Die im Fachmagazin Science veröffentlichen Ergebnisse sind besonders relevant, da der Klimawandel die Wahrscheinlichkeit schwererer Dürren künftig weiter erhöhen dürfte. Bislang war es aufgrund der Seltenheit solchen Extremereignisse schwierig, deren tatsächliche kurz- und langfristige Folgen realistisch abzuschätzen. Ein historisches Beispiel ist die sogenannte „Dust Bowl“ der 1930er Jahre in USA - eine Dürreperiode, die weitreichende ökologische und wirtschaftliche Schäden verursachte.
Die Studie, geleitet von der Colorado State University (CSU) unter Beteiligung von Forschenden des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Universität Leipzig und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), zeigt: Nach vier Jahren extremer Dürre war der Verlust an pflanzlicher Biomasse mehr als doppelt so hoch wie bei Dürren mittlerer Stärke. Zudem erholen sich Gras- und Buschlandschaften unter anhaltender Trockenheit immer schlechter – mit Folgen wie Bodenerosion und Staubstürmen.
„Extreme, mehrjährige Dürren haben in Kombination noch tiefgreifendere Auswirkungen als ein einzelnes Jahr mit extremer Dürre oder mehrere Jahre mit moderater Trockenheit“, erklärt CSU-Professorin Melinda Smith, die die Studie gemeinsam mit Erstautor Dr. Timothy Ohlert leitete.
Den Auswirkungen von Dürren weltweit auf der Spur
Im Rahmen des International Drought Experiment errichteten die Forschenden auf sechs Kontinenten Dachkonstruktionen, die über vier Jahre hinweg gezielt die Niederschlagsmenge in Grasland- und Buschlandökosystemen reduzierten. Durch die Simulation extremer Trockenperioden, wie sie nur etwa einmal in 100 Jahren auftreten, konnten sie kurz- und langfristige Effekte untersuchen.
Unterschiede in den Niederschlagsmustern, Bodenbeschaffenheit und Vegetation führten dazu, dass an den verschiedenen Standorten unterschiedliche Kombinationen aus moderaten und extremen Dürrejahren simuliert wurden – einzigartige Versuchsbedingungen, die dieser Studie zugrunde liegen.
Daten von den DroughtNet-Standorten der UFZ-Forschungsstation in Bad Lauchstädt und der Universität Jena in Jena-Remderoda spielten dabei eine zentrale Rolle. Am Standort Jena fiel der Biomasseverlust nach vier Jahren geringer aus als erwartet – ein Hinweis darauf, wie unterschiedlich die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen ist.
Prof. Dr. Nico Eisenhauer, Co-Leiter des Standorts und Professor an der Universität Leipzig sowie bei iDiv, ergänzt: „Angesichts der Allgegenwärtigkeit des globalen Wandels sind mehrjährige Experimente von großer Relevanz, um realistische Auswirkungen auf das Ökosystem zu erkennen, die bei Kurzzeitstudien möglicherweise unterschätzt werden.“
Die Ergebnisse zeigen, dass die negativen Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität sowohl unter extremen als auch unter langanhaltenden Trockenbedingungen wahrscheinlich deutlich stärker sind als bisher angenommen. Gras- und Buschlandschaften spielen eine wichtige Rolle für die weltweit Kohlenstoffspeicherung. Veränderungen durch Dürren können daher weitreichende Folgen haben.
Diese Erkenntnisse verdeutlichen, dass extreme Wetterereignisse wie Dürren zentrale Treiber des ökologischen Wandels sind – mit potentiell tiefgreifenden Auswirkungen auf Ökosysteme weltweit.
Originalpublikation in “Science”:
“Drought intensity and duration interact to magnify losses in primary”, Doi: 10.1126/science.ads8144