Biodiversität ist der beste Landwirt

Biodiversität beeinflusst knapp die Hälfte der Prozesse im Ökosystem und intensive Grünlandbewirtschaftung erzielt keinen höheren Ertrag als eine hohe Biodiversität. Dies sind die zentralen Ergebnisse des grössten Langzeit-Biodiversitätprojekts «Jena Experiment». Das derzeitige Artensterben wird in kommenden Jahren drastische Auswirkungen haben.

Fruchtbare Böden, gute Grundwasserqualität und Produktion von Nahrungsmittel sind nur einige Naturleistungen, die der Mensch von Ökosystemen bezieht. Um diese Leistungen für uns Menschen sowie alle anderen Bewohner bereitstellen zu können, muss ein Ökosystem intakt und gesund sein. Welche funktionelle Bedeutung hat somit das Sterben der Arten? Kann der weltweite Artenverlust dazu führen, dass Ökosysteme am Ende schlechter «funktionieren»? Die Ergebnisse des seit 2002 laufenden Langzeitprojektes «Jena Experiment» hat Professor Weisser der Technischen Universität München TUM in der Zeitschrift „Basic and Applied Ecology“ zusammengefasst. Das Projekt wird von der Friedrich-Schiller-Universität Jena koordiniert.

In einer Mitteilung berichtet TUM, dass wenn ein Lebensraum durch menschliches Eingreifen zerstört werde, eine Art meist nicht sofort aussterbe, sondern einige Zeit später. Und dieses Aussterben hat nach dieser Erkenntnis dann einen zeitverzögerten Effekt auf die Stoffkreisläufe. «Eine Besonderheit am Jena Experiment ist die Tatsache, dass wir über 15 Jahre unsere Untersuchungen und Analysen durchgeführt haben», erklärt Prof. Weisser. «Da der Einfluss der Biodiversität verzögert sichtbar wird, konnten wir manche Effekte erst ab dem Jahr 2006 oder 2007 beobachten – also vier oder fünf Jahre nach Beginn des Projektes.»

Die Effekte der Biodiversität wurden im Jena Experiment entsprechend über die Zeit stärker: In artenreichen Gemeinschaften wurden die positiven Effekte wie etwa die Kohlenstoffspeicherung im Boden, die mikrobielle Atmung oder die Entwicklung der Bodenfauna erst mit der Zeit stärker. Andererseits wurden genauso die negativen Effekte von Monokulturen später sichtbar. «Dies bedeutet, dass die negativen Effekte des derzeitigen Artenverlustes erst in einigen Jahren vollständig augenscheinig werden», warnt Weisser.

Der Landwirt ist nicht ertragreicher als die Natur

80.000 Messungen wurden von interdisziplinär aufgestellten Arbeitsgruppen aus Deutschland, Österreich, der Schweiz und den Niederlanden durchgeführt. Auf mehr als 500 Versuchsparzellen hatten sie unterschiedlich viele Pflanzenarten angesät, von Monokulturen bis zu Mischungen von 60 Arten. Neben Pflanzen wurden auch alle weiteren im Ökosystem vorkommenden Organismen untersucht – im und oberhalb des Bodens. Daneben sind von Bodenkundlern die Stoffkreisläufe von Kohlenstoff, Stickstoff und Nitrat und auch der Wasserkreislauf über den gesamten Zeitraum von 15 Jahren untersucht worden.

So konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler belegen, wie sich die Artenvielfalt auswirkt auf die Kapazität des Bodens, Wasser aufzunehmen, zu speichern oder abzugeben. «Kein anderes Experiment hat bisher die Nährstoffkreisläufe mit solcher Genauigkeit untersucht», sagt Prof. Wolfgang W. Wilcke vom Lehrstuhl für Geoökologie am KIT in Karlsruhe. Wie sehr etwa der Stickstoffkreislauf eines Bodens von vielen Faktoren wie etwa der Artenvielfalt, von mikrobiologischen Organismen, dem Wasserkreislauf und der Pflanzeninteraktion abhängt, wurde im Jena Experiment erstmals deutlich.

Die Ergebnisse führten unter anderem zu folgenden Schlussfolgerungen:

• Artenreichere Wiesen hatten über die gesamte Zeit des „Jena Experiments“ eine höhere Produktivität als artenarme Wiesen. Eine gesteigerte Bewirtschaftungsintensität durch zusätzliche Düngung und eine häufigere Mahd erreichte denselben Effekt: Wenn ein Landwirt bestimmte Arten fördert und düngt, ist er im Durschnitt betrachtet folglich nicht erfolgreicher als die Natur.
• Die Energie der Biomasse (Bioenergiegehalt) von artenreichen Wiesen war deutlich höher als der von artenarmen Wiesen, zugleich aber ähnlich hoch wie viele der heute stark subventionierten Arten wie etwa von Chinaschilf.

Bessere Ökosystemleistungen durch mehr Biodiversität

• Artenreiche Flächen hatten eine bessere Kohlenstoffspeicherung.
• Die Anzahl von Insekten und anderen Arten war deutlich höher.
• Wechselwirkungen zwischen Arten wie etwa Bestäubungen fanden häufiger statt.
• Artenreichere Wiesen transportierten Oberflächenwasser besser in den Boden.
• Artenreiche Ökosysteme waren stabiler gegenüber Störungen wie Dürren oder Überschwemmungen als artenarme Ökosysteme.

Das Jena Experiment beweist aufgrund seiner Breite erstmals, dass ein Verlust der Artenvielfalt negative Konsequenzen für viele einzelne Komponenten und Prozesse in Ökosystemen hat. Das weltweite Artensterben bedeutet also nicht nur, dass ein Teil des evolutionären Erbes der Erde unwiederbringlich verloren geht und der Mensch seiner Fürsorgepflicht gegenüber anderen Geschöpfen nicht gerecht wird, sondern es hat direkte unangenehme Folgen für den Menschen. Das Artensterben wirkt sich unter anderem auch auf die Stoffkreisläufe aus – und diese nehmen direkten Einfluss auf den Wasserhaushalt, der Quell allen Lebens.