Auswirkungen der globalen Erwärmung auf tropische Waldböden
Das EU-finanzierte Projekt TROPICALCARBON (Tropical forest soil carbon storage and microbial diversity under climatic warming) hat diese Unsicherheit hinsichtlich zukünftiger Temperaturänderungen mithilfe verschiedener Ansätze betrachtet. Man wollte herausfinden, wie Bodenchemie und -biologie (in Form der funktionellen Biodiversität) die Kohlenstoffspeicherung im Boden bei Klimaerwärmung regulieren. Die Forscher untersuchten den Einfluss der Temperatur auf die mikrobielle Diversität entlang eines 3,4 km langen Höhengradienten in den peruanischen Anden. Sie zeigten, inwiefern die Auswirkungen der Temperatur auf den Stickstoffkreislauf eng mit dem mikrobiellen Stoffwechsel im Boden zusammenhängen, indem sie Veränderungen in extrazellulären Enzymen entlang dieses Höhengradienten maßen. Weitere Untersuchungen ergaben, dass bestimmte kohlenstoffabbauende extrazelluläre Enzyme, die von mikrobiellen Gemeinschaften entlang dieses Höhengradienten produziert werden, unterschiedliche Temperaturreaktionen in verschiedenen Höhen aufwiesen. Solche an die Temperatur angepasste Reaktionen von Enzymen stützen die Vorstellung, dass mikrobielle Gemeinschaften sich an Temperaturveränderungen anpassen können, wodurch ihre Stoffwechselraten (oder enzymatischen Raten) mit Konsequenzen für die Kohlenstoffspeicherung reguliert werden. Diese Ergebnisse sind in eine gemeinsame globale Bodenstudie eingeflossen, aus der hervorging, dass „adaptive“ Antworten von mikrobiellen Atmungsraten in Böden aus kälteren Standorten und in Böden mit hohem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis höher waren. Das Projekt fand auch Hinweise darauf, dass die Temperatur sowohl die Diversität als auch die Zusammensetzung der Gemeinde und der Pflanzen und der mikrobiellen Bodengemeinschaften entlang dieses Gradienten direkt beeinflusst. Es wurden auch Boden-Translokationsexperimente durchgeführt, wobei 50 cm tiefe Bodenmonolithe reziprok zwischen 4 Stellen entlang des Gradienten transplantiert wurden. Es wurde festgestellt, dass die Kohlenstoffchemie eine grundlegende Rolle bei der Bestimmung der Zersetzungsrate unter Erwärmung spielt. Es wurde auch gezeigt, dass temperatur-adaptive Reaktionen der Kohlenstoffzyklusantworten im Boden durch Veränderungen in der Zusammensetzung von Bodenmikroorganismen auftreten. TROPICALCARBON untersuchte auch kurzfristige Erwärmungsreaktionen von Tiefland-Regenwäldern in Panama. Die Analysen der mikrobiellen Atmung und Physiologie zeigten, inwiefern Phosphor eine zentrale Rolle bei der Regulierung der Stabilität der tiefen Vorräte (unter 50 cm) von Bodenkohlenstoff in tropischem Wald spielen könnte.
Schlüsselbegriffe
Tropenwald, Bodenmikroorganismen, Kohlenstoffkreislauf, TROPICALCARBON, Klimaerwärmung
