Weniger produktiv, aber stabiler

Grünland gehört zu den wichtigsten und am weitesten verbreiteten Ökosystemen der Erde. Solche offenen Landschaften mit Gräsern und Kräutern bedecken nicht nur mehr als ein Viertel der gesamten Landoberfläche, sie speichern auch mindestens ein Drittel des terrestrischen Kohlenstoffs, sind entscheidend für die Produktion von Nahrungsmitteln und können auf relativ kleiner Fläche sehr artenreich sein. Welche Zukunft aber haben solche Lebensräume? Zu dieser Frage liefert die Studie neue Erkenntnisse.

Vor allem zwei Entwicklungen beeinflussen die Grasländer: Diese Intensivierung der Landnutzung verändert die Artenzusammensetzung und die Funktionsfähigkeit von Wiesen und Weiden massiv. Gleiches gilt für den Klimawandel, der für Deutschland unter anderem eine Verschiebung der jahreszeitlichen Verteilung der Niederschläge sowie eine Zunahme von hydrologischen Extremen (z.B. Starkregen, Dürren) mit sich bringen wird. Damit ist er der zweite große Gefährdungsfaktor für diese Ökosysteme.

Wenn beide Entwicklungen zusammenkommen, können sie sich gegenseitig verstärken. Was dabei im Einzelnen passiert, weiß allerdings noch niemand so genau. Denn die meisten Experimente haben sich bisher entweder auf das Klima oder die Landnutzung konzentriert. "Das Besondere an unserer Studie ist, dass wir das Zusammenspiel beider Faktoren untersucht haben", erklärt Dr. Lotte Korell, Biologin am UFZ und Erstautorin der Publikation.

Möglich wurde das durch das groß angelegte Langzeitexperiment des UFZ in Bad Lauchstädt bei Halle, die GCEF (Global Change Experimental Facility). Sie besteht aus insgesamt 50 Parzellen von jeweils 16 x 24 m Größe, die unterschiedlich intensiv genutzt werden. Gleichzeitig lassen sich dort mithilfe von Foliendächern die Temperaturen und Niederschlagsmengen manipulieren. Einige Flächen erhalten so zum Beispiel im Frühjahr und Herbst 10 % mehr und im Sommer 20 % weniger Niederschlag als die unbeeinflussten Vergleichsflächen. Das entspricht ungefähr den Verhältnissen, die Klimamodelle in Zukunft für Mitteldeutschland erwarten lassen.

Eine acht Jahre lange Datenreihe aus diesem Experiment ist nun in die neue Studie eingeflossen. Die Forscherinnen und Forscher haben die Artenvielfalt und Produktivität der Pflanzen auf den unterschiedlich bewirtschafteten Flächen für die Jahre 2015 bis 2022 ausgewertet. „In diese Zeit fielen drei der trockensten Jahre, die diese Region seit dem Beginn der Aufzeichnungen erlebt hat“, erinnert sich Lotte Korell. Diese Dürren hatten offenbar einen deutlich stärkeren Effekt auf die Pflanzenwelt als der experimentell simulierte Klimawandel.

Der Trend ging allerdings in beiden Fällen in die gleiche Richtung: Artenreiches, nur selten gemähtes oder wenig beweidetes Grünland kam mit Hitze und Trockenheit deutlich besser zurecht als die intensiv genutzten Hochleistungswiesen. „Neben anderen Faktoren hängt das wahrscheinlich mit der Artenvielfalt zusammen“, sagt Lotte Korell. Die nämlich unterschied sich je nach Nutzung der Flächen massiv.

So wuchs auf den extensiv genutzten Wiesen und Weiden der GCEF eine bunte Mischung aus mehr als 50 heimischen Gräsern und Kräutern. Auf dem Intensiv-Grünland hatte das UFZ-Team zu Beginn des Experiments dagegen nur die fünf Gras-Sorten gesät, die auch den Landwirten von der Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt für trockenere Standorte empfohlen werden. Dazu gehörten zum Beispiel Varianten des Wiesen-Knäuelgrases (Dactylis glomerata) und des Deutschen Weidelgrases (Lolium perenne).

Da solche Gräser auf maximalen Ertrag gezüchtet sind und zudem, wie in der landwirtschaftlichen Praxis, kräftig gedüngt wurden, waren die Intensivwiesen zunächst deutlich produktiver als das vielfältigere Grünland. Allerdings konnten sie diesen Vorteil nur bei günstigen Klimaverhältnissen ausspielen. Mit Trockenheit kamen sie dagegen deutlich schlechter zurecht als die Pflanzen der extensiv bewirtschafteten Wiesen und Weiden. In Dürrezeiten starben sie verstärkt ab und wurden durch andere Arten wie Vogelmiere (Stellaria media), Hirtentäschel (Capsella bursa-pastoris), Löwenzahn (Taraxacum officinale) und Kleiner Storchschnabel (Geranium pusillum) ersetzt. „Meist sind das eher kurzlebige Arten, die als Samen überdauern“, erklärt Dr. Harald Auge, ebenfalls Biologe am UFZ und Letztautor der Studie. Wenn die konkurrenzstärkeren Pflanzen der Trockenheit zum Opfer fallen, nutzen sie die Gelegenheit und erobern deren Lebensräume: Sie wandern entweder aus dem extensiven Grünland ein oder keimen aus dem Samenvorrat im Boden.

Für Landwirte ist diese Entwicklung nicht sonderlich erfreulich, denn die meisten der Neuankömmlinge haben einen geringeren Futterwert als die ursprünglich gesäten Gräser. Das Gewöhnliche Greiskraut (Senecio vulgaris), das im Experiment unter den einwandernden Arten durchaus häufig vertreten war, ist sogar giftig. Das alles verringert die Produktivität der Flächen.

Eine solche „Degradierung“ von Hochleistungsgrünland durch einwandernde Arten kennen Landwirte schon lange. Sie rechnen deshalb auch damit, ihre Flächen alle paar Jahre umbrechen und neu einsäen zu müssen. „Das kann durch den Klimawandel aber häufiger nötig werden und entsprechende Mehrkosten verursachen“, sagt Lotte Korell. Vielleicht geht einige Jahre lang alles gut und es regnet genug. Es kann aber auch sein, dass wieder mehrere Dürresommer aufeinanderfolgen. Der Klimawandel macht die Verhältnisse unberechenbarer.

Wer nur Intensivgrünland hat, kann in solchen Zeiten schlechter planen und trägt ein höheres wirtschaftliches Risiko. Extensiv genutzte Wiesen und Weiden dagegen leisten nicht nur einen wichtigen Beitrag zum Erhalt der Artenvielfalt, sie helfen auch dabei, die Produktivität des Grünlands in Zeiten des Klimawandels zu stabilisieren.