Globaler Wandel und Biodiversität

Vielfalt schützt vor Trockenheit

Artenreiche Tropenwälder sind besser gegen trockene Phasen gewappnet als Monokulturen. Dies zeigt die neuste Publikation aus dem universitären Forschungsschwerpunkt Globaler Wandel und Biodiversität. Mitarbeiter Michael O'Brien hat die Zusammenhänge in Malaysia erforscht.

Stefan Stöcklin

Baumsetzlinge werden gepflanzt
Baumsetzlinge werden gepflanzt
Michael O'Brien (li) mit seinem Team beim Pflanzen der Baumsetzlinge in Borneo. (Bilder zVg)

Der Klimawandel wird uns mehr Wetterextreme bescheren, sowohl was die Temperaturen als auch die Niederschläge betrifft. Wie aber reagieren Wälder in den tropischen Zonen auf trockene Phasen – und spielt ihre Diversität eine Rolle? «Antworten auf diese Fragen sind dringend nötig, denn Wälder gehören zu den wichtigsten Ökosystemen, die das Klima und den CO2-Gehalt der Atmosphäre regulieren», sagt Michael O'Brien. Der Biologe hat im Rahmen eines Projektes des Universitären Forschungsschwerpunktes (UFSP) «Globaler Wandel und Biodiversität» erste Antworten gefunden. Die im renommierten Journal «Nature Ecology & Evolution» publizierte Arbeit unterstreicht die Bedeutung der Biodversität. Denn artenreiche Baumgemeinschaften bewältigen Trockenphasen besser als einförmige Monokulturen. Auf dies lassen zumindest mehrjährige Versuche mit Baumsetzlingen schliessen.

Die Testgebiete des UFSP in Borneo bieten geeignete klimatische Bedingungen zum Design entsprechender Experimente. Auf die Regenwälder im «Danum Valley» und «Malula Forest» fallen jährlich um die 3000 Millimeter Wasser. Hier hat der Post-Doktorand in Zusammenarbeit mit Andy Hector, heute an der Universität von Oxford, und lokalen Helfern 20 Testflächen mit unterschiedlich diversen Gemeinschaften aus vier lokalen Baumarten bepflanzt. Die Hälfte der Testfelder wurde im Frühjahr 2014 während drei, ein Jahr später während fünf Monaten mit Plastikfolien vom Regen abgeschirmt. Solche künstlichen Trockenphasen in tropischen Regionen entsprechen künftigen Verhältnissen, wie sie aufgrund von Modellrechnungen vorkommen werden und bereits heute zum Beispiel aufgrund des El Niño Phänomens auftreten. Das Wachstum aller Jungbäume wurde regelmässig gemessen.

Testplot
Testplot
Plastikfolien halten auf einem Teil der Felder die Niederschläge ab.

Negative Rückkopplung

Der dreijährige Versuch zeigte, dass alle Gemeinschaften von Baumsetzlingen auf den Trockenstress reagierten, aber in sehr unterschliedlichem Masse. «Artenreiche Gemeinschaften wuchsen praktisch gleichgut unter Trockenstress wie unter normalen Bedingungen», sagt O'Brien. Dagegen verlangsamte sich das Wachstum in den Monokulturen unter trockenen Bedingungen deutlich um rund acht Prozent. Messungen der Blätter zeigten, dass das verlangsamte Wachstum nicht auf eine verminderte Photosynthese, sondern auf Wassermangel zurückzuführen war.

«Jungbäume der gleichen Art konkurrieren stärker um Wasser als Jungbäume verschiedener Arten», folgert der Biologe. Das bedeutet aber auch, dass Trockenheit selbst ein wichtiger Feedback-Mechanismus von Diversität ist. Weil Baumindividuen artenreicher Waldpopulationen weniger in Konkurrenz um Wasser zu einander stehen, fördern Trockenperioden durchmischte Gemeinschaften. Im Umkehrschluss heisst dies, dass weniger durchmischte Wälder stärker auf Trockenphasen reagieren werden, was den Artenverlust weiter beschleunigen könnte. «Um diese negative Rückkopplung unter künftigen Klimaverhältnissen zu verhindern, sollte die Biodiversität tropischer Wälder so gut wie möglich geschützt werden», sagt O'Brien.

Stefan Stöcklin, Redaktor UZH News

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