Europäisches Projekt untersucht Ausbreitung von fremden invasiven Pflanzen

Das EU-finanzierte Projekt Giant Alien untersucht die Gründe und Mechanismen der Ausbreitung des Riesenbärenklaus und deren Auswirkungen auf die einheimische Vegetation in Europa und im Kaukasus. Das letztendliche Ziel besteht in der Entwicklung einer integrierten Managementst...

Das EU-finanzierte Projekt Giant Alien untersucht die Gründe und Mechanismen der Ausbreitung des Riesenbärenklaus und deren Auswirkungen auf die einheimische Vegetation in Europa und im Kaukasus. Das letztendliche Ziel besteht in der Entwicklung einer integrierten Managementstrategie für die Kontrolle dieser und anderer fremder invasiver Pflanzen.

Aufgrund seiner immensen Größe von etwa drei Metern nach dem mythischen Herkules benannt, ist Heracleum mantegazzianum allgemein als "Riesenbärenklau" bekannt. Es scheint, dass sich die Beseitigung dieses giftigen Unkrauts aufgrund seiner hartnäckigen und invasiven Art als ebenso schwierig erweisen könnte, wie eine der zwölf Aufgaben des griechischen Helden.

Dieses Mitglied der Petersilienfamilie, das ursprünglich im Kaukasusgebirge und im südwestlichen Asien beheimatet war, wurde als Zierpflanze nach Europa eingeführt. Die invasive Art der Spezies bedeutete, dass sie bald zu einer Plage wurde und derzeit als bedeutende Bedrohung für die biologische Vielfalt der Flora und Fauna in einer Vielzahl von Lebensräumen in ganz Europa, in denen sie sich ansiedelt, angesehen wird. Die großen Blätter der Pflanze sorgen für so viel Schatten, dass um sie herum viele andere Pflanzen nicht mehr wachsen können. Die Folge: Nach dem Absterben des Riesenbärenklaus im Herbst bleiben große Flächen kahl und es kommt zur Erosion. Die Pflanze vermehrt sich durch Samenvermehrung und eine einzige Pflanze produziert bis zu 100.000 Samen, die über sieben Jahre lang überleben können, bevor sie keimen.

"Er verfügt über ein außergewöhnliches Invasionspotential. Dazu kommt noch, dass es eine effiziente Vermehrung extrem erschwert, diese Art zu kontrollieren oder gar auszurotten", erklärt Petr Pyšek vom Botanischen Institut der Tschechischen Akademie der Wissenschaften, einem der Projektpartner.

Darüber hinaus stellt die Verbreitung von Populationen des Riesenbärenklaus in Stadt- und Stadtrandbereichen eine wachsende Gefahr für die öffentliche Gesundheit dar: Sein klarer, wässriger Pflanzensaft enthält Toxine, die die Haut für ultraviolette Strahlung sensibilisieren. Hautkontakt mit dem Pflanzensaft gefolgt von der Bestrahlung mit Sonnenlicht verursacht Photodermatitis und führt zu schmerzhaften Brandblasen, die sich zu lilafarbenen oder sich verdunkelnden Narben entwickeln können.

Dass der Bärenklau und andere fremde invasive Pflanzen zum Problem werden können, steht außer Frage. Aber bisher wurden keine nachhaltigen Lösungen gefunden, um die Ausbreitung zu stoppen und künftige Invasionen zu verhindern. Darüber hinaus steigt durch Globalisierung und weltweiten Handel die Gefahr, dass sich neue Pflanzen - so genannte Neophyten - in der EU weiter ausbreiten und die alten Ökosysteme aus dem Gleichgewicht bringen.

Um diese Lücke zu schließen, haben sich acht Hochschulen und Forschungsinstitute aus Deutschland, dem VK, Dänemark, der Tschechischen Republik, Lettland und der Schweiz zusammengeschlossen und im Januar 2002 das Projekt Giant Alien ins Leben gerufen. Es wird unter dem Programm "Energie, Umwelt und nachhaltige Entwicklung" des Fünften Rahmenprogramms (RP5) der Europäischen Kommission finanziert.

Die Projektpartner stellen Beiträge zu allen Aspekten von Heracleum mantegazzianum zusammen, mit besonderem Schwerpunkt auf seiner Biologie und Ökologie, Management und Kontrolle sowie der Entwicklung bestmöglicher Verfahren auf der Grundlage von Forschung zu fremden invasiven Pflanzen. Das Gesamtziel des Projekts besteht daher in der Entwicklung einer integrierten Managementstrategie, die effektive, praktikable und nachhaltige Mittel zur Kontrolle eines fremden nicht-landwirtschaftlichen Unkrauts umfasst. Dies wird eine generische Kontrollstrategie liefern, um die biologische Vielfalt Europas vor der zunehmend ernsten Bedrohung anderer fremder invasiver Arten zu schützen. Neben der effektiven Kontrolle dieser Art wird ein Konzept erstellt, das als Muster für die Kontrolle anderer exotischer Arten oder für die Hinderung am Erreichen der invasiven Phase dienen könnte.

Um dieses Gesamtziel zu erreichen, wird im Rahmen des Projekts eine umfassende Wissensbasis für H. mantegazzianum entwickelt, einschließlich Genetik, Taxonomie, Biologie und Ökologie, um ein tief greifendes Verständnis des Lebenszyklus, der Populationsdynamik, Samen und Einwuchsökologie, Fruchtbarkeit und Regeneration zu schaffen.

Um die temporale Dynamik der Invasionen sowohl auf lokaler als auch auf kontinentaler Ebene zu studieren, verwenden die Wissenschaftler Computermodelle. Es ist schwierig, empirische Daten über eine Zeitspanne zu sammeln, die für den betreffenden zeitlichen Rahmen angemessen ist. Auf diese Art und Weise erfassen sie die Schlüsselprozesse ökologischer Systeme und durch die Entwicklung eines geeigneten Modells für die Beschreibung der invasiven Dynamik einer Pflanze ist es möglich, die Populationsdynamik des Riesenbärenklaus und seiner Invasionsstrategie sowie seines Invasionspotentials zu verstehen. So kann die Ausbreitung von Invasionsarten vorhergesagt werden.

Nana Nehrbaß vom Umweltforschungszentrum (UFZ) an der Universität Leipzig, ein weiterer Projektpartner, untersucht die Ausbreitung des Riesenbärenklaus und konzentriert sich dabei auf die Faktoren, die eine Ausbreitung der Pflanze begünstigen oder hemmen. "Es zeichnen sich lineare Strukturen wie Flüsse oder Straßen als Hauptverbreitungsarten ab. Dort werden die Samen mit dem Wasser oder in den Reifen von Fahrzeugen transportiert", sagt sie. Am Computer wertet sie Luftbilder aus, um die Ausbreitung der Pflanze zu untersuchen, mit dem Ziel der Erstellung von Computermodellen, die es ermöglichen werden, die Ausbreitung von Invasionsarten vorherzusagen. Die im Rahmen des Projekts entwickelten derzeitigen Modelle berücksichtigen bereits lokale Faktoren wie Bodennutzung oder Straßen.

Ein weiterer Aspekt des Projekts konzentriert sich auf die Suche nach potentiellen biologischen Kontrollagenten und deren Bewertung innerhalb des Herkunftsgebiets von H. mantegazzianum für die potentielle künftige Verwendung in Europa. Dies umfasst eine Risiko-Nutzen-Analyse, eine Bewertung der vorhandenen europäischen Leitlinien für den Import exotischer Organismen und einen Umsetzungsplan. Im Rahmen von Giant Alien werden außerdem derzeitige mechanische und chemische Kontrollmethoden zusammen mit möglichen Maßnahmen zur Reduzierung und Vermeidung der weiteren Ausbreitung von H. mantegazzianum und anderer fremder invasiver Unkräuter untersucht.

Radikale Lösungen sehen das Abmähen und Ausgraben der Wurzeln vor - natürlich nur mit Schutzkleidung inklusive Handschuhen, Augen- und Mundschutz. Nana Nehrbaß schlägt jedoch in ihrer Doktorarbeit eine viel einfachere Lösung vor, die in skandinavischen Ländern bereits Anwendung findet: "Ein Großteil des lokalen Ausbreitungspotentials definiert sich über Brachflächen. Da wo viele Wiesen oder Äcker nicht genutzt werden, kann sich der Riesenbärenklau gut ausbreiten. Das beste Bekämpfungsmittel ist also die landwirtschaftliche Nutzung oder alternativ eine Beweidung der Flächen."

Mit Hilfe der Computermodelle hoffen die Wissenschaftler, künftig auch Prognosen für andere eingewanderte Arten erstellen zu können, und sämtliche Erkenntnisse und Erfahrungen, die sich während des Projekts ergeben bzw. gesammelt werden, werden in eine Reihe von Leitlinien zu bewährten Verfahren sowie eine integrierte Kontrollstrategie aufgenommen, die in ganz Europa verbreitet werden.

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