Dem Wasser in der Atacama-Wüste auf der Spur

Forschungsprojekt untersucht Tillandsia-Pflanzen

Alexander Siegmund Atacama Wüste
Professor Dr. Alexander Siegmund, Geograph der Pädagogischen Hochschule und Universität Heidelberg beim Auslesen von Messwerten eines Nebelwassermessgeräts (Standard Fog Colector) in der Atacama-Wüste

Ein deutsch-chilenisches Forschungsprojekt untersucht die Wachstumsbedingungen von Tillandsia-Pflanzen in der Region Tarapacá als Indikator für die Verfügbarkeit von Nebelwasser und als Zeichen des Klimawandels. Geograph Prof. Dr. Alexander Siegmund und sein Team von der Pädagogischen Hochschule und Universität Heidelberg waren dazu in den letzten Wochen zusammen mit Kollegen der Pontificia Universidad Católica de Chile zu Forschungszwecken in der Atacama-Wüste.

 

Von Prof. Dr. Alexander Siegmund

Die Küstenregion der Atacama-Wüste im Norden von Chile zählt zu den niederschlagsärmsten Gebieten der Erde. Hier fällt, wie zum Beispiel an der Klimastation am Flughafen von Iquique, im langjährigen Durchschnitt weniger als ein Millimeter (= Liter pro Quadratmeter) Wasser pro Jahr an Regen. Zugleich kann es auf den Hochebenen im Inneren der Atacama auch empfindlich kalt werden, wo selbst Temperaturen um den Gefrierpunkt auftreten können. Starke Winde und die intensive Sonneneinstrahlung mit bis zu 1.500 Watt pro Quadratmeter tragen ihr übriges zu den extremen Lebens- und Wachstumsbedingungen bei.

Kaum vorstellebar, dass insbesondere angesichts einer solch als Hyperaridität bezeichneten ausgeprägten Trockenheit überhaupt Pflanzen wachsen können. Und doch, sie tun es: Tillandsien stellen eine Pflanzengattung, die in diesen unwirtlichen Verhältnissen überleben können, indem sie den oft vorherrschenden Nebel als Feuchtigkeitsquelle nutzen.

In einem breit angelegten deutsch-chilenischen Forschungsvorhaben von Geographen der Pädagogischen Hochschule und Universität Heidelberg mit Kollegen der Pontificia Universidad Católica de Chile werden die Wachstumsbedingungen der nur in der Atacama-Wüste vorkommenden endemischen Art Tillandsia landbeckii genauer untersucht. Dazu ist Prof. Dr. Alexander Siegmund derzeit zu einem viermonatigen Forschungsaufenthalt in Chile. Ermöglichst hat dies ein Förderung als «Fellow» des Heidelberg Center Lateinamerika der Universität Heidelberg in Santiago de Chile unter der Leitung von Direktor Dr. Walter Eckel. Zudem wurde Prof. Siegmund von der Universidad Católica als Gastprofessor an das dortige Geographische Institut eingeladen, wo er unter anderem mehrere (angehende) Doktoranden betreut, die an der Universität Heidelberg promovieren.

«Der Forschungsaufenthalt bringt die langjährige Kooperation der chilenischen Kollegen mit der Abteilung Geographie – Research Group for Earth Observation (rgeo) der Pädagogischen Hochschule beziehungsweise Universität Heidelberg maßgeblich voran», so Professor Siegmund, dessen Arbeitsbereich erst kürzlich auch mit dem renommierten Titel als Unesco-Lehrstuhl ausgezeichnet wurde.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zeigt auch ein unter seiner Koordination initiiertes und von der Europäischen Union gefördertes internationales Verbund-Forschungsprojekt zur Erforschung von Nebel-Ökosystemen entlang der chilenisch-peruanischen Küste. Daran sind neben den Forschern aus Heidelberg und Santiago de Chile um Prof. Juan-Luis Garcia, Leiter des Atacama Desert Center der Universidad Católica, auch Kollegen der Universitäten La Laguna (Spanien) und Universität Arequipa (Peru) beteiligt.

«Das buschartige, bis zu einem halben Meter hohe Gewächs hat keine Wurzeln und wächst zumeist in Reihen senkrecht zur vorherrschenden Windrichtung», erläutert Professor Siegmund zum Untersuchungsgegenstand, der sogenannten Loma-Vegetation dieser Nebel-Ökosysteme. So sind die Tillandsien optimal der Feuchtigkeitszufuhr durch den Nebel ausgesetzt, der in den Küstenregionen der Atacama-Wüste regelmäßig auftritt und der Pflanze als wichtige Wasser- und Nährstoffquelle dient – beides wird nur über die dünnen Blätter aufgenommen. Aufgrund der ganz speziellen Umweltbedingungen an die sich die Pflanzen im Laufe der Evolution angepasst haben, nehmen sie eine spezielle geoökologische Nische ein und wachsen nur an wenigen Orten – genau dies steht im Fokus der umfangreichen Forschungsarbeiten.

Tillandsia Pflanze
Meister der Anpassung unter extremen Bedingungen: Die Pflanzengattung Tillandsia zählt 550 Arten und ist von den südlichen USA bis zur Spitze Südamerikas verbreitet.

Dazu wurden in einem Untersuchungsgebiet mit einem dichten Vorkommen an Tillandsia etwa sechs Kilometer östlich des Flughafens von Iquique in verschiedenen Höhenlagen – von 570 bis zu 1.350 Meter Höhe – Nebelwassermessgeräte, sogenannte Standard Fog Colectoren installiert. Diese erfassen durch spezielle Netze, die mit einer Fläche von einem Quadratmeter senkrecht zur Hauptwindrichtung aufgestellt sind, in einer zeitlichen Auflösung von zehn Minuten die Menge an eingetragenem Nebelwasser.

Zudem wurde von den deutschen Geographen um Prof. Dr. Alexander Siegmund, Dr. Nils Wolf und Dipl.-Ing. Hans-Peter Mayer zusammen mit Nicolás Zanetta von chilenischer Seite eine vollautomatische Klima-Messstation eingerichtet, die täglich via Satellit Daten nach Heidelberg sendet – von Lufttemperatur, Wind und Sonneneinstrahlung bis hin zu Tau und Blattfeuchte wird hier ein umfangreiches Messprogramm durchgeführt.

Parallel hierzu werden durch die Arbeitsgruppe von Prof. Siegmund unter anderem durch den Einsatz Satellitenbilddaten und hoch auflösenden Luftbildern, die durch eigene Flüge mit Drohnen gewonnen werden, die räumliche Verbreitung und Strukturen der Tillandsia-Felder näher untersucht und modelliert. Analysen der genetischen Unterschiede zwischen den Verschiedenen Pflanzen-Beständen entlang der chilenisch-peruanischen Küste, die von Prof. Dr. Marcus Koch, Evaluationsgenetiker und Leiter des Botanischen Gartens der Universität Heidelberg, durchgeführt werden, erlauben zusätzlich mögliche Einblicke in die Ausbreitungsmechanismen und -geschwindigkeit der Tillandsien.

Zusätzlich wird durch Camilo del Rio, Professor an der Universidad Católica und Doktorand von Prof. Siegmund an der Universität Heidelberg, die räumliche und zeitliche Verbreitung der sogenannten Stratocumulus-Bewölkung untersucht, die die Feuchtigkeit für den Küstennebel vom Pazifik heranbringt.

Durch die umfangreichen interdisziplinären Forschungsaktivitäten erhoffen sich die Wissenschaftler vertiefte Erkenntnisse über die speziellen Umwelt- und Wachstumsbedingungen der Tillandsien in der Atacama-Wüste. Auf diese Weise kann die Verbreitung der Pflanzen als Indikator für die Verfügbarkeit von Nebelwasser dienen, das sich über Nebelfangnetze zum Beispiel auch durch die lokale Bevölkerung nutzen lässt. Zudem dienen die seit den 1970er Jahren deutlich zurück gegangenen Tillandsien-Bestände als Anzeiger für Klimaveränderungen in hoch sensiblen Ökosystemen wie in der Atacama-Wüste.

 

Print Friendly, PDF & Email

Leave a Comment

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*