Forscher bei der Aufnahme hyperspektraler Bilder von Blättern diverser Pflanzenarten mit dem Feldspektrometer (links André Große-Stoltenberg, vorne rechts Jan Lehmann von der Uni Münster) Foto: privat
Münster (upm), 07. Juni 2013
Es war ein gut gemeinter Versuch mit besorgniserregendem Ergebnis: Im 20. Jahrhundert führten Menschen Akazien aus Australien nach Portugal ein. So wollten sie küstennahe Sandböden befestigen und mit Nährstoffen anreichern. Inzwischen breiten sich die Sträucher jedoch unkontrolliert aus und verdrängen einheimische Pflanzen zum Teil fast völlig. Ein neues Forschungsprojekt am Institut für Landschaftsökologie der Universität Münster untersucht nun die Auswirkungen auf die betroffenen Ökosysteme. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft stellt den Wissenschaftlern rund 172.000 Euro für drei Jahre zur Verfügung.
Eingeschleppte Arten, die sich massenhaft ausbreiten und einheimische Arten verdrängen, werden als invasiv bezeichnet. Sie stellen in vielen Ländern der Erde eine Bedrohung der Biodiversität dar. In Portugal sind ausgerechnet die besonders geschützten Küstendünen und Küstenheiden an der Atlantikküste betroffen. Das Hauptproblem: Die Akazien reichern den Boden mit Stickstoff an. Dadurch werden die einheimischen Ökosysteme, die von Natur aus stickstoffarm sind, verändert und ihre Pflanzen gefährdet.
Die münsterschen Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Tillmann Buttschardt – Dr. Jan Thiele und André Große-Stoltenberg – bestimmen biochemische Veränderungen in einzelnen Blättern und untersuchen den Zustand der Pflanzen in der Landschaft. Sie erfassen auch die Verbreitung der Akazien in den portugiesischen Küstenregionen genau und bewerten deren Einfluss auf die heimischen Pflanzen und Ökosysteme. Beispielsweise können die Forscher den Gehalt von Stickstoffisotopen in den Blättern erkennen und daraus Rückschlüsse auf den Zustand der heimischen Pflanzen treffen.
Die Landschaftsökologen setzen eine neue Untersuchungsmethode ein: die hyperspektrale Fernerkundung. Bei der Fernerkundung werden aus der Luft elektromagnetische Wellen gemessen – darunter sichtbares Licht und Infrarotstrahlung –, die von der Oberfläche der Erde oder auch von Pflanzen reflektiert werden. Das spezielle hyperspektrale Sensorsystem, das die Münsteraner einsetzen, ermöglicht es, besonders viele verschiedene Wellenlängen aufzuzeichnen und daraus beispielsweise den Nährstoffgehalt von Pflanzen abzuleiten. "Dieser Ansatz wird helfen, die Auswirkungen invasiver Pflanzenarten künftig deutlich besser zu erfassen", betont Jan Thiele.
Der Titel des neuen Projekts, bei dem die Münsteraner mit Wissenschaftlern der Universitäten Hamburg und Bayreuth zusammenarbeiten, lautet "Quantifizierung des räumlichen Einflusses exotischer invasiver Pflanzen auf Ökosystemfunktionen – von der Blatt- zur Landschaftsebene". Die geplanten Untersuchungen bauen auf dem europäischen Forschungsnetzwerk "Invasive Species Evaluation, Control & Education.Network" auf, das im siebten EU-Forschungsrahmenprogramm gefördert wird. Die Ergebnisse können auch helfen, geeignete Umweltschutz-Maßnahmen zu ergreifen, um die heimischen Ökosysteme zu bewahren.