Pflanzenvielfalt & Unkraut: Heute bekämpfen morgen fördern?

30.06.2012, Susan Haffmans

Zwei neue Veröffentlichungen in Science dokumentieren die Bedeutung von Pflanzenvielfalt für den Erhalt von Biodiversität und von landwirtschaftlicher Produktivität.

WissenschafterInnen um Michael Pocock vom NERC Centre for Ecology & Hydrology untersuchten auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in England verschiedene Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren in so genannten Netzwerken, u.a. in Nahrungsnetzwerken und Bestäubungsnetzwerken¹. Die ForscherInnen konnten dabei mehr als 1.500 Zusammenhänge zwischen 560 unterschiedlichen Organismen identifizieren, die durch verschiedene Interaktionsnetze miteinander verbunden waren. Untersucht hatten die Wissenschaftler unter anderem die Interaktion zwischen Pflanzen und Bestäubern wie Schmetterlingen und Bienen, Vögeln, die sich von Pflanzensamen ernähren, Nagetieren sowie pflanzlichen und tierischen Parasiten.

In Modellen wurde ermittelt, welche Auswirkungen der Verlust von Pflanzen auf die beobachteten Netzwerke hat. Hierbei stellten die Wissenschaftler fest, dass sich schon der Verlust einer einzigen Pflanze auf das gesamte beobachtete Ökosystem auswirkte, wobei verschiedene Tiere und Pflanzen unterschiedlich stark vom Wegfall bestimmter Pflanzen betroffen waren. So hatte etwa im Modell der Verlust von Pflanzen auf Schmetterlinge und Bienen einen größeren negativen Einfluss als auf Samen fressende Vögel und Nagetiere.

Als für Tiere in Nahrungsnetzen agrarischer Ökosysteme besonders wichtige Nahrungspflanzen identifizierten die Forscher Disteln, Wiesenkerbel, Hahnenfuß und Klee. Landwirte würden von den sogenannten "Ökosystem-Dienstleistungen" wie der Bestäubung durch Bienen und Schmetterlinge profitieren und könnten sich derlei Funktionen zunutze machen. Die allgemeine Förderung der biologischen Diversität und die spezifische Förderung und Wiederansiedlung der genannten Blühpflanzen im Speziellen trägt den Wissenschaftlern zufolge dazu bei, die Produktivität landwirtschaftlicher Anbausysteme und dadurch die Lebensmittelproduktion zu fördern.

Die Bedeutung der Pflanzenvielfalt für das agrarische Ökosystem wurde auch in anderen Untersuchungen belegt. So zeigten Wissenschaftler eines internationalen Forscherteams der Universität Minnesota und der Technischen Universität München im Langzeitversuch, dass Pflanzenvielfalt sich positiv auf die Bodenfruchtbarkeit auswirkt².

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten 14 Jahre lang die Produktivität von Böden unter Wiesen mit unterschiedlich vielfältigem Pflanzenbewuchs. Bislang war angenommen worden, dass ab einer bestimmten Pflanzenartenzahl von sechs bis acht Arten keine weitere Steigerung der Bodenfurchtbarkeit durch mehr Pflanzenvielfalt erzielt werden kann. Die neuen Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Annahme nicht stimmt, wenn man lange Untersuchungszeiträume wählt. Die Forscher konnten aufzeigen, dass jede weitere Pflanzenart auch einen signifikanten Zugewinn für das gesamte System bedeutet. Je mehr verschiedene Pflanzenarten auf einer Wiese wachsen, desto mehr Biomasse wird produziert und umso fruchtbarer wird der darunter liegende Boden.

In dem Langzeitversuch hatten die Forscher mehrere insgesamt 2.200 Hektar große Grasland-Parzellen in Minnesota beforscht, in die Anfang der 1990er Jahre je eine, vier, neun oder 16 verschiedene Pflanzenarten eingesät worden waren. Die Biomasse-Erträge und die Bodenfruchtbarkeit der Flächen wurden kontinuierlich erhoben und miteinander verglichen.

Durch Absterben des vielfältigen Bewuchses gelange vielfältiges organisches Material in den Boden. Die sich in Folge bildenden Bodengemeinschaften von Zersetzern wie Insekten, Pilzen und Bakterien würden in ihrer Vielfalt den oberirdischen Pflanzenarten entsprechen und für eine hohe Nährstoffverfügbarkeit und damit auch eine hohe Produktivität sorgen, so die Erklärung der Wissenschaftler. Vor dem Hintergrund ihrer Forschungsergebnisse hoben die Wissenschaftler die Bedeutung des Artenschutzes in Pflanzengesellschaften hervor. Für den Landwirt böten sowohl artenreiche Mähwiesen als auch artenreiche Grünstreifen um Felder einen pflanzenbaulichen Vorteil, denn mit jeder zusätzlichen Pflanzenart steige die Diversität der Räuber, die auch in die Felder wandern und dort beispielsweise die Zahl der Blattläuse reduzieren.

Dass auf der anderen Seite durch den Verlust einer einzelnen Pflanzenart schneeballartig andere Arten verschwinden und dies am Ende das gesamte Ökosystem destabilisieren kann, belegten Wissenschaftler bereits vor zwei Jahren³. Sie untersuchten auf rund 470 Versuchsparzellen mit unterschiedlichen Pflanzengesellschaften, von Monokulturen bis zu Gesellschaften aus 60 verschiedenen Pflanzenarten, die Auswirkungen der Artenvielfalt auf die Stoffkreisläufe und Prozesse innerhalb des Ökosystems Wiese. Hier wurde deutlich, dass Pflanzenbestände eine zentrale Rolle für den Erhalt der Biodiversität und der Produktivität spielen, dass eine hohe Pflanzenartenzahl sich fast immer positiv auf die Artenzahl anderer Gruppen von Organismen auswirkt und so wichtige ökologische Funktionen wie Bestäubung oder Schädlingskontrolle fördern.

Vor dem Hintergrund schwindender Artenvielfalt, einer Monotonisierung der Landschaft, Ausdehnung von Maisanbauflächen und einem auf hohem Niveau verbleibenden Pestizideinsatz sollten die Forschungsergebnisse ein Alarmsignal und Weckruf zugleich sein. Die Forschungsergebnisse bieten konkrete Ansatzpunkte, die gewonnenen Erkenntnisse in politisches Handeln umzusetzen, z.B. durch entsprechende Forschungsförderung, die Förderung nicht-chemischer Alternativen beim Pflanzenschutz, durch Festsetzung von Mindestfruchtfolgegliedern, dem Verbot von Mais in Monokultur, und vieles mehr.

(Susan Haffmans)

¹ Pocock, M.J.O., Evans, D.M., Memmott, J. (2012) The robustness and restoration of a network of ecological networks. Science.335: 973- 977. Eine kostenfreie Kurzfassung findet sich unter www.ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/284na1.pdf
² Peter B. Reich, David Tilman, Forest Isbell, Kevin Mueller, Sarah E. Hobbie, Dan F. B. Flynn, Nico Eisenhauer (2012): Impacts of Biodiversity Loss Escalate Through Time as Redundancy Fades, Science, 4. Mai 2012 Doi: 10.1126/science.1217909 Link: http://www.sciencemag.org/content/336/6081/589.abstract
³ Scherber, C; Eisenhauer, N; Weisser, W W; Schmid, B; Voigt, W; Fischer, M; Schulze, E D; Roscher, C; Weigelt, A; et al., (2010). Bottom-up effects of plant diversity on multitrophic interactions in a biodiversity experiment. Nature, (468):553-556. Postprint erhältlich bei: http://www.zora.uzh.ch

Aus: PAN Germany Pestizid-Brief Mai/Juni 2012