Der Frühling bringt einheimische Wildblumen in den Santa Monica Mountains nordwestlich von Los Angeles zum Blühen. Diese Schönheiten bieten Nahrung für Insekten, sorgen für einen gesunden Boden und filtern das in den Boden eindringende Wasser – und bieten darüber hinaus atemberaubende Farbspiele.
Sie sind auch gut darin, nach einem Waldbrand zu überleben, da sie sich über Jahrtausende daran angepasst haben. Neue Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass Wildblumen, die normalerweise nach einem Brand und einem guten Regen wieder aufbrechen würden, der seit langem bestehenden doppelten Bedrohung durch städtischen Smog und nicht heimische Unkräuter zum Opfer fallen.
A Kürzlich durchgeführte Studie unter der Leitung von Justin Valliere, Assistenzprofessor am Department of Plant Sciences der UC Davis, hat herausgefunden, dass einheimische Wildblumen und andere Pflanzen, die normalerweise nach einem Brand gedeihen, stattdessen durch invasive Pflanzen an Land ersetzt wurden, die den Stickstoff aufgenommen haben, der in Fahrzeugabgasen enthalten ist.
Das Werk erscheint in Biologie des globalen Wandels.
„Viele heimische Pflanzen in feuergefährdeten Gebieten sind auf Feuer angewiesen, und einige sind vollständig darauf angewiesen. Einige kommen sogar nach einem Brand am häufigsten vor“, sagte Valliere. „Aber wir haben herausgefunden, dass diese feuerverfolgenden Arten möglicherweise besonders anfällig für die Kombination aus Stickstoffverschmutzung und invasiven Pflanzen sind.“
Das ist einer der Gründe, warum einheimische Pflanzen in diesen Bergen zurückgegangen sind.
Samenbank, die darauf wartet, zu keimen
Das Problem einheimischer Pflanzen lässt sich mit einem in Anspruch genommenen Bankkonto vergleichen: Abgehobene Beträge werden nicht ersetzt.
Es beginnt mit Feuer, einem wichtigen ökologischen Prozess, sagte Valliere. Flammen verbrennen Pflanzen an der Oberfläche und geben ihre Nährstoffe an den Boden zurück. Im Boden schlafende Samen warten darauf, dass der nächste Regen sprießt, und nutzen dann diese Nährstoffe zum Wachsen.
„Die Pflanzenvielfalt ist oft in der Vegetationsperiode unmittelbar nach einem Standortbrand am höchsten“, sagte er.
Aber eindringende Pflanzen haben gegenüber einheimischen viele Vorteile. Sie keimen oft früher, wachsen schneller und bilden mehr Samen, vertragen aber auch Trockenheit.
„Sie sind wie Betrüger“, sagte Valliere. „Sie befolgen nicht die gleichen Regeln.“
Auch Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil der Ernährung jeder Pflanze. Sie erhalten einen Düngeschub durch Stickstoff, der in Fahrzeugabgasen aufsteigt und zu Boden fällt. Doch die Eindringlinge nutzen Stickstoff und andere Nährstoffe, um schneller zu wachsen und gewinnen so den Wettlauf um Wasser und Sonnenlicht. Dadurch erreichen weniger einheimische Pflanzen die Reife und produzieren weniger Samen, die ihre Populationen gedeihen lassen.
Wenn der Kontostand Null erreicht
Der Springs Fire 2013 bot Valliere die einzigartige Gelegenheit, die kombinierten Auswirkungen von Waldbränden und zusätzlichem Stickstoff zu untersuchen. Er und Kollegen von der UC Riverside und dem National Park Service erstellten Testflächen in den Santa Monica Mountains, wo das Feuer gebrannt hatte. Dann fügten sie dem Boden Stickstoff hinzu, um die Menge und Art nachzuahmen, die der Smog in LA ablagern würde. Im Laufe der drei Jahre der Studie gingen einheimische Pflanzen, die normalerweise nach einem Waldbrand gediehen wären, in den Parzellen mit zugesetztem Stickstoff sogar noch schneller zurück.
Einheimische Samen keimten, blühten aber nicht. Mit der Zeit schrumpfte die Samenbank des Bodens.
„Jeder Samen hat eine Chance zu blühen und sich zu vermehren“, sagte Valliere. „Wenn ein Samen wächst und verdrängt wird, hat dieser Samen seine Chance verloren, die Samenbank wieder aufzufüllen.“
Ohne die Möglichkeit, ihr Bankkonto aufzufüllen, sterben einheimische Pflanzen aus und das Ökosystem gerät aus dem Gleichgewicht.
„Die biologische Vielfalt hat einen inhärenten Wert“, sagte Valliere. „Diese invasiven Unkräuter könnten die Wiederherstellung einheimischer Sträucher nach einem Brand verhindern und die Pflanzengemeinschaft manchmal für immer verändern.“
Der Verlust einheimischer Pflanzen kann kaskadierende Auswirkungen auf die größere Umwelt haben. Zu den Problemen können der Verlust einheimischer Bienen, die sich von den Blumen ernähren, und Schlammlawinen gehören, wenn Regen Hänge instabil macht.
In ähnlichen Gebieten, in denen die Artenvielfalt nach Waldbränden gedeiht – darunter Teile des Mittelmeerbeckens, des südlichen Afrikas und Australiens – bedroht die Luftverschmutzung auch die einheimische Vegetation.
Die Zunahme von Stadtsmog „könnte schwerwiegende Folgen für die Artenvielfalt feuergefährdeter Ökosysteme weltweit haben“, warnte Valliere.
Zu den Co-Autoren gehören Irina Irvine vom National Park Service und Edith Allen von der UC Riverside.
Mehr Informationen:
Justin M. Valliere et al., Stickstoffablagerung unterdrückt kurzlebige Pflanzenvielfalt nach einem Brand, Biologie des globalen Wandels (2024). DOI: 10.1111/gcb.17117