Süddeutsche Zeitung

Folgen des Klimawandels:Über den dürren Klee

Feldversuche mit künstlich erzeugter Dürre und anderen Wetterextremen zeigen: Der Klimawandel wird die Landwirtschaft verändern. Besonders gefährdet sind Monokulturen.

Arten werden verschwinden, ganze Populationen sterben. Der Klimawandel wird in der Tierwelt viele Opfer fordern. Aber wie steht es um die Pflanzen? Werden Sträucher, Gräser und anderes Grün die Folgen der globalen Erwärmung eher tolerieren als Tiere?

Die Ergebnisse von Wissenschaftlern der Universitäten in Bayreuth und Landau ließen sich tatsächlich in diese Richtung auslegen: Felder, die in einem Experiment künstlich mit Dürre, Starkregen und anderen Wetterextremen traktiert wurden, warfen später einen vergleichbaren Ertrag an Biomasse ab wie unbeeinträchtigte Vergleichsflächen - jedoch nur im Durchschnitt.

Das heißt, während eine Pflanzenart litt, gedieh eine andere umso besser. Für die großen Monokulturen auf den Feldern der Welt sind das also doch schlechte Nachrichten. Der Klimawandel wird sicher auch den Pflanzen schaden - die Frage ist nur welchen.

Die Wissenschaftler bauten für ihr Experiment auf einer vier Fußballfelder großen Fläche zehn Pflanzenarten an, unter anderem Gräser und Sträucher. Die Felder wurden entweder mit Plastikplanen bedeckt und wochenlanger Dürre ausgesetzt oder dauerhaft beregnet.

Andere Felder setzten die Wissenschaftler immer wieder starkem Frost aus. Bei der Ernte maßen die Forscher schließlich die gewonnene Biomasse in Volumen und Gewicht. Wie hatte sich das Wachstum der Pflanzen unter den extremen Wetterbedingungen verändert? Wurde es langsamer, schneller, oder stagnierte es? Gab es eine kürzere oder längere Blütezeit?

Um temporäre Wetterphänomene von Klimaveränderungen unterscheiden zu können, rechneten die Forscher die Daten auf Zeiträume von 100 Jahren hoch. Im Experiment dauerte die Dürre 32 oder 42 Tage; um Starkregen zu simulieren, ließen sie es zwei Wochen lang 170 Millimeter oder 260 Millimeter regnen. Am Ende der Phasen wurde gemäht und wieder hochgerechnet, wie die Ergebnisse für längere Zeiträume gewesen wären.

"Frappierend war, wie gut die natürliche Vegetation damit insgesamt umgehen konnte", sagt Anke Jentsch, Geoökologin an der Universität Landau. Zwar verkümmerte manche Art, dafür wuchsen aber andere Gräser umso stärker und glichen die Verluste aus - egal ob bei Dürre oder Dauerregen.

Artenreiche Vegetation verkraftet Kältestress besser

Auf Monokulturen mit nur einer Grasart waren die Ausfälle hingegen gravierend: "Ein reines Gerste- oder Rapsfeld würde also vermutlich deutlich stärker leiden. Im Zweifelsfall geht ein großer Teil davon kaputt", sagt Jentsch. In einem anderen Experiment ließen die Forscher den Boden gefrieren und tauten ihn mit Hilfe unterirdisch verlegter Heizkabel mehrfach wieder auf. Auch hier verkraftete eine artenreiche Vegetation den Kältestress besser.

Ein weiteres Phänomen, das die Geo- und Biologen um Jentsch und den Bayreuther Bio-Geographen Carl Beierkuhnlein beobachteten, könnte für die Landwirtschaft zum Problem werden: Durch anhaltende Dürre sinkt in den Pflanzen der Proteingehalt. Ein Bauer müsste also wesentlich mehr anbauen, denn die Kühe würden von dem proteinarmen Klee nicht so schnell satt wie heute.

Was heißt das für die Landwirtschaft? "Die Bauern müssten verschiedene Pflanzen anbauen und nicht länger auf Monokulturen setzen", sagt Jentsch. Insbesondere in Süddeutschland, wo der Klimawandel mehr Starkregen im Winter bringen wird und im Osten, wo häufige Dürren im Sommer erwartet werden, müsste sich die Landwirtschaft umstellen.

Pflanzen mit Gedächtnis

Problematisch könnten sich Wetterextreme auch auf die Bestäubung durch Insekten auswirken: Durch Starkregen etwa blüht Klee früher und deutlich kürzer als normalerweise. Die Insekten, die zur Bestäubung nötig sind, wären dann im zeitigen Frühjahr aber vielleicht noch nicht geschlüpft. Auch bei anhaltender Dürre im Spätwinter blüht der Klee früher, aber dafür etwas länger. Ob das reicht, bis Bienen aktiv und andere Bestäuber geschlüpft sind, weiß niemand.

Pflanzen haben, wie Untersuchungen des Züricher Biologen Kentaro Shimizu zeigen, ein Gen, das gewissermaßen als Gedächtnis für sie arbeitet. Dieses registriert offenbar, welche Temperaturen über einen mittleren Zeitraum herrschen und leitet den Blühprozess ein. So kann der Wechsel von einer längeren Kältephase am Winterende zu einer über mehrere Wochen andauernden Wärme zum Frühjahrsbeginn damit den Start der Blühsaison einleiten.

In Versuchen an einer Kresseart stellte Shimizu fest, das die Pflanzen kurze Wetterphasen und mittelfristige Jahreszeitenveränderungen unterscheiden. So ist es möglich, dass Pflanzen im Laufe mehrerer Jahre immer früher anfangen zu blühen. Auf solche Veränderungen könnten sich Landwirte einstellen, indem sie einfach anderes Saatgut ausbringen.

Obstbauern haben es schwerer. Ein Obstbaum braucht Jahre, bis er so viele Früchte trägt, dass er Gewinn abwirft. Kurzfristige Umplanungen sind unmöglich. Klimaveränderungen träfen den Obstbau besonders hart.

"Die Apfelbäume blühen heute im Schnitt 15 Tage früher als vor 45 Jahren, und wir erwarten, dass sie in Zukunft nochmals 15 Tage früher blühen", sagt Agrarklimatologe Frank Chmielewski von der Humboldt-Universität Berlin.

Doch ein früher einsetzendes Frühjahr bedeute nicht, dass es nicht doch zu Frost kommen könne, besonders in klaren Nächten im März und April und bei Nordwetterlagen. Sind die früh austreibenden Obstbäume künftig stärker durch Frost gefährdet?

Schon bei minus zwei Grad werden zehn Prozent der Apfelblüten deutlich geschädigt, ab minus vier Grad sind es 90 Prozent. "Leichte Fröste sind nicht dramatisch, weil ohnehin nicht alle Blüten an einem Baum zu Früchten werden sollen. Das wäre zu viel und der Obstbauer müsste ausdünnen, das übernimmt dann quasi der Frost."

Auch Tiere sind von wärmeren Wintern betroffen

Aber mittlerer und starker Frost könne fatale Folgen haben. Daher empfiehlt Chmielewski stärkeren Frostschutz, am besten durch künstliche Beregnung der Apfelplantagen in Frostnächten - das sich bildende Eis um die Blüte herum hält die kalte Luft ab.

Auch auf die Tiere in einer Obstplantage haben wärmere Winter Auswirkungen. Der Apfelwickler, ein Schmetterling, der seine Eier in Äpfel legt, überlebt in milden Wintern zahlreicher als in kalten.

"In wärmeren, feuchteren Sommern bildet der Falter statt wie bisher eine in Zukunft wohl zwei, in besonders warmen Gegenden wie am Bodensee sogar drei Generationen pro Jahr", sagt Chmielewski. Ohne den verstärkten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln sei dem Problem wohl nicht beizukommen.

Der deutliche Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre wird Pflanzen unmittelbar betreffen. Experten rechnen mit einer CO2-Zunahme von bis zu 30 Prozent bis 2050. Für Pflanzen müsste das eigentlich von Vorteil sein, diese brauchen das Gas zur Photosynthese und zum Wachstum.

Forscher des Johann-Heinrich-von-Thünen-Instituts in Braunschweig wollten es genau wissen und pflanzten auf einer Versuchsfläche Gerste, Weizen und Zuckerrüben, die sie mit einer CO2-Anreicherungsanlage mit ringförmig angebrachten Düsen besprühten - in genau der Dosierung, die der Luftkonzentration des Gases im Jahr 2050 entspräche:

Das Getreide wuchs dort in den folgenden Wochen um zehn bis 15 Prozent stärker - ein Profiteur des Klimawandels.

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Quelle:
SZ vom 30.06.2010/cosa/mcs
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