8.3.2005, 13:49 Uhr
Blatt-Chemie verrät Invasoren
Pflanzliche Invasoren lassen sich vom Flugzeug aus rasch und im großen Flächenmaßstab ausmachen, haben zwei amerikanische Biologen nachweisen können. Wie die Forscher in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten, verrät die optische Signatur der Eindringlinge nicht nur deren Anwesenheit, sondern auch ihren Einfluss auf das jeweilige Ökosystem.
Als Untersuchungsgebiet wählten Gregory Asner von der Carnegie Institution im kalifornischen Stanford und Peter Vitousek von der dortigen Universität die Umgebung des Vulkans Kilauea auf Hawaii. Normalerweise ist in dem hoch gelegenen Terrain der Eisenholzbaum (Metrosideros polymorpha) die vorherrschende Art. Konkurrenz erwächst im jedoch in Form des Gagelbaums (Myrica faya), ursprünglich nur auf Azoren und Kanaren heimisch.
Indem das Sonnenlicht auf und durch das Blätterdach fällt und reflektiert wird, verändert sich sein Spektrum in Abhängigkeit von der jeweiligen Vegetation. Diesen optischen Fingerabdruck erfassten die zwei Forscher vom Flugzeug aus mit Hilfe des "Airborne Visible and Infrared Imaging Spectrometer" der NASA. Der Abgleich mit traditionellen bodengestützten Beobachtungen und Messungen zeigte, dass sich Bestände des Eisenholzbaums anhand des relativ geringen Stickstoffgehalts und des mäßig hohen Wassergehalts des Blätterdachs erkennen lassen. Wo der Gagelbaum mit seinen stark stickstoffhaltigen Blättern Fuß gefasst hat, schlägt sich dies merklich in der optischen Signatur nieder.
Das Untersuchungsgebiet im "Lichte" von Stickstoff- und Wassergehalt der Vegetation. Grafik: Courtesy of Gregory Asner.
"Der erhöhte Blatt-Stickstoffgehalt des invasiven Baums bedeutet, dass er den Wald förmlich düngt", erläutert Asner. Die Lebensdauer der Blätter sei kürzer, sodass mehr Stickstoff ins Erdreich gelange und damit auch den Stoffwechsel der Bodenorganismen beeinflusse. "Wir wissen zwar noch nicht, was letztlich die Folgen dieses Dominoeffekts sein werden", so der Biologe. "Allerdings sollten wir sie künftig vorhersagen können, indem wir nun mehr über die chemischen Veränderungen im Wald erfahren."
Zu ihrer Überraschung fanden Asner und Vitousek auch Flächen mit niedrigem Stickstoffgehalt und erhöhtem Wassergehalt. Nachträgliche Begehungen enthüllten, dass sich hier ein weiterer Eindringling breit machte - der Kahili- oder Zieringwer (Hedychium gardnerianum). Dessen Triebe reichten zwar nicht bis in die höchste Etage des Blätterdachs und seien per traditioneller Fernerkundung nicht erkennbar, erläutern die Forscher. Indem die anspruchsvolle Pflanze dem Eisenholzbaum die Nährstoffe streitig mache, wirke sie sich jedoch ebenfalls auf das Reflexionsspektrum der Vegetation aus.
Forschung: Gregory P. Asner, Department of Global Ecology, Carnegie Institution, Stanford, und Peter M. Vitousek, Department of Biological Sciences, Stanford University
Online-Veröffentlichung PNAS, DOI 10.1073/pnas.0500823102
WWW:
Asner Lab
Hawai'i Volcanoes National Park
Metrosideros polymorpha
Myrica faya
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