Funktion durch Vielfalt

Pionierarbeit in China

Im subtropischen Süden Chinas, an der Grenze zwischen tropischen und gemäßigten Breiten, befindet sich einer der bedeutsamsten Hotspots der Biodiversität auf der Nordhalbkugel. Biodiversität ist der Fachausdruck für biologische Vielfalt. Sie umfasst die Vielfalt der Arten, die genetische Vielfalt und die Vielfalt der Lebensräume. Als Hotspots der biologischen Vielfalt werden Gebiete bezeichnet, in denen nicht nur die biologische Vielfalt besonders hoch ist. Hier leben auch zahlreiche Arten, die sonst nirgends auf der Welt zu finden sind. Viele der ursprünglich dort lebenden Pflanzen- und Tierarten sind in ihrem Lebensraum bedroht und zum Teil schon verloren gegangen.

Der Artenreichtum an Bäumen und Sträuchern im Untersuchungsgebiet in Südchina ist überwältigend. Insgesamt gibt es dort weit über eintausend verschiedene Gehölzarten, ungefähr zehnmal so viel wie in ganz Deutschland vorkommen. Gemeinsam wollen europäische und chinesische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deshalb dort einer Frage nachgehen, die angesichts der globalen Umweltveränderungen zunehmend an Bedeutung gewinnt: Welchen Beitrag leistet die Biodiversität von Wäldern für die Stabilität und die Dienstleistungen von Ökosystemen – und wie lässt sie sich fördern und nutzen?

Wälder erbringen wichtigste Leistungen, etwa für die Holzproduktion, den Bodenschutz und den Wasserhaushalt, wegen ihrer langen Entwicklungsdauer eignen sie sich jedoch besonders schlecht für Experimente. Ein Wald, der heute gepflanzt wird, kann erst von den Urenkeln genutzt und untersucht werden. So beschränkten sich bisher die Versuche, die Zusammenhänge zwischen Biodiversität und Funktionen für das Ökosystem experimentell zu erkunden, auf die Untersuchung von Gräsern und Kräutern. Erst in jüngster Zeit wurden in Finnland, Deutschland, Panama und auf Borneo einige Experimente an Wäldern eingerichtet.

Das Experiment in China ist jedoch einzigartig und das erste dieser Art in den artenreichen Subtropen. Erstmals werden gleichzeitig Bäume und Sträucher sowie immergrüne und sommergrüne Pflanzen in eine solche Studie einbezogen. Bei der Anlage der Versuchsflächen ist jetzt schon vorgesehen, dass auch andere Organismengruppen des Ökosystems wie Pilze, Pflanzenfresser, Räuber und Zersetzer im weiteren Verlauf der Experimente zusätzlich untersucht werden können. Ferner werden sowohl natürliche Wälder als auch Monokulturen und Plantagen in die vergleichenden Untersuchungen einbezogen.


Der Verlust wertvoller Böden durch Erosion ist in den Subtropen mit ihren häufigen Starkregen ein besonders dringendes Problem. Das gilt speziell für China, wo die ungestüme ökonomische Entwicklung der jüngsten Zeit nicht nur einen rapiden Artenschwund, sondern auch eine erhebliche Luftverschmutzung, gravierende Erosionsschäden und hohe Verluste von fruchtbaren Böden zur Folge hat. Zu den Maßnahmen, die diese verhängnisvolle Entwicklung stoppen sollen, gehören groß angelegte Aufforstungsprogramme, die nun auch die Chance zu diesem Experiment bieten. Beteiligt daran sind von europäischer Seite 18 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland und der Schweiz – Ökologen, Forstwissenschaftler und Bodenkundler, die über Erfahrungen auf unterschiedlichen Gebieten von der Taxonomie bis zur Statistik, von der Botanik bis zu geografischen Informationssystemen verfügen. Sie arbeiten zusammen mit einer Gruppe chinesischer Wissenschaftler, die unter anderem dem Institut für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Department für Ökologie der Peking-Universität angehören.

In vielen einzelnen Schritten erforschen die Wissenschaftler auf mehr als 300 Versuchsflächen die Zusammenhänge zwischen Biodiversität und den Funktionen der Wälder. Dazu werden Abertausende Setzlinge von 100 verschiedenen Gehölzen, je 50 Baumarten und 50 Sträuchern, je 50 immergrünen und 50 sommergrünen Arten, nach einem ausgeklügelten Plan auf etwa 50 Hektar Fläche gepflanzt.

Die Untersuchungen sind auch für die wirtschaftliche Nutzung der Wälder von großer Bedeutung. Da ist zum einen die Frage, ob artenreichere Wälder besser vor Erosion schützen als Monokulturen und ob eine höhere Produktivität bei größerem Artenreichtum tatsächlich auch zu einer erhöhten Festlegung von Kohlenstoff führt und so dazu beitragen kann, die globale Erwärmung abzuschwächen.

Natürlich hoffen die Wissenschaftler, in absehbarer Zeit Antworten auf diese Fragen zu finden. Manche von ihnen werden sich jedoch nicht gleich in den nächsten Jahren lösen lassen. Das große Experiment in China ist vielmehr auch stark in die Zukunft gerichtet. Zum einen bietet es erstklassige Möglichkeiten zur Ausbildung der nächsten Generationen von Forschern und der Kooperation über die Kontinente hinweg. Zum anderen dürften manche Ergebnisse auch erst für die Generation der Enkel und Urenkel deutlich werden – so wie die deutsche Forstwissenschaft noch heute von den Wald-Experimenten profitiert, die hierzulande zu Zeiten eines Reichskanzlers Bismarck als sogenannte Dauerbeobachtungsflächen angelegt wurden.

Steckbrief des Forschungsprojekts

Name des Projekts: “The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems”

Form der Forschungsförderung: DFG-Forschergruppe (FOR 891)

Laufzeit: 3 (+3) Jahre; Beginn 2008

Ort der Untersuchungen: Subtropisches China (Provinzen Zhejiang und Jiangxi)

Habitat: Wald, experimentell angelegte Flächen und vorhandene Vergleichsflächen

Beteiligte Disziplinen: Ökologie, Botanik, Umweltwissenschaften, Populationsgenetik, Forstwissenschaften, Mykologie, Bodenkunde, Statistik

Internationale Zusammenarbeit: Trilaterales Deutsch-Schweizerisch-Chinesisches Kooperationsprojekt mit komplementärer, europäisch-chinesischer Besetzung aller Teilprojekte.

Wissenschaftliche Besonderheit des Projekts:

• Experimentelle Zusammenstellung verschiedener Diversitätsstufen der Baum- und Strauchschicht im Wald
• Großer verfügbarer und verwendeter Pool an Gehölzarten
• Biodiversität als Prädiktor für Ökosystemfunktionen: Stabilität von Ökosystemen
• Biodiversität als Prädiktor für Ökosystem-Dienstleistungen: Erosionsschutz, Produktivität, Kohlenstoffbindung, Invasionswiderstand
• Vergleich mit natürlichen Systemen
• Erste Studie im biodiversity hotspot der Subtropen
• Internationales Konsortium im Forschungsverbund

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