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Auswirkungen des Laubstreus unterschiedlicher Baumarten auf die Bodenchemie und biologische Vielfalt

Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu filtern, um die globalen Auswirkungen des Klimawandels abzuschwächen, wird eine zentrale Herausforderung der Menschheit im 21. Jahrhundert sein. Forschende untersuchten, wie Mikroorganismen im Boden unter Laubstreu unterschiedlicher Baumarten die Kohlenstoffprozesse des Bodens beeinflussen.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Da Böden einen größeren Kohlenstoffspeicher aufweisen als die Pflanzenwelt und Atmosphäre zusammen, könnte eine wichtige Strategie im Kampf gegen den Klimawandel die Bindung von noch mehr Kohlenstoff in Böden sein. Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Boden spielen eine wichtige Rolle in Ökosystemdienstleistungen wie der Kohlenstoffbindung und Stickstoff-Retention im Boden. Das Projekt AFOREST fokussierte sich auf die Auswirkung der Baumarten auf die Zusammensetzung, Struktur und Funktion der Bodenflora im Zusammenhang mit dem Kohlenstoff- und Stickstoffzyklus. Die Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert. „Es war unser Hauptziel zu untersuchen, wie individuelle Baumarten die Bodenflora und die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Bodens beeinflussen“, merkt MSCA-Stipendiat Petr Heděnec an. Die Forschenden untersuchten die Auswirkungen von Laubstreu gängiger europäischer Baumarten auf die Gemeinschaftsstruktur und den Aufbau der Bodenfloraspezies sowie ihre metabolische Vielfalt und Rolle beim Kohlenstoff- und Stickstoffumsatz in Böden. Die Forschung wurde in einem Baumartenexperiment mit Monokulturbeständen von sechs gängigen europäischen Baumarten durchgeführt – Laubbuche, Stieleiche, Linde, Bergahorn, Esche und Gemeine Fichte.

Auswirkungen der Baumart

Laut Heděnec unterscheiden sich die ausgewählten Baumarten enorm in der Art des Laubstreus, das wiederum die Bodenflora beeinflusst. „Gemeine Fichten, Eichen und Buchen zum Beispiel lassen sich langsam zersetzendes Laubstreu fallen mit hohem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis, wenig Nährstoffgehalt und hohem Ligningehalt. Eschen, Bergahorn und Linden hingegen lassen sich einfach zersetzendes Laubstreu fallen mit geringem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis, hohem Nährstoffgehalt und geringem Ligningehalt.” Ein wichtiger Aspekt von AFOREST war die spezielle taxonomische Gruppe der Bodenbakterien, Pilze und Kleintiere im Boden hinsichtlich ihrer Funktion in den Bodenprozessen des Kohlenstoff- und Stickstoffzyklus. „Unsere Ergebnisse zeigten einen klaren Zusammenhang zwischen den Funktionsgruppen der Bodenflora und den Baumarten“, erklärt Heděnec. „Wir haben beispielsweise eine höhere relative Menge an Copiotrophen (schnell wachsende Bakterien mit hohem Nährstoffumsatz) in Boden unter Bäumen gefunden, die Laubstreu mit geringem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis fallen lassen. In Böden unter Bäumen, die Laubstreu mit geringerer Qualität und hohem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis fallen lassen, wurden jedoch hauptsächlich Oligotrophen (langsam wachsende Bakterien mit langsamem Nährstoffumsatz) gefunden.“

Hilfe für die Forstwirtschaft

Die Ergebnisse zeigten auch die großen Auswirkungen der Baumarten auf trophische Wechselwirkungen in Böden. „Wir fanden eine große Menge bakterienfressender Nematoden in Böden unter Esche, Bergahorn und Linde (in denen Bakterien vorherrschten), während pilzfressende Nematoden in Böden unter Fichte, Eiche und Buche dominant waren, in denen hauptsächlich Pilze vorkommen“, merkt Heděnec an. Im Gegensatz zu der allgemeinen Annahme, dass Laub von Bäumen mit hohem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis sich positiv auf die Stabilisierung organischen Kohlenstoffs im Boden auswirkt, deuten die Projektergebnisse darauf hin, dass Laub von Bäumen mit geringem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis eine große Vielfalt an Bodenorganismen fördert. Das wiederum könnte mikrobielle Prozesse und insbesondere bakterielle Aktivität fördern, die bei der Stabilisierung organischen Kohlenstoffs im Boden helfen, der nach der teilweisen Zersetzung jeglicher durch lebende Organismen produzierter Materialien zurückbleibt. „Die Ergebnisse von AFOREST werden der Forstwirtschaft und Politik helfen, passende Baumarten zur Förderung der Vielfalt an Bodenorganismen auszuwählen, was sich wiederum auf die Kohlenstoff- und Stickstoffbilanz im Boden auswirkt“, so Heděnec abschließend.

Schlüsselbegriffe

AFOREST, Baumarten, Laubstreu, Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis, Bodenflora, Kohlenstoffbindung, Kohlenstoff, Stickstoff

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