Neue Theorie hilft, Ökosysteme zu schützen

Bereits seit Jahren beobachten Forschende, dass aquatische und terrestrische Ökosysteme und ihre Artengemeinschaften unterschiedlich auf vom Menschen verursachte Veränderungen reagieren können. Während beispielsweise einige Ökosysteme sehr empfindlich auf die Klimaerwärmung reagieren, wie z. B. Pflanzengemeinschaften auf Berggipfeln, sind andere weniger betroffen. Wie lassen sich diese Unterschiede erklären? Eine grosse Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Forschungsinstitute WSL und Eawag hat im Rahmen der Forschungsinitiative «Blue-Green Biodiversity» (BGB) nun ein Instrumentarium zur Verfügung gestellt, mit dem sich die unterschiedlichen Reaktionen von Ökosystemen auf menschliche Einflüsse erklären lassen. Die Studie, die sich auf Land- sowie Süsswassersysteme wie Seen, Flüsse und Bäche konzentriert, wurde kürzlich in der wissenschaftlichen Zeitschrift Ecology Letters veröffentlicht.

«Nach der Theorie ökologischer Gemeinschaften gibt es vier grundlegende Prozesse, die die Artenvielfalt an einem Ort gestalten: Ausbreitung, Artbildung, Selektion auf Artniveau und ökologische Drift», sagt Ian MacFadden, Postdoktorand in der BGB-Forschungsinitiative und einer der zwei Hauptautoren der Studie. Ein wichtiger Schwerpunkt der BGB-Studie war eine umfassende Literaturrecherche, ob sich diese vier Prozesse in ihrer relativen Bedeutung in Land- und Süsswasserökosystemen unterscheiden. «Wenn wir verstehen, welche Rolle diese Prozesse in blauen und grünen Ökosystemen spielen und wie menschliche Einflüsse wie der Klimawandel oder die Landnutzung sie beeinflussen, hilft uns das zu erklären, warum diese Systeme so unterschiedlich reagieren können», sagt McFadden. Aufgrund der zusammengetragenen Erkenntnisse schlagen die Forschenden einen neuen integrativen Ansatz vor, der menschliche Einflüsse mit den vier ökologischen Prozessen verknüpft.

Süsswasserbewohner empfindlicher gegenüber Veränderungen des Lebensraums

Ein wichtiger Prozess, der die Biodiversität an einem Ort gestaltet, ist die Ausbreitung: Neue Arten wandern ein, andere Arten wandern aus ihrem angestammten Gebiet aus. Es ist ein stetes Kommen und Gehen. In ihrer Studie kommen die Forschenden zum Schluss, dass sich Landorganismen leichter ausbreiten als Süsswasserorganismen. Landökosysteme sind in der Regel gut vernetzt, sodass Landbewohner relativ frei zu neuen Standorten wandern können. Für Süsswasserbewohner ist es hingegen schwieriger, in neue Lebensräume vorzudringen, da ihre Lebensräume weniger gut miteinander verbunden sind.

Wenn der Mensch nun Barrieren in Gewässern errichten, zum Beispiel Wasserkraftwerke, werden Süsswassergemeinschaften in ihrer Fähigkeit, sich an Umweltveränderungen anzupassen, weiter eingeschränkt. So können beispielsweise neue geeignete Lebensräume schwer zugänglich oder sogar unerreichbar werden. An Land lassen sich neue Hindernisse aufgrund der insgesamt besseren Vernetzung möglicherweise etwas leichter überwinden oder umgehen. Die Forschenden gehen daher davon aus, dass Süsswasserökosysteme empfindlicher auf physische Veränderungen ihres Lebensraums reagieren als Landökosysteme. Dennoch bleiben auch die Landbewohner nicht unbeeinflusst. Menschliche Eingriffe in die Landschaft, wie etwa Strassen oder Zäune, können insbesondere für Säugetiere zu unüberwindbaren Hindernissen werden und die biologische Vielfalt auch an Land bedrohen.