Vielfalt hilft, Risiken zu minimieren und Stabilität zu schaffen / Düngemittel verringern auf Dauer Artenreichtum Was Ökosysteme und Geldanleger verbindet

Wer Geld anlegen möchte, dem raten Wirtschaftsexperten, das Risiko möglichst zu streuen. Auf Vielfalt zu setzen, so heißt es, verringere die Gefahr zu scheitern. Ökosystemen ergeht es in dieser Hinsicht ähnlich wie Geldanlegern, wie Wissenschaftler bei der Untersuchung von Wiesen und Weiden in aller Welt festgestellt haben. Artenvielfalt steigert demnach die Stabilität. Düngemittel erhöhen der Studie zufolge zwar kurzfristig den Ertrag, können langfristig aber die Stabilität gefährden.
19.02.2014, 00:00
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Was Ökosysteme und Geldanleger verbindet
Von Jürgen Wendler

Wer Geld anlegen möchte, dem raten Wirtschaftsexperten, das Risiko möglichst zu streuen. Auf Vielfalt zu setzen, so heißt es, verringere die Gefahr zu scheitern. Ökosystemen ergeht es in dieser Hinsicht ähnlich wie Geldanlegern, wie Wissenschaftler bei der Untersuchung von Wiesen und Weiden in aller Welt festgestellt haben. Artenvielfalt steigert demnach die Stabilität. Düngemittel erhöhen der Studie zufolge zwar kurzfristig den Ertrag, können langfristig aber die Stabilität gefährden.

Die Menschheit verdankt ihre Ernährung Bauern. In Deutschland ernährt ein Bauer heute ungefähr 140 Menschen; noch im Jahr 1960 waren es weniger als 20. Ermöglicht wurde die Steigerung der landwirtschaftlichen Erträge durch den Einsatz von Maschinen und Düngemitteln. Um zu wachsen, benötigen Pflanzen Stoffe wie Phosphor, Stickstoff, Schwefel, Kalium, Kalzium und Magnesium, die nur in begrenztem Maße im Boden vorhanden sind. Wird der Boden landwirtschaftlich genutzt, werden ihm Nährstoffe entzogen, das heißt: Sie müssen ihm zurückgegeben werden. Erkannt hat diesen Zusammenhang bereits in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts der deutsche Chemiker Justus von Liebig, der als Vater der sogenannten „Agrikulturchemie“ gilt.

Stickstoff ist der Stoff, der an der Erdatmosphäre den weitaus größten Anteil hat. Er liegt bei etwa 78 Prozent. Sauerstoff hat lediglich einen Anteil von rund 21 Prozent. Beim Luftstickstoff handelt es sich um Moleküle, die aus zwei Stickstoffatomen aufgebaut sind. Mikroorganismen können diesen Stickstoff verwerten und in eine Form bringen, die auch von Pflanzen genutzt werden kann.

Um den Boden mit dem dringend benötigten Stickstoff zu versorgen, haben sich die Menschen früherer Zeiten einiges einfallen lassen. So führten die Engländer im 19. Jahrhundert im großen Stil Vogelkot (Guano) von Inseln vor der peruanischen Küste und Salpeter aus Chile ein. Auf diese Weise erhielten sie stickstoffhaltige chemische Verbindungen. Dass angesichts dieses Aufwands auch nach anderen Stickstoffquellen gesucht wurde, liegt auf der Hand. Das Verfahren, das die beiden Deutschen Fritz Haber und Carl Bosch Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelten, erwies sich als Meilenstein. Beim sogenannten Haber-Bosch-Verfahren wird aus Luftstickstoff und Wasserstoff Ammoniak hergestellt. Von nun an konnten in großen Mengen stickstoffhaltige Düngemittel produziert werden.

Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena hat einmal darauf hingewiesen, dass sich die Menge an Stickstoff, die die Ökosysteme an Land über Dünger und aus der Atmosphäre aufnähmen, seit Mitte des 19. Jahrhunderts verdoppelt habe. Auf landwirtschaftlich genutzten Wiesen und Weiden wird Dünger eingesetzt, um den Ertrag an Viehfutter zu erhöhen. Vielerorts gelangt Stickstoff aber auch ungewollt in den Boden. So werden zum Beispiel bei der Verbrennung von Autokraftstoffen wie Benzin Stickstoffverbindungen freigesetzt. Mit Niederschlägen kann auch der Stickstoff aus solchen Verbindungen in den Boden gelangen und das Wachstum von Pflanzen fördern.

Eine internationale Forschergruppe um Yann Hautier von der University of Minnesota hat jetzt im Fachmagazin „Nature“ Ergebnisse veröffentlicht, die sie bei mehrjährigen Untersuchungen von zahlreichen Grünland-Ökosystemen auf fünf Kontinenten gewonnen hat. Wie Professor Helmut Hillebrand von der Universität Oldenburg erläutert, der an der groß angelegten Studie beteiligt war, wirkt sich der Einsatz von Düngemitteln auf Dauer negativ auf die Artenvielfalt aus, sprich: Dünger habe eine destabilisierende Wirkung. Nach den Erkenntnissen der Wissenschaftler reagieren Ökosysteme mit vielen unterschiedlichen Arten weniger stark auf sich verändernde Umweltbedingungen als artenarme Systeme. Je mehr Nährstoffe in das System gelangten, desto stärker nehme der stabilisierende Effekt der Artenvielfalt ab.

Bei der Erklärung der Gründe sind die Forscher auf den Vergleich mit den Geldanlegern gekommen. Ökosysteme gewinnen demnach dadurch an Stabilität, dass das Wachstum der Pflanzen nicht synchron verläuft, das heißt: Sie sprießen nicht alle zur gleichen Zeit aus dem Boden. Die Wissenschaftler sprechen in diesem Zusammenhang in Anlehnung an breit gestreute Geldanlagen von einem „Portfolioeffekt“. Wächst aufgrund bestimmter Bedingungen eine Pflanzenart weniger gut, wird dies bei entsprechender Artenvielfalt durch besser wachsende andere Arten ausgeglichen. Unter dem Einfluss von wachstumsförderndem Dünger verändert sich dieser Mechanismus.

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