7000 Jahre Umweltgeschichte: Sedimentkerne zeigen den Einfluss des Menschen auf die Pflanzenvielfalt

Über Jahrtausende hinweg wirkte sich die landwirtschaftliche Nutzung des Landes nicht negativ auf die Pflanzenvielfalt aus – im Gegenteil. Forscher der Universität Basel konnten für das Schweizer Mittelland nachweisen, dass Ackerbau und Viehzucht seit der Jungsteinzeit zur Entstehung artenreicher Kulturlandschaften beitrugen. Erst die intensive Landwirtschaft der vergangenen Jahrzehnte führte zu einem deutlichen Rückgang der Biodiversität.

Die Ergebnisse wurden von einem Forschungsteam um Dr. Fabian Rey und Prof. Dr. Oliver Heiri im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Grundlage der Studie sind Sedimentbohrkerne aus dem Moossee bei Bern, dem Burgäschisee bei Herzogenbuchsee sowie dem Hüttwilersee im Kanton Thurgau. In den Ablagerungen dieser Seen haben sich über Jahrtausende hinweg Pollen und andere Umweltspuren erhalten.

Durch die Analyse der einzelnen Sedimentschichten konnten die Forscher sowohl die Entwicklung der Pflanzenvielfalt als auch die Intensität der landwirtschaftlichen Nutzung im Umfeld der Seen rekonstruieren. Mithilfe von Radiokarbondatierungen (C14-Methode) wurden die Schichten zeitlich eingeordnet. Die Sedimente reichen bis in die Jungsteinzeit vor rund 7000 Jahren zurück.

„Das ist ein aussergewöhnlich umfangreicher und genau datierter Datensatz“, betont Oliver Heiri. „Wir können damit Veränderungen der Pflanzenvielfalt im Umland der Seen während der letzten 7000 Jahre in einer Auflösung nachzeichnen, die der modernen Ökologie nahekommt – und das aus einer Zeit vor der modernen Ökologie.“

Die Auswertungen zeigen, dass die Pflanzenvielfalt im Schweizer Mittelland mit dem Aufkommen der Landwirtschaft deutlich zunahm. Vor der neolithischen Landnahme war die Region überwiegend von Wald bedeckt und bot vergleichsweise wenige unterschiedliche Lebensräume.

Mit der Ausbreitung von Ackerflächen, Weiden, Hecken und später Obstgärten entstand dagegen eine abwechslungsreiche Kulturlandschaft. Dieses kleinräumige Nebeneinander verschiedener Nutzungsformen schuf zahlreiche ökologische Nischen für spezialisierte Pflanzenarten.

„Man denkt vielleicht, dass menschlicher Einfluss schlecht für die Pflanzenvielfalt sein müsste, weil wir das von heute so kennen“, sagt Fabian Rey. „Aber der damalige Landbau und die Viehhaltung machten die Landschaft diverser.“

Das Forschungsteam beschreibt die historische Kulturlandschaft als mosaikartig aufgebaut. Die Vielfalt unterschiedlicher Lebensräume führte über lange Zeiträume hinweg zu einer steigenden Artenvielfalt.

Die Sedimentarchive dokumentieren jedoch nicht nur Phasen zunehmender Vielfalt. Auch markante Einbrüche lassen sich nachweisen.

Besonders deutlich zeigen sich Rückgänge während der Zeit der Völkerwanderung nach dem Zusammenbruch des Römischen Reichs sowie während der großen Pestepidemien des Mittelalters. In diesen Krisenzeiten wurden landwirtschaftliche Flächen vielerorts aufgegeben. Wald breitete sich erneut aus und verdrängte die offenen Lebensräume, die zuvor zahlreichen Pflanzenarten Raum geboten hatten.

„In Zeiten, in denen sich die Menschen weniger um Landwirtschaft kümmern konnten, wuchs der Wald zurück und die Pflanzenvielfalt nahm auf Landschaftsebene ab“, erklärt Heiri.

Die Untersuchung verdeutlicht damit, dass politische und gesellschaftliche Umbrüche nicht nur menschliche Gemeinschaften beeinflussten, sondern auch deutliche Spuren in der Umwelt hinterließen.

Die über Jahrtausende bestehende Verbindung zwischen Landwirtschaft und wachsender Pflanzenvielfalt endete erst nach dem Zweiten Weltkrieg. Seitdem verzeichnen die Daten einen deutlichen Rückgang der Artenvielfalt.

Nach Ansicht der Forscher ist dies vor allem auf die zunehmende Intensivierung der Landwirtschaft zurückzuführen. Kleinteilige Landschaftsstrukturen wurden durch große, einheitlich bewirtschaftete Flächen ersetzt. Gleichzeitig nahm der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden zu, wodurch viele spezialisierte Pflanzenarten ihre Lebensräume verloren.

Die Ergebnisse zeigen damit einen grundlegenden Unterschied zwischen traditionellen und modernen Formen der Landnutzung: Während frühere Bewirtschaftungsweisen vielfältige Lebensräume schufen, fördern heutige intensive Nutzungsformen oftmals eine Vereinheitlichung der Landschaft.

Die Rekonstruktion der Vegetationsgeschichte basiert auf mehr als einem Jahrzehnt Forschungsarbeit. Für jeden Zentimeter der Sedimentbohrkerne entnahm Fabian Rey Pollenproben, bereitete sie chemisch auf und analysierte sie mikroskopisch.

Für jede Probe wurden 500 Pollenkörner bestimmt. Aus der Zusammensetzung der Pollentypen ließ sich die jeweilige Pflanzenvielfalt rund um die Seen rekonstruieren. Hinweise auf die landwirtschaftliche Nutzung lieferten sowohl Pollen von Kulturpflanzen als auch sogenannte Kulturfolger – Pflanzenarten, die typischerweise auf bewirtschafteten Flächen vorkommen.

Zusätzlich wurden die paläoökologischen Ergebnisse mit archäologischen und historischen Daten abgeglichen. Dadurch entstand ein hochauflösendes Bild der Wechselwirkungen zwischen menschlicher Landnutzung und Umweltentwicklung über sieben Jahrtausende.

Die langfristige Perspektive der Studie zeigt nicht nur den Verlust der vergangenen Jahrzehnte, sondern auch die Fähigkeit von Ökosystemen zur Erholung.

„In unseren Daten sehen wir aber auch, dass sich die Pflanzenvielfalt nach früheren Einbrüchen wieder erholt hat, wenn die Menschen zu einer Landwirtschaft mit abwechslungsreichen Flächen zurückkehrten“, sagt Rey.

Die Forscher sehen darin einen Hinweis darauf, dass auch der seit rund 80 Jahren beobachtete Rückgang der Pflanzenvielfalt grundsätzlich umkehrbar sein könnte – vorausgesetzt, die Landschaft wird wieder vielfältiger bewirtschaftet. Die Sedimente der Schweizer Seen liefern damit nicht nur Einblicke in die Umweltgeschichte Europas, sondern auch wichtige Erkenntnisse für aktuelle Debatten über Biodiversität und Landnutzung.

Quelle: Universität Basel