Starke Sommertrockenheit vermindert die Pflanzenvielfalt von Schweizer Wiesen

Wiesen und Weiden bilden die Nahrungsgrundlage für die Viehwirtschaft, sie sind aber auch wichtiger Lebensraum für Pflanzen und Tiere. In artenreichem Grasland wachsen hunderte von einheimischen Pflanzenarten, verschiedene Gräser und Kräuter. Pflanzen, Insekten und Bodenlebewesen unterstützen viele Funktionen des Ökosystems und leisten einen wichtigen Beitrag zum Wohlbefinden der Menschen. Die Vielfalt des Ökosystems Wiese lebt vom Zusammenspiel zwischen geologischem Untergrund, Klima und landwirtschaftlicher Bewirtschaftung, wird aber auch durch grossräumige Energie- und Schadstoffflüsse schleichend verändert. Von 2010 bis 2017 gingen Andreas Stampfli und Michaela Zeiter in zwei vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) finanzierten Studien der Frage nach, wie Artenzusammensetzung und Produktivität von Heuwiesen auf Sommertrockenheit reagieren und ob die Reaktion auf Trockenheit von der Intensität der Bewirtschaftung abhängig ist. Für diese experimentelle Untersuchung, die in Zusammenarbeit mit der Universität Bern und dem Institut national de la recherche agronomique (Inra) in Clermont-Ferrand durchgeführt wurde, legte das Forschungsteam der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften BFH-HAFL in Trockenwiesen und gedüngten Fettwiesen an zwölf Orten (vom Jura bis ins Tessin) Versuchsflächen an. Sie bauten Regendächer zur Simulation eines trockenen Sommers und untersuchten die Trockenheit in den Böden mit kontinuierlichen Messungen.

Stickstoff treibt Veränderungen an

Die Studienresultate zeigen: Trockenstress während 2-4 Monaten im Sommer beeinträchtigt die Produktivität der Wiesen nur kurzfristig. Die Grasmenge der Wiese erholt sich rasch wieder. Artenvielfalt und Artenzusammensetzung hingegen reagieren empfindlicher: Raschwüchsige Gräser nehmen auf Kosten der Kräuter zu, und die Anzahl der Pflanzenarten nimmt ab. Wird die Wiese zudem intensiv landwirtschaftlich genutzt, fällt die Veränderung noch stärker aus. Das unerwartete Ergebnis, dass langsam wachsende Arten, die in der Regel besser an Trockenheit angepasst sind, abnehmen, kann durch Bodenprozesse erklärt werden: Sobald der Regen wiedereinsetzt, wird im Boden Stickstoff mineralisiert. Dieser wirkt wie Dünger, fördert das Wachstum und führt zu Konkurrenz zwischen den Arten, zum Nachteil der stresstoleranten Arten. 

Extreme Klimaereignisse schwächen die Wiesen 

Intensiv landwirtschaftlich genutzte Gebiete führten in den letzten Jahrzehnten zu einem Rückgang von stresstoleranten, langsam wachsenden Arten. Dadurch wurde die Robustheit der Wiesen gegenüber extremen klimatischen Ereignissen geschwächt. In Zukunft muss in der Schweiz und in weiten Teilen der Erde mit noch stärkeren Wetterphänomenen gerechnet werden. Würde extremer Trockenstress mediterrane Werte erreichen, könnte das Aussterben von Pflanzenarten in Schweizer Wiesen weiter fortschreiten. Nur ein hoher Anteil von stresstoleranten Pflanzenarten kann den Fortbestand eines gut funktionierenden Ökosystems sichern. Zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit (Resilienz) der Wiesen braucht es eine gezieltere Anwendung von Wissen über funktionale Pflanzeneigenschaften.