Eine Studie der Universität Bern und internationaler Kooperationspartner zeigt erstmals, dass biologische Invasionen Ökosysteme nicht einheitlich verändern.
Biologische Invasionen treten auf, wenn nichtheimische oder exotische Arten neue geografische Regionen besiedeln, oft zum Nachteil der einheimischen Pflanzen- und Tierwelt. Menschliches Handeln trägt heute maßgeblich zu Invasionsprozessen bei, da Arten große Entfernungen überwinden und in stark beschleunigtem Tempo in neue Lebensräume eindringen können. Daher wird es immer wichtiger, die Auswirkungen von Invasionen auf Ökosysteme besser zu verstehen.
Forschende der Universität Bern, der Universität Konstanz (Deutschland) und der Northeast Forestry University (China) haben nun gezeigt, wie sich die Auswirkungen verschiedener Invasionsarten im Laufe der Zeit verändern können. „Die Auswirkungen von Invasionen sind kein ökologisches Rauschen, sie hinterlassen einen zeitlichen Fingerabdruck“, sagt Prof. Madhav P. Thakur vom Institut für Ökologie und Evolution der Universität Bern, der die kürzlich in Science veröffentlichte Studie leitete . „Unsere Analyse zeigt, welche Effekte anhalten, welche sich abschwächen und wie die Zeit seit der Einführung die Managementprioritäten beeinflussen sollte.“
Eine globale Synthese der Biodiversität und Ökosysteme
Um über einfache Fallstudien hinauszugehen, führte das Team eine weltweit einzigartige Metaanalyse durch, die Pflanzen, Tiere, Mikroben und 15 Ökosystemeigenschaften umfasste. Die Analyse fasst 2.223 Ergebnisse aus 775 Studien zusammen, darunter auch zu terrestrischen Ökosystemen weltweit. Sie zeigt, wie ökologische Kontexte – Verweildauer von Eindringlingen, einheimische und nicht-einheimische Artenvielfalt, Breitengrad und Artenmerkmale – sowohl die Biodiversität als auch wichtige Ökosystemprozesse, einschließlich der Treibhausgasemissionen, beeinflussen.
Das deutlichste Muster, das die Forscher fanden, war, dass invasive Pflanzen die einheimische Pflanzenvielfalt reduzieren, und dieser Verlust nimmt mit der Verweildauer zu. Im Gegensatz dazu schwächen sich einige abiotische Effekte – wie Veränderungen des organischen Kohlenstoffs und des Gesamtstickstoffs im Boden – oft nach etwa 6–10 Jahren ab. Die Synthese deutet auch darauf hin, dass invasive Pflanzen und Tiere oft mit höheren Treibhausgasemissionen (CO?, N?O und bei Pflanzen CH?) im Boden verbunden sind. Dieses Ergebnis ist jedoch noch vorläufig. Die Forscher fordern daher weitere langfristige Untersuchungen darüber, wie biologische Invasionen die Emissionen verändern. „Sollten zukünftige Studien bestätigen, dass biologische Invasionen mit einer erhöhten Treibhausgasproduktion verbunden sind, könnte uns die Bekämpfung invasiver Arten im Kampf gegen den Klimawandel helfen“, erklärt Prof. Mark van Kleunen von der Universität Konstanz.
Erkenntnisse, die Annahmen in Frage stellen
Mehrere Ergebnisse dieser Metaanalyse widerlegen auch gängige Annahmen. So führte beispielsweise die weit verbreitete Annahme, ein hoher Reichtum an einheimischen Pflanzen oder Tieren biete eine breite „biotische Resistenz“ gegen biologische Invasionen, nicht dazu, die Auswirkungen invasiver Pflanzen oder Tiere auf das Ökosystem konsequent zu begrenzen. Ebenso wenig ließen sich anhand von Merkmalen, die häufig mit invasiven Pflanzen in Verbindung gebracht werden (z. B. der Blattdicke), das Ausmaß oder die Richtung der Ökosystemveränderungen als Reaktion auf eine Invasion vorhersagen. Auch der Breitengrad lieferte kaum konsistente Signale.
Solidago canadensis gedeiht in einem Schweizer Wald In Nordeuropa ist diese invasive Goldrute dafür bekannt die einheimische Pflanzenvielfalt zu reduzieren
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© Mit freundlicher Genehmigung von MP Thakur
„Diese Studie schließt eine grosse Lücke zwischen der Vorhersage des Invasionserfolgs und der Vorhersage der Invasionsauswirkungen“, erklärt Prof. Thakur. „Wir haben die führenden Theorien parallel getestet und festgestellt, dass die Verweilzeit klassische Prädiktoren wie den Breitengrad oder einfache Merkmalsproxies übertrifft, wenn es darum geht, tatsächliche Ökosystemveränderungen zu erklären.“ Die Analyse der Forschenden setzt somit einen neuen Massstab und dient als Referenzpunkt für eine weltweite Gemeinschaft von Forschenden, die Invasionsauswirkungen untersuchen. „Das Institut für Ökologie und Evolution und das Institut für Pflanzenwissenschaften verfügen beide über langjährige Expertise in der Biodiversitäts- und Invasionsforschung, die eine solide Grundlage für dieses Projekt bildete und es der Universität Bern ermöglicht, eine führende Rolle in der Invasionsbiologie einzunehmen“, betont Prof. Thakur.
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