Invasive Pflanzen profitieren von extremen Umwelt-Ereignissen

Globaler Klimawandel bedeutet nicht nur, dass sich Umweltbedingungen in den durchschnittlichen Werten ändern, sondern oftmals auch, dass die Variabilität von Umweltbedingungen zunimmt –  in Form erhöhter Niederschlagsschwankungen oder häufigerer Extremereignisse wie Dürren oder Überschwemmungen. Die ökologischen Auswirkungen solch veränderter Umweltvariabilität sind bisher aber kaum untersucht. In einer experimentellen Studie haben Forschende des Instituts für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern jetzt gezeigt, dass eine Zunahme von Umweltvariabilität die Invasion exotischer Pflanzen in einheimischen Lebensgemeinschaften verstärkt. Die Studie wird nun in «Nature Communications» publiziert.

Japanknöterich als Modellpflanze

Invasionen von exotischen Pflanzen und Tieren sind neben Klima- und Landnutzungsänderungen ein Hauptaspekt des globalen Wandels und eine der grössten Bedrohungen einheimischer Biodiversität. Die Berner Pflanzenwissenschaftler Oliver Bossdorf, Madalin Parepa und Markus Fischer untersuchten in diesem Zusammenhang den Japanknöterich, eine der weltweit problematischsten invasiven Pflanzenarten, die sich auch in Europa stark ausbreitet und grosse Probleme verursacht.

Mit einem Experiment zeigten die Forscher, dass sich der Invasionserfolg des Japanknöterich in einheimischen Pflanzengemeinschaften vervielfacht, sobald die Nährstoffversorgung der Pflanzen nicht mehr konstant ist, sondern stark schwankt oder in Form einer einzelnen extremen Nährstoffzufuhr stattfindet. «Der Japanknöterich ist scheinbar besonders gut darin, aus plötzlich veränderten Nährstoffbedingungen Kapital zu schlagen, und er ist den einheimischen Pflanzen darin überlegen», sagt Madalin Parepa, Erstautor der Studie. Starke Nährstoffschwankungen werden zum Beispiel durch Überschwemmungen an Flussufern erzeugt, in den Lebensräumen also, in denen sich der Japanknöterich besonders aggressiv ausbreitet.

Künftig noch stärkere Ausbreitung erwartet

Eine Besonderheit der neuen Berner Studie ist, dass im Experiment ausschliesslich die zeitliche Variabilität der Nährstoffe manipuliert, die insgesamt eingesetzte Nährstoffmenge aber konstant gehalten wurde. Dadurch konnten die Pflanzenwissenschaftler zeigen, dass die beobachteten Effekte tatsächlich reine Variabilitätseffekte waren. «Offenbar können allein Änderungen der Umweltvariabilität drastische ökologische Konsequenzen haben», folgert Studienleiter Oliver Bossdorf.

Allgemeine Computermodelle sagen voraus, dass die Klimavariabilität und die Häufigkeiten von extremen Umweltereignissen in Zukunft vielerorts weiter zunehmen werden. Vor diesem Hintergrund gehen die Berner Forschenden davon aus, «dass dies die weitere Ausbreitung invasiver Pflanzen begünstigen und den durch den Menschen verursachten ökologischen Wandel stark beschleunigen wird», so Bossdorf.

Bibliographische Angaben:

Madalin Parepa, Markus Fischer, Oliver Bossdorf: Environmental variability promotes plant invasion. Nature Communications, 19. März 2013, doi:10.1038/ncomms2632