Ein Forschungsteam unter Leitung der spanischen Central University of Catalonia mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat in einer umfassenden Freilandstudie den Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und den ökologischen Funktionen von stehenden Kleingewässern, wie Tümpeln und Teichen, in sieben europäischen Ländern untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine hohe Biodiversität – insbesondere bei Kleinstlebewesen – mit einem geringeren Algenwachstum und niedrigeren Methanemissionen einhergeht. Vor allem Tümpeln in trockenen Regionen kommt eine hohe Artenvielfalt zugute.
Die Studie umfasst 206 Kleingewässer in sieben europäischen Ländern und deckt ein breites Spektrum an Klimazonen, Landschaften und Gewässertypen ab. Für jeden Tümpel erfasste das Forschungsteam wichtige Umweltfaktoren wie den Nährstoffgehalt im Wasser, die Landnutzung im Umkreis von 100 Metern, die Größe und Tiefe des Tümpels sowie die klimatischen Bedingungen.
Darüber hinaus untersuchten die Forscherinnen und Forscher die Biodiversität in vier Hauptgruppen der Süßwasserfauna und -flora: Wasserpflanzen, kleine Wirbellose (Zooplankton), große Wirbellose (Makroinvertebraten) und Amphibien. Diese Daten fassten sie zu einem Multidiversitätsindex zusammen, der die gesamte Biodiversität jedes Tümpels widerspiegelt. Schließlich bewerteten sie verschiedene Ökosystemfunktionen – wie Methanemissionen, Algenproduktion, tierische Biomasse und Pflanzenwachstum –, um zu beurteilen, wie die Biodiversität zur Multifunktionalität – der Vielfalt der Ökosystemfunktionen, beiträgt.
Zooplanktonvielfalt bestimmt maßgeblich hohe Multifunktionalität:
Die Ergebnisse zeigen ein klares Muster: Tümpel mit größerer Artenvielfalt wiesen eine höhere Multifunktionalität des Ökosystems auf. Interessanterweise trugen nicht alle Gruppen gleichermaßen dazu bei: Die Vielfalt des Zooplanktons erwies sich als einer der stärksten Indikatoren für Multifunktionalität. Je höher die Zooplanktonvielfalt war, desto weniger Methan wurde freigesetzt und desto geringer war die Chlorophyll-a-Konzentration – ein Indikator für das Algenwachstum.
„Die Vielfalt der winzigsten Tiere im Tümpel kann dazu beitragen, die ökologischen Funktionen aufrechtzuerhalten. Sie fressen die Algen und unterstützen den Energietransfer durch das Nahrungsnetz, was zu geringeren Emissionen schädlicher Treibhausgase führt“, sagt IGB Forscher Dr. Thomas Mehner, Mitautor der Studie.
Tümpel in trockenen Regionen profitieren besonders von hoher Artenvielfalt:
Die Studie zeigt außerdem, dass die Artenvielfalt in trockenen Klimazonen eine größere Rolle spielt. Dort fanden die Forscher einen stärkeren Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und ökologischen Funktionen als in feuchten Gebieten.
„Eine mögliche Erklärung ist der sogenannte Komplementaritätseffekt. Das bedeutet, dass viele Arten innerhalb des Lebensraums unterschiedliche ökologische Rollen einnehmen und so in einer unwirtlichen Umgebung Ressourcen effektiver nutzen können, wodurch die Funktionsfähigkeit des Ökosystems stabilisiert wird“, sagt Thomas Mehner.
Nährstoffbelastung schränkt die Funktionen von Teichen ein:
Die Ergebnisse der Studie untermauern zudem ein bereits bekanntes Phänomen: dass eine hohe Nährstoffbelastung die Funktionen von Kleingewässern beeinträchtigt. Viele Tümpel befinden sich auf landwirtschaftlichen Flächen. Düngemittel, die im Pflanzenanbau eingesetzt werden, erhöhen häufig die Menge an Stickstoff und Phosphor, die in nahegelegene Gewässer gelangt. Diese übermäßige Nährstoffanreicherung (Eutrophierung) wurde in dieser Studie mit einer verminderten Multifunktionalität des Ökosystems in Verbindung gebracht.
Das bestärkt die aktuellen Bedenken, dass die Eutrophierung nach wie vor eine der größten Bedrohungen für Süßwasserökosysteme in ganz Europa ist. „Unsere Studie unterstreicht die Bedeutung der Förderung der Artenvielfalt in Tümpeln, insbesondere in trockenen Regionen, um die ökologischen Funktionen dieser Gewässer zu erhalten und zu verbessern“, sagt Thomas Mehner. „Zudem zeigt sie die negativen Auswirkungen einer hohen Nährstoffbelastung auf die Multifunktionalität von Kleingewässern auf.“