Klimaeinflüsse wirken sich später auf Pflanzen aus als gedacht

Bei Faktoren wie Temperatur und Niederschlag sprechen Wissenschaftler von "Klimaelementen". Ihre Auswirkungen auf die Pflanzenwelt werden möglicherweise erst Jahre später sichtbar. Dies ist das zentrale Ergebnis einer Studie unter Leitung des Deutschen Zentrums für Biodiversitätsforschung (iDiv), der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ). Sie wurde in der Zeitschrift "Global Change Biology" veröffentlicht. Danach könnten klimatische Elemente langfristig einen stärkeren Einfluss auf das Überleben, das Wachstum und die Vermehrung von Pflanzen haben als frühere Studien nahelegen.

Untersuchungszeiträume waren bisher zu kurz

Frühere Untersuchungen, die den Zusammenhang von Klima und den Überlebensraten von Pflanzen untersuchten, beobachteten relativ geringe Auswirkungen. Das führte mitunter zu der Schlussfolgerung, dass andere Faktoren, wie eine veränderte Landnutzung, einen deutlich stärkeren Einfluss haben als klimatische Elemente wie Temperatur oder Niederschlag. Doch diese Annahme basiert möglicherweise auf einem zu kurzen Zeitfenster, das für die Beobachtungen zugrunde gelegt wurde. "Die meisten Forschenden gehen davon aus, dass Pflanzenpopulationen innerhalb von zwölf Monaten auf das Klima reagieren. Und dieses Zeitfenster nutzen sie auch für ihre Modelle, um die Reaktionen der Pflanzen zu analysieren", sagte Erstautorin Sanne Evers, die bei iDiv und an der MLU forscht.

Für die Studie analysierte das Team wissenschaftliche Veröffentlichungen, die Klimaelemente und die Entwicklung von 104 Pflanzenarten zueinander in Beziehung setzten.

Die Forscherinnen und Forscher fanden heraus, dass 85 Prozent der Studien lediglich Zeitfenster von einem Jahr berücksichtigten, oftmals konzentrierten sie sich sogar nur auf die Vegetationsperiode (etwa Frühling oder Sommer). Allerdings: "Auch das Klima während der Ruheperiode oder das Klima vorhergehender Jahre können einen Einfluss auf das Überleben, das Wachstum und die Fortpflanzung von Pflanzen haben. So gibt es Arten, die während der Ruheperioden deutlich wachsen, zumindest in Regionen, in denen die Temperaturen nicht unter 5 °C sinken. Außerdem dauert es manchmal Jahre, bis Pflanzen aufgrund der Schäden sterben, die ihnen eine Dürreperiode zugefügt hat", sagt Letztautor Aldo Compagnoni von iDiv und MLU.

Grüner Enzian und Stauden-Feigenkaktus

Um herauszufinden, welche Kombination verschiedener Klimaelemente und Zeitfenster am aussagekräftigsten ist, untersuchten die Forschenden in einem weiteren Schritt vier besonders umfangreiche Langzeitdatensätze: für die fünfnervige Zwergsonnenblume (Helianthella quinquenervis) und den grünen Enzian (Frasera speciosa), die vorrangig im Gebirge vorkommen, sowie für den Stauden-Feigenkaktus (Cylindropuntia imbricata) und den gelben Cryptanth (Cryptantha flava), die in eher trockenen Regionen zu finden sind. "Für diese Pflanzenarten standen uns zwischen 15 und 47 Jahre an Daten zur Verfügung. Und obwohl sie alle gleichermaßen mehrjährige Pflanzen sind, kommen sie doch aus sehr verschiedenen Lebensräumen mit klar erkennbaren Jahreszeiten", erklärt Sanne Evers.

Die Ergebnisse sind eindeutig: In vielen Fällen kann es Jahre dauern, bis Pflanzen deutliche Reaktionen auf das Klima zeigen. "Klimaelemente, die ganz oder teilweise außerhalb der Vegetationsperiode lagen und die Entwicklung der Pflanzen beeinflussen, sind eher die Regel als eine Ausnahme", sagte Koautorin Tiffany Knight, Professorin an der MLU und Leiterin einer Arbeitsgruppe bei UFZ und iDiv. "Das lässt sich anhand der physiologischen Merkmale mancher Pflanzen erklären. Zum Beispiel dauert es in alpinen Regionen bis zu vier Jahre, bis Blätter oder Blüten einer Pflanze wie dem grünen Enzian zur Reife gelangen." ev/iDiv