Die Landwirtschaft verändert ganze Ökosysteme

Ein Forschungsteam hat die Auswirkungen der landwirtschaftlichen Grünlandnutzung auf Organismengemeinschaften untersucht. Ihre Studie, kürzlich veröffentlicht im Tagebuch Naturkommunikationzeigt erstmals, dass sich Maßnahmen wie Düngung und Mahd auf Organismen auf allen Ebenen eines Ökosystems und über ganze Nahrungsketten hinweg auswirken und dadurch das Gesamtsystem beschleunigen.

Überall in der Natur sind Lebewesen an die Bedingungen ihres Lebensraums angepasst. Abhängig von der Umgebung stützen sie sich auf Strategien des schnellen oder langsamen Wachstums, einer größeren oder kleineren Körpergröße und vermehren sich unterschiedlich schnell. Dabei sind zwei Faktoren entscheidend: die Verfügbarkeit von Nährstoffen und das Ausmaß „störender“ äußerer Einflüsse.

„Man kann sich das wie die Fabel vom Hasen und der Schildkröte vorstellen – nur dass je nach Umgebung das ‚Rennen‘ mal von Organismen mit einer Strategie ‚gewonnen‘ wird, mal von solchen, die der anderen folgen“, erklärt Prof. Dr . Peter Manning vom Senckenberg Biodiversitäts- und Klimaforschungszentrum Frankfurt, der das Forschungsteam zusammen mit Dr. Margot Neyret von der Universität Grenoble Alpes leitete.

„In ungestörten, nährstoffarmen Ökosystemen überwiegen langsamere Organismen – die ‚Schildkröten‘. Sie nutzen ihre Ressourcen sparsamer, wachsen langsamer und vermehren sich seltener, sind aber normalerweise größer und leben länger. Unter mehr Nährstoffen Unter nährstoffreichen Bedingungen hingegen haben die schnelleren „Hasen“ die Nase vorn – diese Organismen sind tendenziell kleiner und haben einen höheren Nährstoffumsatz, mit einer geringeren Lebenserwartung und einer höheren Reproduktionsrate.

„In unserer Studie konnten wir erstmals zeigen, dass die intensive landwirtschaftliche Nutzung von Grünland dazu führt, dass sich die ‚Hasen‘ auf allen Ebenen eines Ökosystems durchsetzen.“

In ihrer Studie analysierten die Forscher zahlreiche Daten, die im Rahmen des Projekts Biodiversitätsexploratorien für Gebiete auf der Schwäbischen Alb, im mitteldeutschen Hainich und im brandenburgischen Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin gesammelt wurden.

„Wir haben Organismen aus allen Bereichen der beprobten Ökosysteme untersucht – von Mikroorganismen im Boden über Pflanzen, Schmetterlinge und andere Arthropoden bis hin zu Vögeln und Fledermäusen“, berichtet Neyret, ehemals wissenschaftlicher Mitarbeiter am SBiK-F.

„Wir konnten die Auswirkungen der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung in Form von Düngung, Mahd und Beweidung für fast alle Organismen ermitteln. Im Vergleich zu den unbewirtschafteten, natürlichen Flächen dominierten hier Organismen, die der Strategie „Werde schnell, stirb jung“ folgen – die Das gesamte Ökosystem sei in diesen Fällen „schneller“ geworden.

„Dies liegt teils an den direkten Auswirkungen der veränderten Ressourcen und Umweltbedingungen, teils an indirekten, kaskadierenden Effekten innerhalb der Nahrungsketten. Je nach Nutzungsintensität verteilen sich die untersuchten Ökosysteme entlang einer Achse von „langsam“ bis „schnell“. ‚ Lediglich bei einigen größeren Tieren und Bodenorganismen konnten wir diesen Effekt nicht beobachten.“

Wie die Studie zeigt, hat die landwirtschaftliche Nutzung auch Auswirkungen auf verschiedene Ökosystemfunktionen der Organismen, die entsprechend der Intensität der Bewirtschaftung auch „schneller“ werden. „In den beschleunigten Ökosystemen laufen beispielsweise auch Prozesse wie Abbau, Biomasseproduktion oder Nährstoffkreislauf schneller ab“, erklärt Manning.

„Aus menschlicher Sicht sind solche Systeme zunächst landwirtschaftlich produktiver und liefern höhere Erträge. Allerdings könnte dadurch ihre Fähigkeit, Kohlenstoff zu speichern, sinken. Gleichzeitig führt eine erhöhte Nährstoffauswaschung zu einer höheren Schadstoffbelastung. Ungestörte, natürliche Ökosysteme, weiter.“ Andererseits weisen sie tendenziell eine höhere Artenvielfalt auf und sind widerstandsfähiger. Dies spielt auch im Hinblick auf die klimabedingte Zunahme extremer Wetterphänomene eine Rolle.“

Neyret fügt hinzu: „Aufgrund der immer intensiveren Landwirtschaft beschleunigen wir wahrscheinlich Ökosysteme auf der ganzen Welt. Aus anderen Studien wissen wir, dass es vergleichsweise einfach ist, ein Ökosystem durch den Einsatz von Düngemitteln zu beschleunigen – es aber wieder in seinen ursprünglichen „langsamen“ Zustand zurückzubringen, dauert erheblich.“ Dadurch verlieren wir immer mehr langsame Systeme mit ihren spezifischen Organismen und Funktionen. Im Sinne der Vielfalt – und auch angesichts der Herausforderungen durch den Klimawandel – sind hier dringend Gegenmaßnahmen erforderlich.“