„Ein nicht unwesentlicher Teil unserer Arbeit bestand aus Schneeschaufeln“, erzählt Prof. Michael Bahn vom Institut für Ökologie der Uni Innsbruck. Das Experiment auf mehr als 2500 Metern Höhe auf dem Grünland der Hohen Mut bei Obergurgl umfasste 15 fünf mal fünf Meter große Versuchsflächen. Die kleinen Parzellen lieferten Daten für eine umfassende internationale Studie zur Entwicklung des Bodens in hochalpinem Gelände. Dabei interessierte sich der Ökologe, in dessen Forschungsmittelpunkt seit vielen Jahren die Auswirkungen des globalen Wandels auf Gebirgsökosysteme stehen, gemeinsam mit den Kolleg*innen der Universität Manchester in einem ersten Schritt für die Schneebedeckung. „Der Schnee spielt eine große Rolle für das Funktionieren alpiner Ökosysteme. Aus jetziger Sicht wird die Schneeschmelze aufgrund des Klimawandels bis zum Ende des Jahrhunderts je nach Höhenlage um 50 bis 130 Tage früher einsetzen. Das könnte schwerwiegende ökologische Folgen haben“, verdeutlicht Bahn. Bei einigen Versuchsflächen wurde der Schnee entfernt, bei einigen aufgeschüttet – und einige blieben als „Kontrollgruppe“ unberührt. Anschließend entnahm das Forscher*innen-Team Proben aus dem Boden in regelmäßigen Abständen. Im Labor in Innsbruck wurden sie auf die mikrobielle Zusammensetzung und biogeochemische Eigenschaften untersucht. Gerade für den Alpenraum ist ein besseres Verständnis dieser hochkomplexen Vorgänge besonders wichtig. „Mikrobielle Gemeinschaften im Boden regulieren Stoffkreisläufe und sind gleichzeitig sehr sensibel für sich verändernde Umweltbedingungen. Sie sind wichtig für die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen, die Speicherung von Kohlenstoff und zahlreiche andere essenzielle Ökosystemfunktionen“, sagt Michael Bahn.
Saisonale Unterschiede
Die Zusammensetzung der Mikroben in Form von Bakterien und Pilzen und auch die Stoffkreisläufe im Boden variieren je nach Jahreszeit. „Es gibt eine mikrobielle Winter-Gemeinschaft und eine Sommer-Gemeinschaft. Der Schnee spielt als isolierende Decke eine wichtige Rolle, um das empfindliche ökologische Gleichgewicht im hochalpinen Raum aufrecht zu erhalten“, erklärt Richard Bardgett, der im Winter 2020 zwei Monate als Gastprofessor an der Universität Innsbruck verbrachte. Die Vorgänge unterliegen zeitlichen Zyklen, die durch eine immer dünnere Schneedecke und damit immer kürzerer Schneedecken-Dauer stark beeinflusst werden. Auswirkungen zeigen sich dabei bereits ab einer zeitlichen Verschiebung von nur 10 Tagen, wie das Team an den Versuchsflächen im Ötztal in einer neulich publizierten Studie zeigen konnte. „Eine frühere Schneeschmelze führt zu einem abrupten saisonalen Übergang der mikrobiellen Gemeinschaften. Die Funktion des Winter-Ökosystems wird dadurch verkürzt und seine Wirkweise eingeschränkt. Das hat Auswirkungen auf den Stoffhaushalt und die Pflanzenproduktivität und bringt die Balance des Ökosystems in Gefahr“, so Studienautor Arthur Broadbent. „In alpinen Regionen schreitet der Klimawandel doppelt so schnell voran wie im globalen Durchschnitt, die Folgen dieser Entwicklung für alpine Ökosysteme zu verstehen ist daher zentral.“
Zwergsträucher im Vormarsch
In einem weiteren Projekt untersucht der Boden-Ökologe nun in enger Zusammenarbeit mit Markus Pirpamer und der Agrargemeinschaft Vent wiederum an ausgewählten Experimentierflächen in Vent im Ötztal die zunehmende Verstrauchung alpiner Flächen – ein weiterer, besonders für viele Almwirtschaftende heute schon deutlich spürbarer Effekt des globalen Wandels: „Wir sehen in den letzten Jahren eine teilweise rasante Zunahme von Zwergsträuchern an Orten, wo bis vor kurzer Zeit nur alpiner Rasen vorhanden war. Pflanzen wie beispielsweise die Besenheide bilden große Vorkommen in immer höheren Lagen“, sagt Bahn. Für die Almen und Nutzung der alpinen Gelände als Weidefläche für Tiere ist das keine positive Entwicklung und bereitet den Akteuren vor Ort Kopfzerbrechen – und das nicht nur im Ötztal. Die Zwergsträucher machen viele Flächen für Weidetiere teilweise „ungenießbar“. Welche Folgen die Ansiedelung von Sträuchern in immer höheren Lagen in Kombination mit kürzerer Schneedecken-Dauer hat, das möchten Michael Bahn und Richard Bargdett mit ihrem Team in Zukunft weiter im Detail untersuchen. „Hier gilt ein besonderer Dank den Akteuren vor Ort, Bauern wie Liftbetreibern, ohne deren Unterstützung und Expertise diese Forschungsarbeit nicht möglich wäre. Dank der Infrastruktur und der Nähe des Universitätszentrums Obergurgl zum alpinen Lebensraum können wir zudem immer wieder international hoch angesehene Forschende für eine Zusammenarbeit begeistern“, freut sich Michael Bahn.
Dieser Beitrag ist in der Juni-2021-Ausgabe des Magazins „wissenswert“ erschienen. Eine digitale Version ist hier zu finden (PDF).