Eine vielfältige Pflanzenwelt wirkt als Puffer gegen Schwankungen der Bodentemperatur, kann damit einen entscheidenden Einfluss auf wichtige Ökosystemprozesse haben.

„Die Bodentemperatur spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung wichtiger Ökosystemprozesse in Bezug auf Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffdynamik, mikrobielle Aktivität und landwirtschaftliche Produktivität“, erklärt die Interaktionsökologin Yuanyuan Huang am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv). Sie hat zusammen mit anderen Forschenden in einem groß angelegten Grasland-Biodiversitätsexperiment – dem Jena-Experiment – unter 80 Parzellen mit einer unterschiedlichen Pflanzenvielfalt von bis zu 60 Arten die Bodentemperatur gemessen.

Seit zwanzig Jahren gibt es das Jena-Experiment, zwei Jahrzehnte mit einer Reihe von extremen Wetterereignissen, darunter langanhaltende Dürren, ein großes Hochwasser im Jahr 2013 und außergewöhnlich kalte Frühlinge. „Diese beispiellose Analyse langfristiger, hochauflösender Daten liefert überzeugende Beweise dafür, dass die Pflanzenvielfalt als natürlicher Puffer fungiert und angesichts klimatischer Extreme für Stabilität sorgt“, bilanziert Yuanyuan Huang. Während des gesamten Zeitraums habe die Pflanzenvielfalt ihre Fähigkeit gezeigt, den Boden bei sengender Hitze vor Überhitzung zu schützen und in kälteren Perioden dabei zu helfen, Wärme zu speichern.

Im Sommer, an Tagen mit besonders hoher Lufttemperatur, lag die Bodentemperatur demnach in Pflanzengemeinschaften mit 60 Arten um 5,04 Grad Celsius niedriger als in unbepflanzten Parzellen. Zum Vergleich: Dieser Unterschied ist mehr als doppelt so hoch wie der Unterschied zwischen Monokulturen und unbepflanztem Boden zum gleichen Zeitpunkt.

Bodentemperatur höher als in unbepflanzten Parzellen

An Tagen mit besonders niedriger Lufttemperatur war jedoch die Bodentemperatur in der 60-Arten-Pflanzengemeinschaft um 1,48 Grad Celsius wärmer als in unbepflanzten Parzellen, was in diesem Fall fast fünfmal so hoch ist wie der Unterschied zwischen Monokulturen und dem unbepflanzten Boden.

Die Forschenden kamen zu dem Schluss, dass Pflanzenvielfalt die Bodentemperatur das ganze Jahr über stabilisieren kann. Die Auswirkungen verstärkten sich mit zunehmendem Alter der Versuchsgemeinschaften und sind gerade unter den härtesten klimatischen Bedingungen wie sengend heißen Tagen und trockenen Jahren noch prägnanter.

Was sind die Ursachen für die stabilisierende Wirkung der Pflanzenvielfalt? Die Pflanzenvielfalt erhöhte nicht nur die Gesamtheit an Blattflächen der Pflanzen, was zu einer stärkeren Beschattung führte, sondern auch den Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden. Die Wirkung der Pflanzenvielfalt zeigte sich durch eine Reduktion der Wärmeleitung in den oberen sechzig Zentimetern des Bodens. Deshalb blieb die Bodentemperatur in Gemeinschaften mit einer höheren Pflanzendiversität das ganze Jahr über und durch den kompletten Oberboden hinweg stabiler.

„Unsere Forschung zeigt die bemerkenswerte Fähigkeit der Pflanzenvielfalt, als Schutzschild gegen die Auswirkungen des Klimawandels zu wirken“, sagt Bodenexperte Nico Eisenhauer: „Sie erinnert uns eindringlich daran, wie wichtig es ist, die biologische Vielfalt in unseren Ökosystemen zu erhalten und zu fördern, um die Umwelt zu schützen und eine nachhaltige Zukunft zu sichern.“ Die Studie erweitere nicht nur unser Verständnis der lebenswichtigen Rolle der biologischen Vielfalt, sondern biete auch einen Hoffnungsschimmer im laufenden Kampf gegen den Klimawandel.

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