Extreme Dürren schwächen Ökosysteme

Extreme und langanhaltende Dürren gefährden die Stabilität von Ökosystemen weltweit. Eine internationale Studie zeigt, dass deren Produktivität mit jedem Dürrejahr weiter sinkt. Weniger wasserlimitierte Ökosysteme wie in der Schweiz können sich aber nach anfänglichen Produktionsverlusten anpassen.

Dürren gehören zu den schwerwiegendsten Störungen in Ökosystemen. Mehrjährige Perioden von Trockenheit können enorme Schäden anrichten – sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich. Deswegen haben Forschende rund um den Globus in einer Studie Daten von weltweit 74 Gras- und Buschlandschaften auf sechs Kontinenten analysiert. Gegenstand der Studie war die Frage, ob sich Ökosysteme bei anhaltender Dürre anpassen (d.h. ihre Funktion stabilisieren) oder ob sie mit der Zeit immer stärker geschwächt werden. Bislang waren die wissenschaftlichen Antworten nicht eindeutig.

Resultate bemerkenswert

Die Studie hat neue Erkenntnisse gebracht: Je länger und intensiver Dürren andauern, desto stärker leiden die Ökosysteme darunter. Es zeige sich aber auch: «Viele der Lebensräume können sich nach anfänglichen Produktivitätsverlusten an mehrjährige Trockenperioden anpassen», so Andreas Stampfli von der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften BFH-HAFL, die an der Studie beteiligt war. Es sei bemerkenswert, so Stampfli, dass ein Teil der untersuchten Standorte selbst nach mehreren aufeinanderfolgenden Dürrejahren kaum Veränderungen in ihrer Produktivität zeigte.

Die zweite Erkenntnis bezieht sich aber auf weniger wasserlimitierte Ökosysteme, wie sie in feuchteren Klimata der Schweiz und Mitteleuropas vorkommen. «Diese reagieren offenbar insgesamt weniger empfindlich, weil selbst bei extremem Niederschlagsmangel noch Wasser im Boden verbleibt, sodass sich die Artengemeinschaften anpassen können.» Anders sehe es aber in typischerweise trockenen Graslandgebieten der USA, Chinas, Argentiniens oder Australiens aus.

Laut BFH-HAFL zeigt die Studie weiter: Wenn extreme Trockenjahre, wie sie normalerweise nur einmal in hundert Jahren vorkommen, über mehrere Jahre hintereinander auftreten, breche die Pflanzenproduktion dramatisch ein. Nach vier solchen Jahren sinke die Produktivität um rund 160 Prozent stärker als bei moderaten Dürren.

Weltweites Dürre-Experiment untersucht Folgen für Gras- und Buschländer

Grundlage war das internationale «Drought Experiment», eine mehrjährige weltweite Studie zu den Auswirkungen von Trockenheit auf die Pflanzenproduktion, die die Leistungsfähigkeit von Ökosystemen anzeigt. Die Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften BFH-HAFL war die einzige Schweizer Institution, die dazu Daten beisteuerte.

Die Forschenden haben mithilfe von Regenschutz-Konstruktionen über drei bis vier Jahre hinweg ganzjährige Dürren simuliert, um deren Auswirkungen auf die Produktivität der Ökosysteme zu messen. Andreas Stampfli und seine Kollegin Michaela Zeiter von der BFH-HAFL steuerten Daten von ihrem Experiment in Thun bei. Vor, während und nach der simulierten Trockenheit wurden die Funktion und die Artenzusammensetzung des Ökosystems erfasst.