmodelle des Grünlandökosystems zusammen. Diese enthalten die Biomasse auf jeder Nahrungsebene und den Energiefluss zwischen den Ebenen. Zusätzlich zu den Pflanzen umfasst die Studie auch Pflanzenfresser, Fleischfresser, Allesfresser, Mikroben, totes organisches Material im Boden und Zersetzer, die sich von abgestorbenem organischem Material ernähren. Positive Effekte der Pflanzenvielfalt: „Die Studie zeigt, dass eine höhere Pflanzenvielfalt zu mehr gespeicherter Energie, einem größeren Energiefluss und einer höheren Energieeffizienz im gesamten Netz, also in allen Nahrungsketten, führt“, erläutert Dr. Oksana Buzhdygan von der Freien Universität Berlin, ebenfalls Erstautorin der Studie. „Die Ergebnisse der Studie zeigen dabei eindrücklich, dass die Zunahme der Biomasse von Konsumenten mit zunehmendem Pflanzenartenreichtum vor allem auf Mikroorganismen und Tieren im Boden basiert“, ergänzt Prof. Stefan Scheu, dessen Arbeitsgruppe an der Universität Göttingen sich vor allem mit dem Bodennahrungsnetz beschäftigt hat. Ökosysteme mit 60 Pflanzenarten hatten im Durchschnitt doppelt so viel Biomasse wie die durchschnittliche Pflanzenmonokultur. „Grünland Ökosysteme“ sind in anderen Worten Wiesen und Weiden. Diese sind Lebensraum einer reichen Flora und Fauna. Grünland bietet auch sogenannte „Ökodienstleistungen“: So mindert es beispielsweise die Gefahr vor Hochwasser. Es speichert durch eine durchgehende Pflanzendecke und dem stark durchwurzelten Boden mehr Wasser als Ackerflächen. Somit gelangen Niederschläge zeitverzögert in die Bäche und Flüsse, wodurch das Hochwasser niedriger oder sogar ganz ausfällt. Grünland ist auch aufgrund anderer Faktoren bedeutend: Es ist ein guter Schutz vor Bodenerosionen, denn es hält den Boden fest. Insbesondere Streuobstwiesen bieten einen guten Schutz gegen Bodenabträge. Zudem sind Wiesen und Weiden für das Trinkwasser wichtig, denn sie reinigen es. Bedeutend sind sie auch für das Klima: Sie binden in Europa jährlich mehrere Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid. Nicht zuletzt sind Grünflächen Orte der Ruhe und Erholung und bieten ein Naturerlebnis, das auch Touristen anlockt. Sie erreichen die Autorin per E-Mail an: lokales@goettinger-tageblatt.de Von Anja Semonjek / r

Vorteile biologischer Vielfalt - Wie funktioniert der Energiefluss in einem vielfältigen Ökosystem?