Die Grenze zwischen den südamerikanischen Regenwäldern und den anschließenden Savannen verläuft auch unterirdisch. Das haben Wissenschaftler der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und der Goethe-Universität anhand von Computermodellen herausgefunden. Die Tiefe, bis zu der Pflanzen wurzeln können, hat demnach einen entscheidenden Einfluss auf die oberirdische Vegetation. Flache Wurzeltiefen begünstigen die Enstehung von Savannen, so das Team im Fachmagazin „Journal of Biogeography“. Bislang war man davon ausgegangen, dass hauptsächlich Feuer und Niederschlag die Grenze zwischen Regenwald und Savanne beeinflussen.

Es gibt Beobachtungen, wo verschiedene Ökosysteme mit ihrer typischen Vegetation auf der Erde auftreten, und Modelle, die dies nachbilden – und manchmal stimmt beides einfach nicht überein. „Wir haben uns angeschaut, wo die Grenze zwischen dem üppig grünen Regenwald am Amazonas und der sich südöstlich anschließenden Savanne mit eher vereinzelt stehenden Bäumen, den brasilianischen Cerrados, verläuft. Die am Computer simulierte Vegetation passte nicht zu Satellitenaufnahmen des Gebietes“, beschreibt Liam Langan, Senckenberg Biodiversität und Klima Zentrum, die Initialzündung seiner neuen Studie.

Offenbar ist das Problem buchstäblich im Boden verwurzelt. „Die Forschung zeigt, dass Feuer und Niederschlag bestimmen, wo großräumige Landschaften mit charakteristischer Vegetation wie der Regenwald aufhören und andere wie die Savanne anfangen. Bisherige Vegetationsmodelle berücksichtigen also diese Einflussgrößen”, so Langan. Obwohl bekannt war, dass Bodentiefe eine Rolle spielt, wurde sie gewöhnlich in Vegetationsmodellen vernachlässigt. Diese basieren stattdessen auf der Annahme, dass die durchwurzelbare Bodentiefe global bei zwei bis drei Metern liegt.

Langan und sein Team haben herausgefunden, dass es aber von mehreren miteinander verknüpften Faktoren abhängt, welche Vegetation in der Amazonas-Cerrado-Region vorkommt: Feuer, Niederschlag und eben die durchwurzelbare Bodentiefe. Wo jährlich über 2.500 mm Niederschlag fallen, hat die Bodentiefe kaum Einfluss auf die oberirdische Vegetion. Hier herrscht dann Regenwald vor. Interessant wird es, wo es jährlich weniger als 2.500 mm regnet. Dort sind theoretisch Regenwald und Savannenvegetation möglich.

„Wenn die Pflanzen ein größeres Bodenvolumen haben, in dem sie wurzeln können, fördert das die Entstehung von Regenwald. Im Gegenzug begünstigen flachere Böden, weniger Niederschlag und das Auftreten von Feuer Vegetationstypen mit weniger Bäumen und kontinuierlicher Grasschicht. Im Grunde geht es um das verfügbare Wasser: Mit Zugang zu tieferen Bodenschichten können Bäume generell mehr Wasser aufnehmen. Das begünstigt die immergrüne Vegetation des Regenwaldes“, erklärt der Leiter der Arbeitsgruppe, Dr. Simon Scheiter, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum. Er ergänzt: „Die Wechselwirkungen zwischen den drei Faktoren bestimmen zudem, welche einzelnen Pflanzen lokal wachsen und wie vielfältig die Pflanzengemeinschaft jeweils ist.“

Mit den neuen Erkenntnissen wollen die Wissenschaftler die Vegetationsmodelle weiter verbessern. So lässt sich auch genauer abschätzen, wie sich die Vegetation künftig verändern könnte. Langan dazu: „Die von uns modellierte Fläche ist etwa so groß wie Europa. Der Amazonas-Regenwald ist zudem besonders artenreich und einer der größten Kohlenstoffspeicher der Welt. Deshalb ist es wichtig, zu wissen, wie sich die Vegetation angesichts des Klimawandels entwickeln wird. Modelle, die berücksichtigen, wie sich die Wurzeltiefe auf die Vegetation auswirkt, helfen uns, dieses Wissen zu vertiefen.“


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Quelle: Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen (10/2017)