Ökologiekonzept kritisch überprüft

Um die Konzepte zu ¨¹berpr¨¹fen, f¨¹hrte D?rte Bachmann im Rahmen ihrer Dissertation bei Nina Buchmann, Professorin f¨¹r Graslandwissenschaften an der ETH, drei Teilstudien durch. Sie bestimmte unter anderem, in welcher Bodentiefe die Pflanzen Wasser ¨¹ber die Wurzeln aufnehmen, wie die Pflanzen auf das verf¨¹gbare Licht im Bestand reagieren und schliesslich wie die Kohlendioxidaufnahme und der Wasserverlust von der Artenvielfalt abh?ngen.

Die ersten beiden Teilexperimente f¨¹hrte die Forscherin auf einem Testgel?nde nahe der Stadt Jena in Th¨¹ringen durch. Auf diesen Fl?chen, dem ?Jena-Experiment?, f¨¹hren Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus ganz Europa seit ¨¹ber 12 Jahren ?kologische Studien unter einheitlichen Bedingungen durch.

Bachmann untersuchte auf 40 Teilfl?chen Graslandgemeinschaften, die aus zwei, vier, acht und sechzehn Arten bestehen, die jeweils aus einem Pool von 60 zuf?llig ausgew?hlten, aber typischen europ?ischen Graslandarten stammen.

Licht oder Wasser?

Daf¨¹r f¨¹hrte sie Versuche mit markiertem Wasser durch, indem sie den Pflanzen im Gel?nde Wasser, das jeweils mit schweren Wasserstoff- oder Sauerstoff-Isotopen markiert war, in zwei Tiefen zur Verf¨¹gung stellte. Damit konnte sie zeigen, dass die Wasseraufnahme unabh?ngig von der Anzahl der Arten und unabh?ngig von den funktionellen Gruppen immer in mehr oder weniger der gleichen Bodentiefe erfolgte, und zwar aus den oberen Bodenschichten. ?Artenreiche Grasl?nder haben in gem?ssigten Breiten zwar einen h?heren Biomasse-Ertrag, der Grund daf¨¹r ist jedoch nicht eine komplement?re Wassernutzung aus verschiedenen Bodentiefen?, erkl?rt die Forscherin.

Der Grund daf¨¹r d¨¹rfte auch nicht in einer komplement?ren Ausnutzung des Lichts im Pflanzenbestand liegen, wie es eine weitere g?ngige Hypothese vorschl?gt. Messungen des Lichteinfalls im Pflanzenbestand sowie die Vermessung verschiedener Blattmerkmale im Jahresverlauf zeigten der ETH-Doktorandin, dass in artenreichen Best?nden die verschiedenen Pflanzenarten oder funktionellen Gruppen Licht nicht besser ausnutzen konnten als diejenigen in artenarmen Best?nden. ?In meinen Experimenten fand ich keine eindeutigen Belege f¨¹r eine Nischenkomplementarit?t bei der Lichtausnutzung?, sagt sie.

Artenreichtum verst?rkt Stofffl¨¹sse

Zu guter Letzt analysierte die Biologin zusammen mit anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, ob sich die Artenzahl auf die Aufnahme von Kohlendioxid und gleichzeitig auf den Verlust von Wasser auswirkt. Dazu liess die Forschergruppe zw?lf grosse Rasenbl?cke von zwei Quadratmetern Fl?che und zwei Metern Tiefe, die entweder vier oder 16 Arten enthielten, von Jena nach Montpellier (F) transportieren. Dort wurden diese Bl?cke in spezielle geschlossene Versuchskammern eingebracht.

Gemeinsam mit Kollegen und Kolleginnen bestimmte Bachmann die Kohlendioxid- und Wasserdampf-Stofffl¨¹sse aus den einzelnen Rasenbl?cken. Die Resultate dieser Teilstudie sprachen f¨¹r einen positiven Effekt h?herer Artenvielfalt auf die Biomasseproduktion: Die Pflanzengemeinschaft mit 16 Arten und der h?heren Anzahl funktioneller Gruppen nahm mehr CO2 auf als diejenige mit nur vier Arten. Auch nutzte die artenreichere Gesellschaft Wasser- und Stickstoffressourcen effizienter als die arten?rmere Grasland- Gemeinschaft.

?Mit ihrer Arbeit hat D?rte Bachmann einen wichtigen Beitrag zum Verst?ndnis einer wichtigen Frage der Agrar?kologie geleistet?, sagt Bruno Studer, Professor f¨¹r Futterpflanzengenetik am Institut f¨¹r Agrarwissenschaften und Jurymitglied des Hans Vontobel-Preises. Sie habe ein wichtiges Konzept der ?kologie kritisch hinterfragt und differenzierte Resultate erzielt, die teilweise von der Lehrmeinung abweichen. Dies habe den Ausschlag daf¨¹r gegeben, ihr den Preis zu verleihen. Dass nicht zwingend Artenvielfalt, sondern eine ausgewogene Verteilung der funktionellen Gruppen sich positiv auf die Ressourcenausn¨¹tzung auswirkt, hat nach Studers Einsch?tzung auch Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Praxis der F?rderung von artenreichen Wiesen.

Bereichernde Erfahrungen

D?rte Bachmann selbst sagt r¨¹ckblickend, dass sie sehr froh dar¨¹ber sei, dass sie sich f¨¹r eine Dissertation entschieden habe. ?Es waren drei bereichernde Jahre in einem internationalen Umfeld, die Zusammenarbeit mit anderen Forschenden war toll, und die Feldarbeit in Jena sch?n, aber teilweise auch hart.? Sie habe in dieser Zeit viel ¨¹ber sich selbst und beruflich gelernt. Die Arbeit habe viel Selbstdisziplin erfordert, ?zeitweise war ich ganz sch?n auf mich selbst gestellt.?

Bachmann ist eine eher sp?t berufene Pflanzenwissenschaftlerin und Biologin. Sie sagt: ?Lange habe ich nicht gewusst, was ich studieren soll.? Sie schrieb sich schliesslich f¨¹r Biologie ein, was sie in Halle, ihrer Heimatstadt, studierte. Ihr damaliger Botanik-Professor habe schliesslich ihre Begeisterung f¨¹r Pflanzen geweckt.

Ihre Dissertation hat Bachmann im April 2014 abgeschlossen. Sie arbeitet derzeit an der ETH Z¨¹rich im Bereich Life Cycle Assessement (LCA) in der Gruppe von Professorin Stefanie Hellweg. Diese Stelle ist allerdings bis Ende Juli 2015 befristet. Ob sie in der Wissenschaft bleibt, l?sst sie derzeit offen. Die junge Forscherin lebt derzeit in Z¨¹rich. In der Schweiz m?chte sie an sich bleiben. Mittlerweile habe sie einige gute Freunde gefunden, mit denen sie wandern, klettern, velofahren oder an Konzerte gehen k?nne. Und: ?Die Berge m?chte ich nicht mehr missen.?