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Bisher hat man vor allem danach geforscht, wie sich das Verschwinden einer Pflanzenart auf die Leistungen des gesamten Ökosystems auswirkt. Unter «Leistung» wird beispielsweise die Schaffung von nährstoffreichen Böden verstanden, das Anlocken von Insekten auf Felder mit Nahrungs- bzw. Futterpflanzen oder die CO2-Umwandlung in Sauerstoff, die alle chlorophyllhaltigen Pflanzen mehr oder weniger ausgeprägt leisten.
Wenn nun eine Pflanzenart innerhalb eines Ökosystems ausstirbt, zum Beispiel indem Bäume abgeholzt werden, hat man bisher zwar die Auswirkungen dieses Ausfalls einer Spezies auf das Zusammenspiel des ganzen Ökosystems erkannt; man hat jedoch unterschätzt, wie nötig die Vielfalt der anderen mitwirkenden Pflanzenspezies ist. Konkretes Beispiel: Wenn Mischwälder abgeholzt werden, reicht es nicht, als Ersatz einfach Birken zu pflanzen, um wieder ein voll funktionierendes Waldökosystem zu erhalten. Birken «liefern» nur gewisse Leistungen für das Gesamtsystem, für andere sind sie weniger geeignet.
Die Bedeutung der Biodiversität für funktionierende Ökosysteme wurde bisher unterschätzt, haben Professor Andy Hector von den Umweltwissenschaften an der UZH und Dr. Robert Bagchi von der Oxford-Universität herausgefunden. Was der gesunde Menschenverstand schon immer vermutet hat, haben die Forscher nun mathematisch beweisen können.
Die beiden Umweltwissenschaftler haben dazu eine neue Methode entwickelt, mit der die Funktionalität eines Ökosystems erfasst werden kann. Dabei haben sie zunächst ein Ökosystem – wie etwa eine europäischen Wiesengemeinschaft – analysiert und Gruppen von Arten spezifiziert, die das Ökosystem tragen. Diese Artengruppen leisten jeweils ihren Beitrag für das Funktionieren des Gesamtsystems. Die Frage ist nun, ob die Leistungen einzelner Artengruppen bei deren Verschwinden durch andere ersetzt werden können oder ob es Spezialisten sind, deren Leistung nicht ersetzt werden kann.
Hector und Bagchi haben bei ihren Untersuchungen festgestellt, dass lediglich 20 bis 50 Prozent einer Artengruppe Leistungen anderer Gruppen abdecken können. Dass bedeutet, dass die Leistungen von «Spezialisten» nicht durch andere Arten ersetzt werden. Verschiwinden diese «Spezialisten, ist das System in seiner Gesamtheit gefährdet. «Vergleichbar ist diese Funktionalität mit einem Schweizer Messer», erklärt Hector, «die verschiedenen Schneidewerkzeuge als Ganzes zeichnen das Qualitätswerkzeug aus.» Es brauche mehrere Spezies-Gruppen, sagt Dr. Bagchi, damit das Ökosystem voll funktionieren könne.
Wenn man wie früher nur auf eine einzelne Ökosystem-Leistung fokussiert, kann das anderswo zu Problemen führen: Indem man zum Beispiel den Ertrag eines Feldes durch Düngemittel stark steigert, damit aber ungewollt die Nitratkonzentration in nahen Gewässern erhöht. Dies verschmutzt seinerseits das Wasser, was wiederum das Seegras zum Wuchern bringt und andere negative Auswirkungen zeitigt.
Die beiden Forscher Andy Hector und Robert Bagchi testen derzeit ihre Beobachtungen zur Biodiversität mit neuen Studien in den Tropen. Konkret steht Professor Hector dem Sabah Biodiversitätsexperiment im malaysischen Borneo vor. Dort untersuchen mehrere Forschergruppen, ob das Wiederaufforsten des abgeholzten Tropenwaldes tatsächlich erfolgreicher ist, wenn man mit vielen verschiedenen Pflanzen ein voll funktionierendes Waldökosystem wiederherzustellen versucht – statt wie bisher üblich mit einer Monokultur junger Tropenhölzer.