Folge der Überdüngung – Vielfalt stickstoffbindender Pflanzen nimmt ab
Anthropogene Stickstoffeinträge, etwa durch Dünger, und der Klimawandel können den Wettbewerbsvorteil von stickstoffbindenden Pflanzen verringern, was zu einer geringeren Vielfalt dieser Pflanzen in einer Gemeinschaft führt. Überraschenderweise tragen zunehmende Temperaturen und Trockenheit nicht zu den beobachteten zeitlichen Veränderungen der Vielfalt dieser Pflanzen bei, wie ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Dr. Thilo Heinken von der Universität Potsdam herausfand. Die Ergebnisse der Studie wurden nun im Journal “Science Advances“ veröffentlicht.
Stickstoff in Pflanzen zu binden, die sogenannte Stickstofffixierung, ist eine grundlegende Ökosystemleistung, insbesondere in nährstoffarmen Böden. Da der Mensch auf landwirtschaftlich genutzten Flächen zusätzlichen Stickstoff durch Düngung einbringt und auch Industrie und Verkehr zur flächendeckenden Stickstoffdeposition beitragen, können stickstoffbindende Pflanzen zukünftig ihren Wettbewerbsvorteil auf nährstoffarmen Böden verlieren. Zu diesen Pflanzen zählen beispielsweise Klee, Lupinen, Erbsen und Wicken, aber auch Erlenbäume. „In unserer Studie untersuchten wir zeitliche Trends in der Vielfalt dieser Pflanzen und ihre Beziehungen zu anthropogenen Stickstoffeinträgen, wobei wir auch Veränderungen der Temperatur und der Trockenheit berücksichtigten“, sagt Dr. Thilo Heinken, Botaniker am Institut für Biochemie und Biologie.
Das internationale Team analysierte Datensätze aus der forestREplot-Datenbank zum Artenreichtum und zur phylogenetischen Vielfalt der Waldbodenvegetation in gemäßigten Wäldern in Europa und den USA. Die Basiserhebungen für die ausgewählten Flächen wurden zwischen 1940 und 1999 durchgeführt, Wiederholungserhebungen fanden zwischen 1995 und 2019 statt. Dabei fanden sie heraus, dass der Reichtum an stickstoffbindenden Pflanzen mit zunehmendem Stickstoffeintrag abnimmt, unabhängig von Temperaturänderungen und zunehmender Trockenheit.
Die Datenbank forestREplot ist ein Archiv mit Informationen von Probeflächen der Krautschicht in Wäldern, die über die gemäßigten Zonen Europas und Nordamerikas verteilt sind. Aus ihrer Analyse lassen sich globale Trends ableiten. Auch Daten zu den Wäldern Brandenburgs werden durch Thilo Heinken dort eingespeist. „Wenn wir die vergangenen Veränderungen der Vielfalt stickstoffbindender Pflanzen verstehen, können wir künftige Reaktionen auf menschliche Stickstoffeinträge und Klimaveränderungen besser vorhersagen“, fasst er zusammen.
Link zur Publikation: Pablo Moreno-García, Flavia Montaño-Centellas, Yu Liu, et al., 2024, Long-term nitrogen deposition reduces the diversity of nitrogen-fixing plants, Science Advances, https://doi.org/10.1126/sciadv.adp7953
Link zur Datenbank: https://forestreplot.ugent.be/
Abbildung: Die Frühlings-Platterbse (Lathyrus vernus) ist eine stickstoffbindende Pflanze die im Waldunterwuchs vorkommt. Bildrechte: Marcus Schmidt.
Kontakt:
Dr. Thilo Heinken, Institut für Biochemie und Biologie, AG Allgemeine Botanik
Telefon: 0331 977-4854
E-Mail: thilo.heinken@uni-potsdam.de
Medieninformation 21-10-2024 / Nr. 099
Dr. Stefanie Mikulla
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