Extreme Dürren verursachen tiefgreifendere und länger anhaltende Schäden als bisher angenommen

Basiert auf einer Medienmitteilung der Colorado State University

Eine internationale Forschungsinitiative mit 170 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus sechs Kontinenten beteiligten, zeigt, dass extreme, über Jahre andauernde Dürreperioden Gras- und Buschlandschaften langfristig erheblich beeinträchtigen – Ökosysteme, die fast die Hälfte der weltweiten Landmasse bedecken und über 30 Prozent des globalen Kohlenstoffs speichern.

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.

In der UFZ-Versuchsstation Bad Lauchstädt legten Dr. Harald Auge (UFZ) und Prof. Dr. Nico Eisenhauer (iDiv, Universität Leipzig) im Rahmen des sogenannten DroughtNet bereits im Jahr 2015 25 Versuchsflächen von jeweils 4 m² an. Zehn davon wurden mit Dächern abgedeckt, so dass dort 55 Prozent weniger Niederschlag fällt, was ungefähr dem trockensten der vergangenen einhundert Jahre entspricht. Die Daten zeigen für die Standorte Jena und Bad Lauchstädt, dass dort die Verluste bei der pflanzlichen Biomasseproduktion nach vier Jahren anhaltender extremer Dürre unterschiedlich hoch waren und weitere Faktoren für die Reaktion von Ökosystemen auf die Auswirkung von extremer Trockenheit eine Rolle spielen. „Ökosysteme weltweit reagieren unterschiedlich auf den Einfluss des Klimawandels. Globale Forschungsnetzwerke wie DroughtNet ermöglichen es uns, allgemeingültige von lokal spezifischen Ökosystemreaktionen zu trennen und weitere Einflussfaktoren zu erkennen,“ sagt iDiv-Mitglied Dr. Harald Auge.

Prof. Dr. Nico Eisenhauer, Co-Leiter des Standorts und Professor an der Universität Leipzig sowie bei iDiv, fügt hinzu: „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

(Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit iDiv-Affiliation fett hervorgehoben)

Ohlert T., Smith M., Collins S., Knapp A., Dukes J., Sala O., Wilkins K., Munson S., Anderson M., Avolio M., Chen A., Hayden M., Holdrege M., Slette I., Wilfahrt P., Beier C., Fraser L., Jentsch A., Loik M., Luo Y., Maestre F., Phillips R., Power S., Yahdjian L., Yu Q., Chen A., Felton A., Gherardi L., Lyon N., Abdoli H., Abedi M., Alberti J., Arroyo A., Asbjornsen H., Auge H., Bachle S., Bahn M., Bartholomew D., Batbaatar A., Bauerle T., Beard K., Behn K., Beil I., Biancari L., Blindow I., Bondaruk V., Borer E., Bork E., Bruschetti C., Castillioni K., Byrne K., Cahill J., Calvo D., Carbognani M., Carlyle C., Castillo-Garcia M., Chandregowda M., Chang S., Chieppa J., Churchill A., Cianciaruso M., Cordeiro A., Cousins S., Cusack D., Dahlke S., Daleo P., Dietterich L., Dubbert M., Eisenhauer N., Forte T., Funk F., Galiano D., Greenville A., Isbell F., Han L., Haugum S., Hautier Y., Hector A., Henry H., Hoss D., Jordan S., Ke Y., Kelly E., Koerner S., Kreyling J., Kröel-Dulay G., Kröpfl A., Kübert A., Kulmatiski A., Lamb E., Larsen K., Lee S., Luan J., Limbu S., Linstädter A., Liu S., Longo G., Loydi A., Lubbe F., Malyshev A., McIntire C., Metcalfe D., Mokoka M., Mori A., Mudongo E., Newman G., Nielsen U., Ochoa-Hueso R., O’Connor R., Ogaya R., Oñatibia G., Orbán I., Osborne B., Otfinowski R., Pärtel M., Pascual J., Peñuelas J., Peri P., Pescador D., Peter G., Piñeiro-Guerra J., Ploughe L., Plowes R., Petraglia A., Picon-Cochard C., Pillar V., Portales-Reyes C., Prober S., Pueyo Y., Rahmati G., Reed S., Rodríguez D., Sánchez A., Rogers W., Roscher C., Rowley D., Santos B., Schellenberg M., Scherer-Lorenzen M., Seabloom E., Shen R., Shi B., Souza L., Stampfli A., Standish R., Sternberg M., Sun W., Sünnemann M., Tedder M., Terry T., Thorvaldsen P., Tielbörger K., Tissink M., Vadeboncoeur M., Valdecantos A., van den Brink L., Vandvik V., Velle L., Wanke S., Wardle G., Wei C., Werner C., Wiehl G., Williams J., Wolf A., Wu H., Xu C., Yang X., Yang Y., Yost J., Young A., Yue P., Zeberio J., Zeiter M., Zhang H., Zhu J., Zuo X. (2025). Drought intensity and duration interact to magnify losses in primary productivity. Science. DOI: 10.1126/science.ads8144

Ansprechperson

Prof. Dr. Nico Eisenhauer
Leiter Experimentelle Interaktionsökologie
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97 33167
E-Mail: nico.eisenhauer@idiv.de

Kati Kietzmann
Medien und Kommunikation
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Telefon: +49 341 97 39222
E-Mail: kati.kietzmann@idiv.de

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