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 NZZ 10. November 99

Im Rahmen eines internationalen Projekts wurde erstmals systematisch untersucht, wie sich die Artenvielfalt auf die Produktivität eines Ökosystems auswirkt. Demnach wird auf einer Wiese um so mehr Pflanzenmasse produziert, je mehr Arten gedeihen.

Eines der grössten globalen Probleme ist die rapide Abnahme der biologischen Vielfalt. Um diesen Prozess aufzuhalten, versuchen Ökologen zunehmend, den funktionellen und wirtschaftlichen Wert der biologischen Vielfalt hervorzuheben. Ziel ist es, den Stellenwert der Biodiversität in der Gesellschaft zu erhöhen und damit die Bereitschaft zu fördern, dem Artensterben konsequenter entgegenzutreten. In manchen Fällen ist es relativ einfach, die sogenannten ökologischen Dienstleistungen der Artenvielfalt zu berechnen, so zum Beispiel im Falle der Insekten, die eine Vielzahl unserer Nutzpflanzen bestäuben, oder der Auenwälder, welche die Wucht von Hochwasser dämpfen können. In anderen Bereichen ist dies hingegen weit schwieriger, fehlen doch bis heute viele Kenntnisse über ökologische Prozesse und Zusammenhänge. Dies gilt insbesondere für die Frage, ob der Verlust von Arten Ökosystemfunktionen beeinträchtigt. Der soeben publizierte umfangreiche Datensatz eines Forschungsprojektes der Europäischen Union, an dem sich insgesamt zwölf Forschungsinstitute aus acht europäischen Ländern beteiligt hatten, belegt nun aber eindeutig, dass der Verlust von Pflanzenarten zu einer stark reduzierten Produktivität von Wiesenökosystemen führt

Ein länderübergreifendes Experiment

Die zentrale Koordination des Projektes ermöglichte es, auf acht Versuchsflächen in sieben Ländern - zwei in Grossbritannien sowie jeweils eine in Deutschland, Irland, Griechenland, Portugal, Schweden und in der Schweiz (bei Lupsingen im Baselbiet) - mit den gleichen Methoden ein und dieselbe Fragestellung zu untersuchen. Die Schweiz beteiligte sich dabei nicht nur mit einem Standort an dem Projekt; vielmehr waren Bernhard Schmid, Jasmin Joshi und Matthias Diemer vom Institut für Umweltwissenschaften der Universität Zürich sowie Christian Körner und Eva Spehn vom Botanischen Institut der Universität Basel auch massgeblich an der Planung und Auswertung des Gesamtprojektes beteiligt.

Bessere Nischenauswertung

Auf den Versuchsflächen der einzelnen Wiesen musste zunächst der Verlust der biologischen Vielfalt simuliert werden. Dazu wurde die existierende Vegetation sowie die gesamte Samenbank der Flächen beseitigt. Anschliessend wurden neue Lebensgemeinschaften mit einer kontrollierten Zusammensetzung angesät; die Anzahl Pflanzenarten reichte dabei von 32 bis hin zu reinen Monokulturen. Insgesamt verfolgte das Projekt an den acht Standorten über 480 Versuchsflächen mit 200 verschiedenen Artengemeinschaften, die zweimal im Jahr gemäht wurden. Die Analyse des Schnittgutes zeigte bei allen Standorten erstaunlich deutlich, dass die Menge an Pflanzenmasse von der Artenvielfalt abhängt: Mit jeder Halbierung der Anzahl Pflanzenarten reduzierte sich der

Ertrag um durchschnittlich 80 Gramm Trockenmasse pro Quadratmeter.

Aber warum sollte eine höhere biologische Vielfalt die Produktivität begünstigen? Von grosser Bedeutung, so erklären die Wissenschafter, scheint die bessere Nischenausnutzung unter erhöhter Artenvielfalt zu sein. Pflanzenarten unterscheiden sich nämlich hinsichtlich der Ausnutzung von Ressourcen wie Licht, Wasser und Nährstoffen. In einer an Arten verarmten Lebens-gemeinschaft sind daher unter Umständen nicht alle ökologischen Nischen besetzt, was sich in einer sinkenden Produktivität niederschlagen kann. Artenreiche Gemeinschaften verfügen dagegen über eine höhere Gesamtausnutzung der Ressourcen Zudem erscheinen viele Arten' nicht nur in Konkurrenz: miteinander zu stehen, sondern können sich auch zum Beispiel über Wurzelpilze im Boden gegenseitig positiv beeinflussen In artenreichen Lebensgemeinschaften scheint sich dies in einer gesteigerten Wachstumsrate und damit in einer höheren Produktivität niederzuschlagen.

Bahnbrechendes Forschungsresultat

Wurde in der Ökologie bisher grundsätzlich von einer negativen Beziehung zwischen Biodiversität und Produktivität ausgegangen, zeigt sich nun plötzlich das Gegenteil. Das Problem war, erklärt Schmid, dass viele früher durchgeführte vergleichende Studien andere Einfluss-faktoren wie etwa den Nährstoffgehalt des Bodens nicht konstant gehalten haben. So kann zwar tatsächlich beobachtet werden, dass eine Düngerzugabe in einer Wiese die Produktivität steigert und gleichzeitig die. biologische Vielfalt senkt. Dass sich damit aber keine Aussage über einen kausalen Zusammenhang zwischen der Biodiversität und der Produktivität machen lässt, konnte nun deutlich gezeigt werden. Dieser neue Sachverhalt gibt dem Schutz der biologischen Vielfalt nun plötzlich eine sachliche Komponente von seiten der Wissenschaft: Nicht nur aus ethischen Gründen, sondern auch zur Sicherung der Ökosystemfunktionen sollte daher versucht werden, möglichst viele Tier- und Pflanzenarten zu erhalten.

Schmid hebt zudem hervor, dass die Resultate auch für die Landwirtschaft von grossem Interesse sind, zeigen sie doch, dass entgegen bisherigen Vermutungen durch bewusstes Ausnutzen positiver Biodiversitätseffekte Ertragssteigerungen durchaus möglich wären. Zukünftige Forschungsarbeiten werden beispielsweise untersuchen, ob die Artenzahlen der zurzeit verwendeten Wiesenmischungen für Grünland bei gleichzeitig reduziertem Düngereinsatz erhöht werden können, ohne Ertragseinbussen hinnehmen zu müssen. Zudem verdeutlicht das Forschungsergebnis, dass die neue Landwirtschaftspolitik, die sich die Erhöhung der biologischen Vielfalt in unserer Landschaft zum Ziel gesetzt hat, auf dem richtigen Weg ist, um Ökosystem-Dienstleistungen wiederherzustellen.