Ist jeder Eingriff des Menschen in Ökosysteme schlecht? In einer Studie veröffentlicht in Functional Ecology, untersuchten Zhang und Kollegen die Auswirkung der Mahd auf die Stabilität des Ökosystems. Sie untersuchten, wie Graslandumgebungen sowohl über kurzfristige (4 Jahre) als auch langfristige (16 Jahre) Zeiträume reagieren, und untersuchten die Auswirkungen des Mähens in unterschiedlichen Höhen auf die gemäßigten Steppen der Inneren Mongolei. Überraschenderweise stellte das Team fest, dass eine höhere Mähhäufigkeit und eine kürzere Stoppelhöhe die Stabilität dieser Grünlandökosysteme steigerten. Sie fanden heraus, dass der durch das Mähen verursachte physische Schaden den Anstoß geben könnte Abwehrkräfte der Pflanzen Systeme, was zu größerer Vielfalt und Stabilität der Pflanzenpopulationen führt.
Der Begriff Ökosystem Stabilität bezieht sich auf die Fähigkeit eines Ökosystems, Stößen oder Störungen standzuhalten, seine Funktionsprozesse aufrechtzuerhalten und weiterhin die Artenvielfalt zu unterstützen. Die Forschung weist auf die Bedeutung pflanzlicher Abwehrmerkmale für die Erhaltung der Stabilität gemähter Ökosysteme hin. Wenn Pflanzen sich gestresst oder bedroht fühlen, reagieren sie mit der Aktivierung physikalischer oder chemischer Abwehrlinien. Die Wissenschaftler fanden beispielsweise heraus, dass die Fülle und Vielfalt von Pflanzenmerkmale wie Lignin, Flavonoid und Phenol nehmen als Reaktion auf das Mähen zu. Lignin trägt dazu bei, Pflanzen ihre strukturelle Integrität zu verleihen, während Flavonoide und Phenole die Abwehrmechanismen der Pflanzen gegen Schädlinge und Krankheiten unterstützen.
Mit Mähen, PflanzenartenÄhnlich wie die krautigen Arten Artemisia frigida und Potentilla acaulis weisen sie höhere Ligninkonzentrationen auf. Pflanzen stehen nicht nur Sie halten der körperlichen Belastung durch das Mähen stand und erweisen sich auch als geschickt darin, in den kurzlebigen Gemeinschaften zu gedeihen. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Untersuchungen überein, die zeigten, dass die Metabolitenkonzentrationen in Bäumen nach der Entlaubung anstiegen, was zu einer größeren Stabilität der Ökosysteme, zu denen sie gehörten, führte.
Zhang und Kollegen erforschten eine gemäßigte Steppe, eine Grasebene, in der Inneren Mongolei, China, um zu verstehen, wie sich die Artenvielfalt entwickelt beeinflusst das Ökosystem Stabilität. Dieses Gebiet zeichnet sich durch sein halbtrockenes Klima mit einer Durchschnittstemperatur von 2.9 °C und Niederschlägen aus, die hauptsächlich von Mai bis Oktober fallen.
Die Forscher konzentrierten ihre Studie auf drei mehrjährige (langlebige) Gräser: Stipa krylovii, Leymus chinensisund Cleistogenes quadrosa, zusammen mit zwei mehrjährigen Stauden, Artemisia frigida und Potentilla acaulis. Diese Arten machten während des Experiments, das von 65 bis 2016 lief, rund 2019 % der gesamten Pflanzenbiomasse in dem Gebiet aus.
Das Team führte diese Forschung an der Forschungsstation des Instituts für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durch. Hier wurden jährlich im August Mahdversuche durchgeführt, was typischerweise der Fall ist, wenn die Biomasse ihren Höhepunkt erreicht. Sie experimentierten mit verschiedenen Stoppelhöhen nach dem Mähen und verglichen deren Auswirkungen sowohl beim „Kurzzeitmähen“, begonnen im Jahr 2015, als auch beim „Langzeitmähen“, begonnen im Jahr 2003. Anschließend schätzten die Forscher die Auswirkungen dieser Aktivitäten auf die Stabilität des Graslandes ein Ökosystem im Laufe der Zeit.
Von 2016 bis 2019 beprobten die Forscher jedes Jahr oberirdische Pflanzenbiomasse, indem sie alle Pflanzen auf der Bodenoberfläche entfernten. Dadurch konnten sie die oberirdische Nettoprimärproduktivität (ANPP) abschätzen, ein Maß für die Energiemenge, die die Pflanzen eines Ökosystems anderen Organismen zur Verfügung stellen.
Darüber hinaus ermittelten die Forscher im Rahmen der Studie die Stabilität des Ökosystems, den Artenreichtum (die Anzahl verschiedener Arten in einem bestimmten Gebiet) und die Asynchronität (die Vorstellung, dass sich Schwankungen verschiedener Arten gegenseitig aufheben können, was zu einer stabilen Gesamtbiomasse führt). .
Sie sammelten auch frische Blattproben, um Flavonoide und Phenolverbindungen zu untersuchen: Dies sind wichtige chemische Substanzen, mit denen Pflanzen sich gegen Bedrohungen verteidigen. Darüber hinaus andere Abwehreigenschaften von Pflanzen wurden statistisch analysiert, um ihre Auswirkungen auf die Stabilität des Ökosystems zu verstehen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl kurzfristige als auch langfristige Mahd die erwartete jährliche Nettoprimärproduktion (ANPP) von a verringern Pflanzengemeinschaft. Laienhaft ausgedrückt ist ANPP im Wesentlichen die Wirtschaftsversion der Pflanzenwelt – es misst den „Output“, den eine Pflanzengemeinschaft in einem bestimmten Jahr generiert – es ist ein großartiger Indikator für die Gesundheit. Der durch Mähmuster bedingte Rückgang der Primärproduktivität wird noch verstärkt, wenn die Höhe der verbleibenden Vegetation nach dem Mähen (Stoppelhöhe) verringert wird.
Interessanterweise ist die Dauer des Mähens unterschiedlich Auswirkungen auf einheimische Pflanzenarten oder „Biodiversität“. Es wurde festgestellt, dass kontinuierliches oder langfristiges Mähen die Artenvielfalt der Pflanzenarten innerhalb der Gemeinschaft erheblich erhöht. Dies wiederum fördert die Stabilität des Ökosystems – wie gut das Ökosystem seine Funktionen trotz Störungen aufrechterhalten und wiederherstellen kann. Entgegen der landläufigen Meinung, dass menschliches Eingreifen Ökosysteme schädigt, legt diese Arbeit nahe, dass bestimmte Eingriffe, wie in diesem Fall das Mähen, sie tatsächlich stärken könnten. Zhang und Kollegen schreiben:
Unsere Ergebnisse stützen unsere erste Hypothese, dass das Mähen mit geringerer Stoppelhöhe aufgrund der geringeren jährlichen Variation des ANPP tendenziell die Stabilität des Ökosystems erhöht und dadurch die zeitliche Stabilität der Produktivität der Pflanzengemeinschaft erhöht. Wie in unserer zweiten Hypothese erwartet, erhöhte eine Verlängerung der Mähdauer die Stabilität des Ökosystems, da die Mähdauer die Standardabweichung deutlich verringerte (σ) von ANPP. Weitere Analysen ergaben, dass pflanzliche Abwehrmerkmale wichtige Prädiktoren für die Stabilität des Ökosystems sind, was unsere dritte Hypothese stützt. Unsere Ergebnisse, dass Pflanzenverteidigungsmerkmale an der Aufrechterhaltung der durch Mahd verursachten Ökosystemstabilität beteiligt sind, erweitern die Theorie, dass ein höherer Artenreichtum, Asynchronität, Population und dominante Artenstabilität zu einer größeren Ökosystemstabilität beitragen, erheblich.
Zhang et al. 2023
Es kommt jedoch auf die Einzelheiten an. Die Forscher befürworten kein wahlloses Mähen, sondern eher ein nachhaltiges Mähregime mit einer Stoppelhöhe von 10 cm für das gemäßigte Grasland der Inneren Mongolei, eine Schlussfolgerung, die aus kurz- und langfristigen Feldmähexperimenten gezogen wurde. Während das Mähen in der Steppe funktionieren mag, ist es in dieser Höhe noch nicht an der Zeit, auf „No Mow May“ zu verzichten.
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Zhang, L., Bai, W., Zhang, Y., Lambers, H. und Zhang, W.-H. (2023) „Die Stabilität des Ökosystems wird durch funktionelle Abwehrmechanismen der Pflanzen und die Populationsstabilität unter Mahdbedingungen in einer semiariden, gemäßigten Steppe bestimmt." Functional Ecology. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1111/1365-2435.14401.
