Dürren im Klimawandel - Eine Bedrohung für Ökosysteme?

Dürreperioden sind ein typisches Merkmal des mediterranen Klimas, besonders während der Sommermonate. Die Ökosysteme des Mittelmeerraums sind in der Regel an diese Anforderungen gut angepasst. Was aber passiert, wenn Dürreereignisse im Zuge des Klimawandels häufiger auftreten und/oder länger andauern? Und welchen Einfluss hat ein zeitgleich vermehrtes Auftreten invasiver Pflanzenarten?

Diesen Fragen geht die AG „Regionales Klima und Wettergefahren“ zusammen mit Kolleginnen und Kollegen der Professur für Ökosystemphysiologie der Universität Freiburg und des Forest Research Center der Universität Lissabon im Rahmen eines DFG-Projektes nach. Ein Projektteil beschäftigt sich mit der meteorologischen Sicht auf Dürren auf der iberischen Halbinsel. Im Mittelpunkt stehen dabei sogenannte wiederkehrende Dürreereignisse, das heißt Dürreereignisse in aufeinanderfolgenden Jahren. Diese stehen im Verdacht, den Trockenstress verschiedener Pflanzenarten zu erhöhen, da sie den benötigten Regenerationszeitraum verkürzen oder ganz unterbinden können. In einem zweiten Projektteil wird mittels einer Feldstudie nahe der portugiesischen Kleinstadt Vila Viçosa der Umgang von Korkeichen (als Beispiel für ein mediterranes Ökosystem) mit interagierenden Stressfaktoren erforscht. Der Fokus liegt hier auf zwei Stressfaktoren, die im sich momentan wandelnden Klima deutlich zunehmen: extreme Dürre und Invasion durch die Pflanzenart Lack-Zistrose. Dürrebedingungen werden durch ein sogenanntes „Rain Exclusion“ (RE) Experiment simuliert. Erste Ergebnisse der Feldstudie wurden kürzlich im Fachjournal „New Phytologist“ veröffentlicht (Haberstroh et al., 2021).

Die Untersuchungen zeigen, dass die beiden Stressfaktoren viel dynamischer interagieren als erwartet (vgl. Caldeira et al., 2015). Während die Doppelbelastung in einem feuchten Jahr keine signifikanten Auswirkungen auf die Korkeichen hat, stärken oder schwächen sich die Stressfaktoren bei Trockenheit gegenseitig (siehe Abbildung). Außerdem können sich die untersuchten Korkeichen nach einer extremen Dürreperiode besser regenerieren als von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erwartet. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die invasive Lack-Zistrose selber unter starkem Trockenstress leidet. Die neuen Forschungsergebnisse können dazu beitragen, Ökosysteme besser zu verstehen und konkrete Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel zu entwickeln. Aus diesem Grund soll die Feldstudie in Portugal fortgeführt werden, um weitere Daten zu sammeln, längerfristige Trends zu diagnostizieren, kleinskalige Ökosystemmodelle weiterzuentwickeln und die Auswirkungen von Dürren in aufeinanderfolgenden Jahren heute und in zukünftige Dekaden zu quantifizieren.

Caldeira MC, Lecomte X, David TS, Pinto JG, Bugalho MN, Werner C (2015) Synergy of extreme drought and plant invasion reduce ecosystem functioning and resilience. Sci Reports 5, 15110 https://doi.org/10.1038/srep15110

Haberstroh S, Caldeira MC, Lobo-do-Vale R, Martins JI, Moemken J, Pinto JG and Werner C (2021) Nonlinear plant-plant interactions modulate impact of extreme drought and recovery on a Mediterranean ecosystem. New Phytol 231, 1784-1797. https://doi.org/10.1111/nph.17522

Julia Mömken und Joaquim Pinto, AG “Regionales Klima und Wettergefahren”