Eine Anpflanzung von hochwüchsigen Prärien in Illinois

Die Prärie-Renaturierung ist ein Naturschutzprojekt zur Wiederherstellung von Prärieflächen , die durch industrielle, landwirtschaftliche , gewerbliche oder Wohnbebauung zerstört wurden. [ 1 ] Das Hauptziel ist die Rückführung von Gebieten und Ökosystemen in ihren ursprünglichen Zustand vor ihrer Zerstörung. [ 2 ]

Nach dem Ende des Black-Hawk-Krieges Mitte der 1830er-Jahre ließen sich in den Vereinigten Staaten Siedler aus Nordeuropa und dem Nordosten der USA nieder. [ 3 ] Sie rodeten die hohen Gräser und Wildblumen der Region. Bis 1849 waren die meisten Präriegrasarten verschwunden, um Platz für Nutzpflanzen (z. B. Sojabohnen, Mais usw.) zu schaffen. [ 3 ] [ 4 ] Die wiederhergestellten Prärien und die Gräser, die die Rodung um 1800 überstanden haben, stellen nur einen Bruchteil der einst üppigen Vegetation dar, die den mittleren Teil Nordamerikas vom westlichen Ohio bis zu den Rocky Mountains und vom südlichen Kanada bis nach Texas bedeckte. [ 3 ] Allein der US-Bundesstaat Illinois umfasste einst über 91.000 km² Prärieland, von dem heute nur noch 7,8 km² übrig sind. Die Übernutzung dieses Bodens sowie Dürreperioden und seine Ungeschütztheit gegenüber den Witterungseinflüssen (da der Boden nicht mehr durch hohes Gras zusammengehalten wurde) waren für die Dust Bowls in den 1930er Jahren verantwortlich. [ 5 ]

In ehemals von Präriegrasarten bewachsenen Gebieten sind Erosionsprobleme und ein Rückgang der Artenvielfalt aufgetreten. [ 6 ] Bei Renaturierungsmaßnahmen in Europa zur Wiederbegrünung ehemaliger Ackerflächen mit Präriegräsern werden daher am häufigsten folgende Techniken angewendet: Spontane Sukzession, Aussaat von Saatgutmischungen, Pflanzenmaterialtransfer sowie Abtrag und Transport des Oberbodens. [ 6 ] Zur Erhaltung dieser hohen Gräser ist kontrolliertes Abbrennen eine gängige Methode. [ 7 ] Es fördert ein höheres und kräftigeres Nachwachsen sowie die Nährstoffzirkulation im Boden. [ 8 ]

Obwohl Renaturierungsmaßnahmen die ursprüngliche Artenvielfalt eines Gebiets nicht vollständig wiederherstellen können, tragen sie zum Gedeihen der natürlichen Ökosysteme bei . Dies wird durch die gezielte Wiedereinführung wichtiger Organismen aus dem Mikrobiom der einheimischen Pflanzen weiter verbessert . [ 9 ] Prärieböden speichern zudem effektiv Kohlenstoff. Als Kohlenstoffsenken regulieren sie den Kohlenstoffhaushalt der Atmosphäre durch Kohlenstoffbindung (Entnahme), und der gespeicherte Kohlenstoff kommt der Artenvielfalt im Prärieökosystem zugute. [ 10 ]

Zweck

Erosion

Erosion entsteht durch den Druck von Oberflächen auf die Erdkruste. [ 11 ] Insbesondere in ehemals von Präriegräsern dominierten Gebieten führte der Verlust des ausgedehnten Wurzelsystems der Hochgräser dazu, dass der Boden freigelegt und ungebunden wurde. [ 5 ] Ökologisch gesehen trägt die Renaturierung von Prärien zum Erhalt der obersten Bodenschicht bei, die häufig durch Wind und Regen (verstärkt durch die stärkeren und häufigeren Regenfälle des Klimawandels) erodiert wird, wenn Prärien für neue Wirtschaftsflächen umgepflügt werden. [ 12 ] Umgekehrt wurden große Teile der Prärieflächen in fruchtbare Felder umgewandelt, auf denen Getreide wie Mais , Gerste und Weizen angebaut wird. [ 13 ] Anhaltende Erosion verringert die langfristige Bodenfruchtbarkeit. [ 14 ]

Durch die Wiederherstellung der Prärie wird dieses Wurzelsystem wiederhergestellt, das den Boden erneut bindet und ihn durch ausreichende Wasserfiltration gegen Wassererosion stärkt. [ 11 ]

Kohlenstoffsammlung

Prärieböden eignen sich auch zur Kohlenstoffbindung. [ 15 ] Kohlendioxid ist ein Treibhausgas, von dem 40 % vom Menschen produziert werden und in der Atmosphäre verbleiben, wodurch die Auswirkungen der globalen Erwärmung verstärkt werden. [ 16 ] Präriegras nimmt diesen Kohlenstoff durch Photosynthese aus der Atmosphäre auf und speichert ihn im Boden. [ 17 ] [ 18 ] Unberührt wirkt der Prärieboden als Kohlenstoffsenke, d. h., er nimmt mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf, als er freisetzt. [ 16 ] [ 17 ]

Sonstige Zwecke

Ein Küstenprärie -Wiederherstellungsprojekt in Texas

Viele Präriepflanzen sind zudem sehr resistent gegen Trockenheit , extreme Temperaturen, Krankheiten und einheimische Schädlinge. [ 19 ] Sie werden häufig für Xeriscaping- Projekte in den Trockengebieten des amerikanischen Westens verwendet. [ 20 ] Im größeren Maßstab schaffen Gemeinden und Unternehmen Gebiete mit renaturierten Prärien, die wiederum organischen Kohlenstoff im Boden speichern und zur Erhaltung der Biodiversität der über 3000 Arten beitragen , die auf die Graslandschaften als Nahrungsquelle und Lebensraum angewiesen sind. [ 21 ] Untersuchungen im Rahmen des Walnut Creek Restoration Programms (Iowa) über den Beitrag kürzlich umgewandelter Flächen (von Ackerland zu Präriegras) zeigen eine Verbesserung der Grundwasserqualität innerhalb von zehn Jahren. [ 22 ] Durch die Veränderung der Pflanzenarten und die Verbesserung der Wasserqualität kann das Problem der Grundwasserverschmutzung (durch unerwünschte Chemikalien infolge des Klimawandels und der Wasserknappheit) gemildert werden. [ 23 ]

Mikroprärien

Ein Renaturierungsprojekt von Prärielandschaften kann im großen oder kleinen Maßstab durchgeführt werden. [ 24 ] Die Renaturierung von Hausgärten kann den Boden anreichern , Erosion bekämpfen und bei Starkregen Wasser aufnehmen . [ 25 ] Ein Beispiel für die Renaturierung eines Hausgartens ist die sogenannte Mikroprärie. [ 26 ] Mikroprärien sind Mini-Präriehabitate, die typischerweise weniger als 0,4 Hektar groß sind und meist isoliert von bebauten oder städtischen Flächen liegen. [ 26 ] Diese kleinen Präriehabitate bieten verschiedene Vorteile, insbesondere in bebauten oder städtischen Gebieten, wo natürliche Prärien verloren gegangen oder fragmentiert sein können. [ 26 ] Dieses Miniatur-Ökosystem kann Lebensraum für eine Vielzahl einheimischer Pflanzen- und Tierarten bieten, die speziell an Prärieumgebungen angepasst sind, und so zur Erhaltung der lokalen Biodiversität beitragen. [ 26 ] Prärieblumen sind attraktiv für einheimische Schmetterlinge und andere Bestäuber . [ 27 ] Diese Bestäuber haben sich so entwickelt, dass sie für ihren Nektar- und Pollenbedarf auf bestimmte Pflanzenarten angewiesen sind. [ 28 ] Mikroprärien können einheimische Bestäuber auf verschiedene Weise anlocken. Erstens bieten sie eine vielfältige Auswahl an einheimischen Pflanzen, die an die lokale Umgebung angepasst sind und als Nahrungsquelle für einheimische Bestäuber dienen. [ 27 ] Durch die Einbeziehung verschiedener einheimischer Pflanzen in Mikroprärie-Renaturierungsprojekte lässt sich ein attraktiver und nützlicher Lebensraum für diese Insekten schaffen. Zweitens bieten Mikroprärien spezifische Nistplätze für einheimische Bestäuber. [ 21 ] Viele Bienenarten und andere Bestäuber benötigen bestimmte Nistplätze, wie z. B. hohle Pflanzenstängel oder Erdhöhlen. [ 21 ] Einrichtungen wie Bienenkästen oder einheimische Gräser bieten geeignete Nistplätze für die Brut und das Überleben. [ 21 ] Schließlich können Mikroprärien als Rückzugsgebiet vor Lebensraumverlust und Pestizideinsatz dienen. Bestäuber sind diesen Bedrohungen sehr ausgesetzt, und durch die Wiederherstellung kleinflächiger Prärielebensräume in bebauten oder städtischen Gebieten lassen sich sichere Umgebungen für wichtige Insekten schaffen. [ 21 ]

Darüber hinaus tragen Präriepflanzen zur Kohlenstoffbindung bei, was die Wasserqualität durch Absorption und Filterung von Schadstoffen sowie durch die Veränderung der Bodenzusammensetzung verbessern kann. [ 26 ] Die Fähigkeit zur Kohlenstoffbindung beruht auf dem tiefen Wurzelsystem der Präriegräser, das große Mengen Kohlenstoff im Boden speichern kann. [ 29 ] Präriegräser weisen zudem eine hohe Biomasseproduktion auf, wodurch sie Kohlenstoff schnell aufnehmen und speichern können. [ 29 ] Studien haben gezeigt, dass Präriepflanzen auch an nährstoffarme Böden angepasst sind, den Nährstoffkreislauf fördern und zur organischen Bodensubstanz beitragen, die für die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit und -struktur unerlässlich ist. [ 30 ] Die Blätter von Präriepflanzen besitzen eine große Oberfläche, die luftgetragene Schadstoffe wie Staub, Pollen und Feinstaub abfangen kann. [ 31 ] Die vielfältige Mikroorganismengemeinschaft in Prärieböden kann Schadstoffe abbauen und in weniger schädliche Stoffe umwandeln. [ 32 ] Präriepflanzen können Schadstoffe wie Schwermetalle und überschüssige Nährstoffe aus Wasser und Boden aufnehmen, die in ein Ökosystem gelangen könnten. [ 31 ]

Im Allgemeinen wird Mikroprärien ein positiver Einfluss auf lokale Ökosysteme und die Biodiversität zugeschrieben. Einige Studien weisen jedoch auf potenzielle negative Auswirkungen unter bestimmten Umständen hin. So zeigen Studien beispielsweise, dass nicht-heimische Pflanzenarten, die in eine Mikroprärie eingeführt werden, heimische Pflanzen verdrängen und die Biodiversität verringern können. [ 33 ] Zweitens können Mikroprärien im Garten, wenn sie nicht ordnungsgemäß gepflegt werden, zu wuchern und eine Brandgefahr darstellen. [ 33 ] Die Einhaltung eines sicheren und regelmäßigen Mäh- oder Abbrennplans ist eine empfohlene Maßnahme, um Brandgefahr und übermäßiges Pflanzenwachstum zu vermeiden. [ 33 ] Schließlich kann stehendes Wasser in einer Mikroprärie einen Brutplatz für Mücken bieten. [ 33 ] Durch eine sachgemäße Planung und Pflege von Mikroprärien kann die Ansammlung von stehendem Wasser und die damit verbundene Anlockung von Mücken verhindert werden. [ 33 ]

In urbanen Gebieten eignet sich Permakultur aufgrund ihres komplementären Ansatzes in Systemgestaltung und -management hervorragend zur Wiederherstellung von Mikro-Prärien. [ 26 ] Permakultur ist eine Form des ökologischen Ingenieurwesens, die von natürlichen Ökosystemen inspiriert ist und nachhaltige Architektur und Gartenbau nutzt. [ 26 ] Die Anwendung von Permakulturprinzipien ermöglicht die Schaffung nachhaltiger Mikro-Präriesysteme, die sowohl der Umwelt als auch der Gesellschaft im urbanen Kontext zugutekommen. So betont das Permakultursystem beispielsweise die Vielfalt der Pflanzen- und Tierarten, die ein gesundes Ökosystem erhalten. [ 34 ] Durch Beobachtung und Lernen von natürlichen Ökosystemen wenden Permakulturpraktiker Designs an, die natürliche Muster nachahmen. [ 34 ] Mischkultur ist ein weiteres Prinzip der Permakultur, bei der verschiedene Pflanzen zusammen angebaut werden, um sich gegenseitig zu fördern. [ 34 ] Darüber hinaus dienen Mikro-Prärien als wertvolles Instrument für Bildung und Öffentlichkeitsarbeit. Sie ermöglichen es den Menschen, mehr über Prärie-Ökosysteme und die Bedeutung des verantwortungsvollen Schutzes und der Wiederherstellung einheimischer Lebensräume zu erfahren.

Pflanzenarten

Zu den markanten Präriegräsern zählen das Präriegras ( Gras grases) , das Indianergras und das Rutenhirse (Gras spp. ). [ 35 ] Mittel- und Kurzgrasarten sind beispielsweise das Kleine Präriegras (Gras grases ), das Seitenhafergras (Grama grases ) und das Büffelgras (Gras spp. ) . [ 36 ] Viele der vielfältigen Präriekräuter (krautige, nicht -grasartige Blütenpflanzen) sind strukturell so angepasst, dass sie krautigen Weidetieren wie dem Amerikanischen Bison widerstehen . [ 36 ] Einige besitzen behaarte Blätter, die möglicherweise vor Kälte schützen und übermäßige Verdunstung verhindern . [ 37 ] Viele Kräuter enthalten sekundäre Pflanzenstoffe, die von indigenen Völkern entdeckt wurden und auch heute noch weit verbreitet sind. [ 38 ]

Frühe Bemühungen zur Prärie-Renaturierung konzentrierten sich hauptsächlich auf wenige dominante Arten, typischerweise Gräser, wobei der Saatgutquelle wenig Beachtung geschenkt wurde. [ 39 ] Mit zunehmender Erfahrung erkannten spätere Renaturierer die Bedeutung einer breiten Artenvielfalt und der Verwendung von Saatgut lokaler Ökotypen. [ 39 ]

Anpflanzung und Pflege von Präriepflanzen

In Europa werden bei der Renaturierung ehemaliger Ackerflächen mit Präriegräsern am häufigsten folgende Techniken angewendet: Spontane Sukzession, Aussaat von Saatgutmischungen, Pflanzenmaterialtransfer sowie Abtrag und Transfer des Oberbodens. [ 40 ] Spontane Sukzession ist eine effektive Methode, wenn keine schnellen Ergebnisse erwartet werden und ausreichend Vermehrungsmaterial vorhanden ist . [ 40 ] Saatgutmischungen können eine geringe oder hohe Diversität aufweisen, je nach Vielfalt des Saatguts. Mischungen mit geringer Diversität eignen sich hervorragend zur Renaturierung großer Flächen in kurzer Zeit. [ 40 ] Mischungen mit hoher Diversität werden aufgrund ihrer Kosten und Erfolgsrate für kleinere Flächen eingesetzt. [ 40 ] Eine Mischung aus großen Flächen mit geringer Diversität und kleinen Flächen mit hoher Diversität bildet eine gute Grundlage für die spontane Besiedlung benachbarter Flächen. [ 40 ] Dies ermöglicht eine kontinuierliche natürliche Renaturierung. [ 40 ]

Interagency Fire Crews führen im Jahr 2014 eine kontrollierte Verbrennung im RMA durch, um Unkraut und gefährliche Brennstoffe zu reduzieren.

Feuer ist ein wesentlicher Bestandteil des Gedeihens von Grasland, ob groß oder klein, da es sich um ein vom Feuer abhängiges Ökosystem handelt. [ 41 ] Genehmigte kontrollierte Brände werden alle 4–8 Jahre (nach zwei Vegetationsperioden) empfohlen, um abgestorbene Pflanzen zu entfernen, das Eindringen anderer Pflanzen (wie z. B. Bäume) zu verhindern und Nährstoffe im Boden freizusetzen und zu recyceln, um neues Wachstum zu fördern. [ 8 ] [ 7 ] Eine deutlich tierfreundlichere Alternative zu den alle 4–8 Jahre durchgeführten Bränden ist das jährliche Abbrennen von 1/4 bis 1/8 einer Fläche. [ 42 ] [ 43 ] Dadurch bleibt Wildtieren jedes Jahr ein Lebensraum erhalten, und der Zweck des Abbrennens wird dennoch erfüllt. Die Ureinwohner Nordamerikas nutzten die Brände möglicherweise auch zur Schädlingsbekämpfung , beispielsweise zur Bekämpfung von Zecken . [ 44 ] Diese kontrollierten Brände regen Gräser zu höherem Wachstum, vermehrter Samenproduktion und üppigerer Blüte an. [ 7 ] Sind kontrollierte Brände nicht möglich, wird als Alternative das Rotationsmähen empfohlen. [ 45 ]

Eine der neueren Methoden ist das ganzheitliche Management , bei dem Nutztiere als Ersatz für Schlüsselarten wie den Bison eingesetzt werden . [ 46 ] An manchen Standorten werden Bisons gehalten, was zum Erhalt der Art beiträgt . Dadurch kann die Rotationsmähung durch Tiere erfolgen, was wiederum die Natur besser nachahmt. [ 47 ] Beim ganzheitlichen Management kann auch Feuer eingesetzt werden, jedoch in begrenzterem Umfang und in Kombination mit der Mähung durch Tiere. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] In Teilen Zentralasiens ist die Beweidung ein menschlicher Faktor, der die Entwicklung von Gräsern stark beeinflusst. [ 49 ]

1990 berichteten de Lange und Boucher in Südafrika über die Anwendung von Rauch zur Förderung der Samenkeimung bei Präriegräsern. [ 50 ] Es zeigte sich, dass Rauch die Keimruhe bestimmter Samen brechen kann. Seitdem wird diese Technik in ganz Südafrika, Teilen Australiens und Nordamerikas angewendet. [ 50 ]

Mitwirkende aus der Prärie

Einige bekannte Prärie-Renaturierungsprojekte wurden von Naturschutzbehörden abgeschlossen und werden von ihnen instand gehalten, beispielsweise die Midewin National Tallgrass Prairie in Wilmington, Illinois . [ 51 ] Dieses Renaturierungsprojekt wird vom US-Landwirtschaftsministerium (USDA) , dem US-Forstdienst (Forest Service) und dem Illinois Department of Natural Resources verwaltet . [ 51 ] Es befindet sich auf einem Teil des Geländes der Joliet Army Ammunition Plant , genauer gesagt auf einem Gebiet, das einst durch die TNT- Produktion kontaminiert war . Seit 1997 wurden im Rahmen des Projekts rund 61 km² (15.000 Acres ) renaturierte Prärie der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. [ 51 ]

Ein weiteres großes Renaturierungsprojekt befindet sich auf dem weitläufigen Gelände des Fermilab , einem staatlichen Atomforschungslabor der USA in Batavia, Illinois . [ 52 ] Das 28 km² große Gelände des Fermilab besteht aus fruchtbarem Ackerland , und das Prärie-Renaturierungsprojekt umfasst davon etwa 4 km² . [ 53 ] Dieses Projekt begann 1975 und wird bis heute mit Unterstützung von Fermilab-Mitarbeitern sowie zahlreichen Lehrern, Botanikern und Freiwilligen aus der Region fortgeführt. [ 53 ]

Siehe auch

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