Pflanzenwasserstress führt zu Graslücken in Namibia

Namibias legendäre Feenkreise sind geheimnisvolle, kreisförmige, kahle Stellen im trockenen Grasland am Rande der Namib-Wüste. Ihre Entstehung wird seit Jahrzehnten erforscht und ist in jüngster Zeit Gegenstand zahlreicher Debatten. Mit umfangreichen Feldforschungen untersuchten Forscher der Universität Göttingen in Deutschland und der Ben-Gurion-Universität in Israel, wie frisch gekeimtes Gras innerhalb des Feenkreises abstirbt.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass das Gras aufgrund von Wassermangel im Feenkreis verdorrt. Der Oberboden, bestehend aus den obersten 10 bis 12 Zentimetern des Bodens, fungiert als eine Art „Todeszone“, in der frisches Gras nicht lange überleben kann. Das neue Gras stirbt 10 bis 20 Tage nach dem Regen ab. Den Forschern zufolge widerlegt die Tatsache, dass es keine Anzeichen von Termitenschäden aufweist, eine konkurrierende Theorie. Die Ergebnisse waren veröffentlicht im Tagebuch Perspektiven in Pflanzenökologie, Evolution und Systematik.

Für die Studie analysierten die Wissenschaftler 500 einzelne Graspflanzen in vier Regionen der Namib, indem sie Wurzel- und Blattlängen maßen, statistische Analysen durchführten sowie fotografische Beweise sammelten und verglichen. Außerdem führten sie mehrere hundert Messungen der Bodenfeuchtigkeit während oder nach den Regenzeiten 2023 und 2024 durch.

Dabei zeigte sich, dass der Oberboden sehr anfällig für Austrocknung ist. Während und nach der Regenzeit ist die Bodenfeuchtigkeit hier drei- bis viermal niedriger als der Boden in einer Tiefe von etwa 20 Zentimetern. Darüber hinaus ist der Oberboden während der Graswachstumsphase nach reichlichen Niederschlägen innerhalb des Feenkreises deutlich trockener als außerhalb.

Unter diesen Bedingungen können frisch gekeimte Gräser im Feenkreis nicht überleben: Sie trocknen aus, weil sie mit ihren durchschnittlich 10 Zentimeter langen Wurzeln die tieferen, feuchteren Erdschichten nicht erreichen können.

Im Gegensatz dazu profitieren die großen, mehrjährigen Grasbüschel, die am Rande des Feenkreises wachsen, davon, dass sie das Bodenwasser bis in eine Tiefe von 20 bis 30 Zentimetern und darunter erreichen können. Diese Grasbüschel werden nach dem Regen schnell grün.

„Durch ihr gut entwickeltes Wurzelsystem nehmen diese Grasbüschel das Wasser besonders gut auf. Nach dem Regen haben sie einen enormen Wettbewerbsvorteil gegenüber den frisch gekeimten Gräsern im Feenkreis. Das neue Gras verliert nur wenig Wasser.“ über die Transpiration seiner kleinen Blätter, was zu einer unzureichenden ‚Saugkraft‘ führt, um neues Wasser aus tieferen Bodenschichten zu ziehen“, erklärt Erstautor Dr. Stephan Getzin, Abteilung Ökosystemmodellierung der Universität Göttingen.

Die Messdaten zeigen auch, dass die physikalische Leitfähigkeit des Wassers in den ersten 20 Tagen nach dem Regen vor allem im Oberboden hoch ist und mit der Tiefe abnimmt. Dadurch ziehen die Grasbüschel vor allem Wasser aus den obersten 10 bis 20 Zentimetern des Bodens.

Getzin sagt: „Dies ist die Ursache für das Absterben des neuen Grases im Feenkreis.“ Kontinuierliche Bodenfeuchtigkeitsmessungen über mehrere Jahre stützen diese Schlussfolgerung. Denn das Bodenwasser im Feenkreis nimmt mit der Stärkung und dem Nachwachsen nur merklich schnell ab.“ des umgebenden Grases nach Regen.“

Nach Ansicht der Forscher zeugt dies von der grundsätzlichen Funktion der Feenkreise als Wasserquellen für das von der Dürre geplagte Gras der Namib. Das Gras selbst bildet die runde Form der Feenkreise, da es so für sich selbst die maximale Versorgung mit Bodenwasser schafft. „Diese Selbstorganisation kann man als ‚Schwarmintelligenz‘ bezeichnen. Es handelt sich um eine systematische Anpassung an den Ressourcenmangel in Trockengebieten“, sagen Getzin und sein Kollege Dr. Hezi Yizhaq.

In ihrer Studie kommentieren Getzin und Yizhag auch die Theorie, dass Termiten die Wurzeln von frischem Gras im Feenkreis verkürzen, indem sie sich von ihnen ernähren, was zum Absterben des neuen Grases führt. „In einer ausführlichen Diskussion der Veröffentlichungen zur Sandtermitentheorie zeigen wir, dass bisher keine einzige Feldstudie mit systematischen Messdaten zur Wurzellänge absterbender Gräser gezeigt hat, dass Termitenfraß an den Wurzeln neu gekeimter Gräser entsteht Namib-Feenkreise“, sagen die Forscher.

Sie heben auch die Sorge hervor, dass die Befürworter der Sandtermitentheorie andere Forschungsergebnisse als „Beweise“ für die Abtötung von frischem Gras durch Termitenfresser an den Wurzeln anführen, die zitierten Artikel sich jedoch nicht einmal mit diesem speziellen Thema befassen Gegenstand.