Ursprung und Dynamik namibischer Feenkreise, untersucht in-situ und durch hochauflösende raumzeitliche Analysen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Feenkreise (FK) sind seit Jahrzehnten rätselhaft. Welcher Prozess verursacht Hunderttausende kreisförmiger Graslandlücken im trockenen Namibia? Bis 2019 gab es zwei Haupttheorien zur Erklärung der Kreise mit einem Durchmesser von etwa 4-6 m. Die Termiten-Theorie besagt, dass unterirdische Insektenaktivität die Lücken durch Wurzelfraß an frisch keimenden grünen Gräsern verursacht. Die Theorie der pflanzlichen Selbstorganisation besagt, dass die Gräser um das spärliche Bodenwasser konkurrieren, so dass Biomasse-Wasser-Rückkopplungen die FK verursachen. In 2020 wurde die vier Jahrzehnte alte Euphorbia-Hypothese von südafrikanischen Wissenschaftlern "reaktiviert", indem sie erklärten, dass Namibias FK durch das Absterben giftiger Büsche verursacht werden. In diesem Forschungsprojekt untersuchten wir diese drei Haupthypothesen in 10 Regionen der Namib, die sich über 1000 km von Norden nach Süden erstrecken und die wichtigsten Gebiete mit FK in Namibia abdecken. Wir verwendeten Drohnenkartierungen, In-situ-Untersuchungen zur Ursache des Grasabsterbens in den FK sowie Messungen der Wasserinfiltration und der täglichen Bodenwasserveränderungen in und um die Kreise. Unsere Daten zeigen, dass die Euphorbia-Hypothese verworfen werden muss, da das Graswachstum unter verrottenden Büschen nicht verhindert wurde und sich abgestorbene Euphorbien über 40 Jahre lang nicht in FK umwandelten. Außerdem kann die Größe der abgestorbenen Euphorbien nicht die Größe der FK erklären, und die räumliche Verteilung der meist geklumpten Euphorbien kann nicht die regelmäßig verteilten FK verursachen. Des Weiteren fanden wir keine Anzeichen, dass Sandtermiten die frisch keimenden grünen Gräser innerhalb der FK durch Abfressen der Wurzeln abtöten würden. Dieses Ergebnis basiert auf der systematischen Ausgrabung von etwa 500 Gräsern in vier Regionen der Namib, die zeigte, dass die Gräser ohne Wurzelschäden abstarben. Während das Absterben der Gräser unmittelbar in den ersten 10 Tagen oder wenigen Wochen nach den ersten Regenfällen erfolgte, machten sich von Termiten verursachte Wurzelschäden erst später als Detritusfraß bemerkbar, wenn die Gräser schon lange tot waren. Die Wurzeln der schnell absterbenden Gräser innerhalb der Kreise waren genauso lang oder sogar länger als die der vitalen Matrixgräser außerhalb der FK. Dies deutet darauf hin, dass Trockenstress die Gräser veranlasste, Ressourcen in die Wurzeln zu investieren, um das versickernde Wasser zu erreichen. Unsere Felddaten untermauern die Trockenstress-Hypothese stark. Die kontinuierlichen Bodenfeuchtemessungen innerhalb und um die FK zeigen, dass die vitalen Matrixgräser das Bodenwasser stark aus dem Inneren der Kreise abzogen. Das schnelle Absterben der Gräser innerhalb der FK ist daher hauptsächlich auf Wasserstress der Pflanzen und damit verbundene Biomasse-Wasser-Rückkopplungen zurückzuführen. Dies wird auch durch unsere wiederholte Kartierung von mehr als 2400 Feenkreisen im NamibRand-Naturreservat bestätigt, wo während des sehr regenreichen Jahres 2021 etwa 45% aller FK mit Gras geschlossen wurden, aber nur 15 neue FK entstanden. Somit war Wasser der Hauptfaktor für die Bildung von Vegetationsmustern in diesem trockenen System. In Zeiten des Klimawandels und zunehmender Dürreperioden unterstreicht unsere Studie, dass die Selbstorganisation der Pflanzen und ihre Fähigkeit, knappe Ressourcen umzuverteilen, der Schlüssel zum Verständnis des Feenkreis-Phänomens ist
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Definition of “fairy circles” and how they differ from other common vegetation gaps and plant rings. Journal of Vegetation Science, 32(6).
Getzin, Stephan; Yizhaq, Hezi & Tschinkel, Walter R.
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Revisiting Theron’s hypothesis on the origin of fairy circles after four decades: Euphorbias are not the cause. BMC Ecology and Evolution, 21(1).
Getzin, Stephan; Nambwandja, Ailly; Holch, Sönke & Wiegand, Kerstin
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Timing in fieldwork on Namib fairy circles matters: grass dieback in circles happens immediately after rainfall, presented talk at the 50th Annual Meeting of the Ecological Society of Germany, Austria and Switzerland, 31.08.2021.
Getzin, S., Holch & S. & Wiegand, K.
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20 years of research on fairy circles in north-west Namibia: lessons from pattern analysis, grass excavations, and ecohydrological feedbacks, presented talk at the international virtual workshop Etosha-Kunene Conservation Conversations, 06.07.2022.
Getzin, S.
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Plant water stress, not termite herbivory, causes Namibia’s fairy circles. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 57, 125698.
Getzin, Stephan; Holch, Sönke; Yizhaq, Hezi & Wiegand, Kerstin
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Plant water stress, not termite herbivory, causes Namibia’s fairy circles. presented talk at the Namibia Scientific Society, Windhoek, 09.02.2023.
Getzin, S.
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Solving the fairy circle mystery using scientific evidence
Conservation Namibia
