Leitung: Dr. Anita Idel (Wirtschaftsmediatorin, Projektmanagerin Agrodiversität und Tiergesundheit) und Prof. Hubert Weiger (Gründungsmitglied und langj. Vorsitzender des BUND)
VDW-Symposium „Von den Alpen bis zum Watt“ anlässlich des 85. Geburtstags von Prof. Hartmut Graßl | 25. September 2025
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Koevolution von Grasland und Weidetieren: Gräser brauchen den Biss!
In ihren ersten 140 Millionen Jahren existierten Gräser als Einzelpflanzen. Erst vor etwa 20 Millionen Jahren begannen sie, rasenartig zu wachsen. Damit begann die Koevolution von Grasland und Weidetieren. Heute – Millionen Jahre später – erscheinen uns einige einzigartige Reaktionen der Gräser völlig normal: Obwohl Rinder mit Gräsern dasselbe tun wie mit jungen Bäumen – sie weiden sie ab –, wachsen Gräser nach dem Abfressen weiter, während junge Bäume ihr Wachstum einstellen. So können Weidetiere die Flächen offenhalten (Stroemberg et al. 2022 [1]).
Tatsächlich liegt darin ein Alleinstellungsmerkmal von Graslandökosystemen: Sie haben sich durch die Koevolution mit Weidetieren erfolgreich an die Beweidung angepasst. Wo immer wir heute Grasland sehen, es kann nur überleben, wenn es genutzt wird. Und diese Nutzung bedeutete über Millionen Jahre allein: Beweidung (Vera 2000 [2]). Und mehr noch: Obwohl die Nutzung ihnen Biomasse entzieht, profitieren Gräser sogar davon. Denn der Biss löst jeweils einen Wachstumsimpuls aus, der ihre Photosyntheseleistung sogar verstärkt.
Nur langsam verbreitet sich die Erkenntnis, wie entscheidend die Ko-Evolution von mineralischen Grasland-Ökosystemen und Weidetieren für die Entwicklung der weltweit fruchtbarsten Böden ist. Über Millionen von Jahren erfolgte die Nutzung der Gräser allein durch den Biss. Ob es die Prärien in Nordamerika, die Pampas in Südamerika oder die Schwarzerden in Eurasien sind – in der Bodenkunde dominiert die Vorstellung, allein klimatische Gegebenheiten hätten die Entwicklung der fruchtbarsten Ackerböden, der Tschernoseme, ermöglicht oder begrenzt. In Wahrheit boten die hohen und einst unbelebten Anteile von mineralischem Löss zwar eine günstige Voraussetzung für Bodenfruchtbarkeit, belebt aber wurden diese Böden – wie alle anderen auch – durch den Bewuchs und somit von oben, befördert und gesteuert durch das Fressverhalten der Weidetiere.
Die Vielfalt der Graslandschaften – die Vielfalt der Gräser, Kräuter und Hülsenfrüchte, die bis zum chemischen Zeitalter den Samenvorrat speisten – bildete die Grundlage für den weltweiten Erfolg der Graslandschaften als größtes Biom. Die Vielfalt der Weidetiere ist ebenfalls entscheidend: Keine Graslandschaft entwickelte sich mit nur einer einzigen Weidetierart. Es gibt jedoch unter den Weidetieren dominierende Arten, vor allem die Wiederkäuer. Das Weidemanagement ist daher von zentraler Bedeutung für die Effekte: It’s not the cow – it’s the how…
Koevolution ist die treibende Kraft hinter der Entwicklung von Grasland und seiner Biodiversität. Unter Tragfähigkeit versteht man im Allgemeinen die maximale Anzahl bzw. das maximale Gesamtgewicht an Weidetieren, das ein Gebiet tragen kann. Die Frage sollte jedoch lauten, wie viele (und welche) Weidetiere die verschiedenen Graslandtypen benötigen. „Der aktuelle Bestand an Pflanzenfressern wird auf das Vier- bis Fünffache des Wertes am Übergang vom Pleistozän zum Holozän oder zu Beginn der industriellen Revolution geschätzt.“ (Manzano 2023 [3]). Dem entgegen dürften die damaligen Werte aber „deutlich höher liegen als bisher allgemein angenommen“ wurde (Manzano 2023 [3]).
Die „intermittierende Natur des Pflanzenfraßes in natürlichen Systemen“ (Kristensen et al. 2022 [4]) ist ein Schlüsselfaktor für die Nachhaltigkeit der Beweidung. Jedes natürliche Grasland entstand durch Mischbeweidung. In Graslandschaften können Pflanzenfresser überraschend vielfältige Auswirkungen auf die Pflanzenvielfalt haben (Borer und Risch 2024 [5]). „Die hohen natürlichen Dichten wildlebender Pflanzenfresser in der Vergangenheit zeigen, dass eine nachhaltige Tierhaltung die ökologische Funktionalität des Wildfraßes nachahmen und große Mengen tierischer Produkte mit akzeptablen Umweltauswirkungen liefern kann“ (Borer und Risch 2024 [5])
(Un-)sichtbare Unterschiede zwischen Gräsern und Bäumen
Graslandböden speichern weltweit 50 Prozent mehr Kohlenstoff als Waldböden (Phukubye et al. 2022 [6]). Das Klimaschutz-Potenzial der Gräser wird aber zunehmend beschränkt, wenn Grünland nicht beweidet, sondern gemäht oder gar in Wald oder Ackerflächen umgewandelt wird.
Die Grasland-Ökosysteme haben sich dabei so sehr an die Beweidung angepasst, dass sie verbuschen oder, wenn mehr Wasser verfügbar ist, verwalden – sofern den Gräsern ihre Ko-Evolutionspartner, die Weidetiere, nicht zur Verfügung stehen. Dieser üblicherweise als natürliche Sukzession bezeichnete Prozess ist meistens menschengemacht (Vera 2000 [7]). Früher wurden die Weidetiere vertrieben oder ausgerottet, heute werden sie eingezäunt.
Grasland-Ökosysteme und Wälder bilden jeweils die größten Biome auf der globalen Landfläche (Vergl. Temperton o.J. [8]). Beides sind dauerhafte, in sich stabile Vegetationsgesellschaften, aber Gräser und Bäume unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht grundsätzlich.
So überwiegt bei Bäumen die oberirdische Biomasse gegenüber der Biomasse der Wurzeln, bei Gräsern ist es natürlicherweise umgekehrt. Dazu kommt die unterschiedliche Qualität der Wurzeln (Dietz et al. 2020 [9], Prommer et al. 2019 [10]): Anders als bei den Bäumen besteht die Wurzelbiomasse bei Gräsern überwiegend aus Feinwurzeln (Yang et al. 2021 [11]). Diese sind wichtig für die Humusbildung, die ihrerseits wesentlich auf der Zersetzung organischer Substanz durch Bodenorganismen basiert. Der Hauptteil der Substanz stammt dabei von verrotteten Feinwurzeln sowie den energiereichen Nährstoffen, den sogenannten Exsudaten, die die Feinwurzeln zuvor an die umgebende Rhizosphäre abgegeben haben (Chari 2024 [12]).
Als Feinwurzler tragen Gräser besonders gut zur Vermehrung der Mikroorganismen im Boden bei. Deren Enzyme machen dort gebundene Nährstoffe für die Gräser verfügbar, und die Biomasse der Mikroorganismen dient der Bildung der Bodenporen.
Weidetiere machen Grasland klimaschutzwirksam
Zwar bedecken Grasland- und Wald-Ökosysteme eine jeweils ähnlich große Landfläche der Erde, aber der gebundene organische Kohlenstoff – oberirdisch im Spross sowie unterirdisch in den Wurzeln und im Humus – ist bei den Gräsern größer wegen ihres besonderen Bodenbildungspotenzials (Dondini et al. 2023 [13], Conant et al. 2017 [14]). Aber wir nehmen das nicht wahr. Denn Bäume speichern überwiegend in ihrer eigenen Biomasse, und die vor allem oberirdisch – und somit sichtbar. Hingegen haben Gräser und besonders Dauergräser – infolge der Koevolution mit Weidetieren – die Eigenschaft, Kohlenstoff hauptsächlich in den Boden abzugeben.
Humus besteht zu mehr als 50 Prozent aus dem Kohlenstoff des CO2, den die Pflanzen bei der Photosynthese aufnehmen. Der dabei zugrundeliegende biologische Mechanismus besteht in dem Weg, den die Energie aus der Photosynthese nimmt und wie sie verteilt wird: Dauergräser sind dadurch charakterisiert, an ihrem jeweiligen Ort zu verbleiben und dort durch die Nutzung – Beweidung oder Mahd – verstärkt Halm- und Wurzelbiomasse sowie Exsudate zu bilden, sodass sie in der Folge mehr zur Bodenbildung beitragen können.
Werden die Gräser aber nicht genutzt, verlagern auch sie Energie von der Basis nach oben, um Blüten zu bilden. Diese Energie steht dann nicht mehr für die Bodenbildung zur Verfügung. Die entstehenden Samen stellen dann den Versuch der Pflanze dar, sich an einem anderen Ort erneut dauerhaft zu etablieren.
Die Beweidung von Baumschösslingen, der Verbiss, führt hingegen zu einem Wachstumsstopp, obwohl das Weidetier quasi dasselbe macht wie bei den Gräsern. Viele Pflanzen betreiben einen hohen Energieaufwand, um sich gegen Verbiss zu wehren, etwa mit Dornen und Stacheln und besonders mit Bitterstoffen.
Kuhfladen, Insekten und Biodiversität
Die völlig unterschiedlichen Wachstumsdynamiken von Gräsern und Bäumen führen dazu, dass die Graslandböden weltweit in Summe 50 Prozent mehr Kohlenstoff speichern als die Waldböden (Phukubye et al. 2022 [15]).
Dieses Potenzial wird aber zunehmend beschränkt, wenn Grünland nicht beweidet, sondern gemäht wird. Dies löst zwar auch den Wachstumsimpuls aus, aber gedüngt wird dann mit Gülle aus immer schwereren Fässern auf Fahrzeugen, die den Boden verdichten und die Feinwurzeln daran hindern, in die Tiefe zu wachsen. Inzwischen sind in den intensiv genutzten Agrarregionen die Grünlandböden stärker verdichtet als die Ackerböden (Idel and Fuchs 2025 [16]).
Mit dem Umbruch von Grünland zu Ackerland wird nicht nur ein großes Potenzial zur CO2-Bindung verschenkt. Weil auch immer weniger Kühe auf die Weide kommen, fehlen auch die Kuhfladen in der Nahrungskette. Eine einzelne Kuh bildet pro Monat etwa eine Tonne Dung. Das ist die Nahrungsgrundlage für etwa zehn Kilogramm Insektenbiomasse und diese wiederum für Vögel, Fledermäuse und weiteres Kleingetier (Young 2015 [17])[a]. Voraussetzung dafür ist die Weidehaltung.
Über Jahrhunderte wurde das Bodenbildungspotenzial der Gräser mit der Dreifelderwirtschaft genutzt. Die Brache bedeutete hier nicht Nichtstun, sondern temporäre Beweidung, um erodierte Ackerböden wieder fruchtbarer zu machen. Schon vor dem beginnenden Chemiezeitalter erkannte der wichtigste deutschsprachige Grünlandexperte Ernst Klapp Anfang der 1950er Jahre, dass dieses Wissen um die Weide verloren gehen würde, wenn chemisch-synthetischer Stickstoffdünger erst flächendeckend und billig verfügbar sein würde.
70 Jahre später sind die durch die Chemisierung verursachten Schäden unübersehbar. In intensiven Landwirtschaftssystemen steigt der Druck auf die Böden durch Pestizide und synthetische Stickstoffdünger (Idel und Fuchs 2025 [18]). Zusätzlich werden Ackerflächen mit Gülle überschwemmt. Beides führt zu Biodiversitätsverlusten und Nitratbelastung des Grundwassers und der Brunnen. Während der Boden durch die zunehmenden Achslasten der Güllewagen verdichtet wird, stellt sich nicht die Frage, wie viel Gülle der Boden aufnehmen kann, sondern wie viele Rinder die Acker- und Grünlandböden benötigen. Im Zuge dieser Koevolution liegen Forschungsergebnisse im Ackerbau durch eine echte Alternative vor: die Beweidung vielfältiger Artenmischungen – Gräser, Kräuter, Leguminosen – in Fruchtfolge (Loza et al. 2021 [19]). Dies bestätigt auch, dass die lange Zeit angenommene Sättigungsgrenze für die Kohlenstoffspeicherung im Boden nicht existiert (Heinemann et al. 2025 [20], Poeplau et al. 2023 [21]).
Ausblick
Heute können wir auch aus Klimaschutzgründen auf eine Beweidung nicht verzichten. Das gilt auch für Regionen, die zu feucht und zu kühl für den Ackerbau sind.
Die Wissenschaft spricht von einem Zeitraum von 130.000 Jahren als Koevolution zwischen Mensch und Auerochse (Rossi et al. 2024 [22]). Daraus resultiert der „Bauernhofeffekt“: Langzeitstudien der letzten 30 Jahre zeigen, dass Kleinkinder, die auf Milchviehbetrieben aufgewachsen sind, deutlich seltener an Asthma, Autoimmunerkrankungen und Allergien leiden (Beerweiler et al. 2024 [23]).
[a] Der routinemäßige Einsatz von Antiparasitika insbesondere Anthelminthika schädigt die Dungfauna so sehr, dass viele Mistkäfer inzwischen auf der Roten Liste stehen.
[1] Stroemberg, Caroline A.E. and A. Carla Staver. The history and challenge of grassy biomes. Grassy biomes are 20 million years old but are undervalued and under threat today. Science. 2022;377(6606).
[2] Vera, F.W.M. (2000): Grazing Ecology and Forest History. Grazing Ecology and Forest History. CABI Publishing, The Hague, The Netherlands. https://www.researchgate.net/profile/Frans-Vera/publication/273108489_Grazing_Ecology_and_Forest_History/links/56d9955e08aee1aa5f8289ad/Grazing-Ecology-and-Forest-History.pdf.
[3] Manzano, P., Guillermo, P.,; Itani, M.A., del Prado, A., 2023. Underrated past herbivore densities could lead to misoriented sustainability policies. npj Biodiversity (2023) 2:2; doi.org/10.1038/s44185-022-00005-z.
[4] Kristensen, J. A., Svenning, J.-C., Georgiou, K. & Mahli, Y. (2022) Can large herbivores enhance ecosystem carbon persistence? Trends Ecol. Evol. 37, 117–128 (2022).
[5] Borer, Elizabeth, T. and Anita C. Risch (2024): Planning for the future: Grasslands, herbivores, and nature-based solutions. Journal of Ecology. 2024; 112:2442–2450. DOI: 10.1111/1365-2745.14323.
[6] Phukubye, K., Mutema, M., Buthelezi, N., Muchaonyerwa, P., Cerri, C., Chaplot, V., 2022. On the impact of grassland management on soil carbon stocks: a worldwide meta-analysis. Geoderma Regional 28. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00479.
[7] Vera, F.W.M. (2000): Grazing Ecology and Forest History. Grazing Ecology and Forest History. CABI Publishing, The Hague, The Netherlands. https://www.researchgate.net/profile/Frans-Vera/publication/273108489_Grazing_Ecology_and_Forest_History/links/56d9955e08aee1aa5f8289ad/Grazing-Ecology-and-Forest-History.pdf.
[8] Vgl. Temperton (o.J.) https://ecology.web.leuphana.de/author/vickytemperton.
[9] Dietz, S., Herz, K., Gorzolka, K. et al. Root exudate composition of grass and forb species in natural grasslands. Sci Rep 10, 10691 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-019-54309-5.
[10] Prommer, Judith; Walker, Tom W.N.; Wanek, Wolfgang; Braun, Judith; Zezula, David; Hu, Yuntao; Hofhans, Florian and Andreas Richter (2019): Increased microbial growth, biomass, and turnover drive soil organic carbon accumulation at higher plant diversity. Glob Change Biol. 2020;26:669–681. DOI: 10.1111/gcb.14777.
[11] Yang, X., Wang, B. & An, S. Root derived C rather than root biomass contributes to the soil organic carbon sequestration in grassland soils with different fencing years. Plant Soil 469, 161–172 (2021). https://doi.org/10.1007/s11104-021-05144-z.
[12] Chari, N.R., Tumber-Dávila, S.J., Phillips, R.P. et al. Estimating the global root exudate carbon flux. Biogeochemistry 167, 895–908 (2024). https://doi.org/10.1007/s10533-024-01161-z.
[13] Dondini, M., Martin, M., De Camillis, C., Uwizeye, A., Soussana, J.-F., Robinson, T. & Steinfeld, H. (2023): Global assessment of soil carbon in grasslands – From current stock estimates to sequestration potential. FAO Animal Production and Health Paper No. 187. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cc3981en.
[14] Conant RT, Cerri CEP, Osborne BB, Paustian K. Grassland management impacts on soil carbon stocks: a new synthesis. Ecological Applications. 2017; 27(2):662– 668. https://doi.org/10.1002/eap.1473.
[15] Phukubye, K., Mutema, M., Buthelezi, N., Muchaonyerwa, P., Cerri, C., Chaplot, V., 2022. On the impact of grassland management on soil carbon stocks: a worldwide meta-analysis. Geoderma Regional 28. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00479.
[16] Idel, Anita and Nikolai Fuchs (2025): Stickstoff ist der ‚matchmaker‘ in der Omnikrise: Es gibt Alternativen zur Düngung mit chemisch-synthetischem Stickstoff. Sonderdruck zum VDW Symposium 2025 Von den Alpen bis zum Watt anlässlich des 85. Geburtstags von Prof. Hartmut Graßl. Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) e. V. (Hrsg.), Berlin.
[17] Young, O.P. (2015): Predation on dung beetles (Coleoptera: Scarabaeidae): A literature review. Trans. Am. Entomol. Soc. 141, 111–155.
[18] Idel, Anita and Nikolai Fuchs (2025): Stickstoff ist der ‚matchmaker‘ in der Omnikrise: Es gibt Alternativen zur Düngung mit chemisch-synthetischem Stickstoff. Sonderdruck zum VDW Symposium 2025 Von den Alpen bis zum Watt anlässlich des 85. Geburtstags von Prof. Hartmut Graßl. Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) e. V. (Hrsg.), Berlin.
[19] Loza, C., Reinsch, T., Loges, R., Taube, F., Gere, J.I., Kluß, C., Hasler, M., Malisch, C.S., 2021. Methane Emission and Milk Production from Jersey Cows Grazing Perennial Ryegrass–White Clover and Multispecies Forage Mixtures. Agriculture 2021, 11, 175. https://doi.org/10.3390/agriculture11020175.
[20] Heinemann, H., Don, A., Poeplau, C. et al., 2025. No saturation of soil carbon under long-term extreme manure additions. Plant Soil 512, 1367–1384 (2025). https://doi.org/10.1007/s11104-024-07146-z.
[21] Poeplau, Christopher; Begill, Neha and Axel Don (2023): Response to: “The robust concept of mineral-associated organic matter saturation: A letter to Begill et al. (2023). Global Change Biology, 29, e4–e6. https://doi.org/10.1111/gcb.16920.
[22] Rossi, C., Sinding, MH.S., Mullin, V.E. et al. The genomic natural history of the aurochs. Nature 635, 136–141 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08112-6.
[23] Beerweiler, C.C.; Salvermoser, M.; Theodorou, J.; Böck, A.; Sattler, F.; Kulig, P.; Tosevski, V. and B. Schaub (2024): Farm-dust mediated protection of childhood asthma: Mass cytometry reveals novel cellular regulation. Allergy. 2024 Nov;79(11):3022-3035. doi: 10.1111/all.16347. Epub 2024 Oct 14. https://doi.org/10.1111/all.16347.