Was uns das Nahrungsnetz über Böden lehrt
Zu stoppen, dass uns immer mehr Böden verlorengehen, wird zu einer dringenden Notwendigkeit. Allein in Europa sind mangelhafte Landbewirtschaftungspraktiken für einen auf jährlich 970 Millionen Tonnen geschätzten Verlust an Boden durch Erosion verantwortlich. Um wirksame Strategien zur Wiederherstellung geschädigter Böden zu entwickeln, müssen wir noch mehr über die Zusammenhänge zwischen der Bodenstruktur, den darin lebenden Organismengemeinschaften und der Art und Weise, wie sie organisches Material abbauen, in Erfahrung bringen. Das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführte Projekt AGG-REST-WEB (Let’s restore our soils: using the soil food web to engineer the soil structure and functioning) hat neue Einblicke in die Beziehung zwischen Artenvielfalt im Boden und Bodenfunktion gewonnen. Das Team konnte demonstrieren, dass die Wechselwirkungen zwischen den Konsumenten und der Nahrung innerhalb des Nahrungsnetzes im Boden einen starken Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Bodens ausüben, die wiederum den Zugang zu Nahrung bedingen. „Kurz zusammengefasst: Wer wen frisst, hängt davon ab, wer im Labyrinth des Bodens wem begegnet“, erklärt Amandine Erktan, Marie-Skłodowska-Curie-Forschungsstipendiatin und Forschungsleiterin des Projekts.
Mehr Vielfalt in den Boden bringen
Das Nahrungsnetz im Boden ist ein Netzwerk aus Nahrungsketten, das die im Boden lebenden Organismen miteinander verbindet. Um zu erforschen, wie sich diese auf die Bodenstruktur auswirken, führte das Team zwei Experimente durch, in denen verschiedene Typen trophischer Interaktionen, d. h. Nahrungsbeziehungen, und deren Auswirkungen auf den Boden untersucht wurden. „Bisher wurde die Wirkung der Bodenorganismen auf die physikalische Struktur des Bodens hauptsächlich dadurch erforscht, dass jede Gruppe, zum Beispiel Regenwürmer oder Pilze, einzeln betrachtet wurde. Bei diesem Ansatz werden die möglichen Wechselwirkungen in echten Böden ignoriert“, erklärt Erktan. „Wir konnten nachweisen, dass trophische Interaktionen wichtig für das Aggregatgefüge des Bodens sind, was darauf hindeutet, dass die Stimulierung der Wiederbesiedlung geschädigter Böden durch diverse Gemeinschaften aus verschiedenen Teilen des Nahrungsnetzes dazu beitragen könnte, Lebensräume im Boden wiederherzustellen.“
Eine Rückkopplungsschleife im Boden?
Während sich die Arbeit zu Beginn auf diesen Aspekt konzentrierte, erkannte Erktan schon bald, dass es sich bei der Beziehung zwischen dem Nahrungsnetz und der Bodenstruktur um keine Einbahnstraße handeln dürfte. „Die Bodeneigenschaften allein lassen oft keine Erklärung der Veränderungen in der Nahrung der Bodentiere zu. Ich hatte die Idee, dass die im Mikroumfeld vorhandene Bodenstruktur die Begegnungswahrscheinlichkeiten zwischen Nahrungsressourcen und Konsumenten erklären könnte“, berichtet sie. Erktan führte eine Literaturrecherche durch, um das zu diesem Thema verfügbare Wissen zu sammeln. Dabei stellte sich heraus, dass die physikalische Struktur des Bodens der bestimmende Faktor dabei zu sein scheint, wie Organismen Nahrung aufspüren und erreichen können. Zwar muss weiter geforscht werden, um diese Mechanismen im Ganzen zu verstehen, doch der strategische Wert dieser Erkenntnisse ist enorm: „Sie weisen uns einen neuen interdisziplinären Forschungsweg, der die Ökologie des Nahrungsnetzes im Boden mit der Physik verbindet.“
Und die Kohlenstoffspeicherung?
Eine weiterführende Erforschung dieser Aspekte könnte zudem einen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten. „Der Boden ist ein riesiger Kohlenstoffspeicher. Bereits kleine Veränderungen im Kohlenstoffgehalt des Bodens können große Auswirkungen auf das globale Klima zeigen“, fügt Erktan hinzu. Die Menge des gespeicherten Kohlenstoffs ist jedoch nicht immer proportional zu der dem Boden zugeführten organischen Substanz. Auch wenn wir die Speichermechanismen noch nicht völlig verstehen, geht Erktan davon aus, dass die Diskrepanz mit der Funktion der Bodenstruktur zusammenhängen könnte, den Konsumenten den Zugang zu pflanzlichen und tierischen Überresten zu versperren. Eine Analyse dieser Muster könnte uns ihrer Meinung nach einen Fahrplan für deren Anpassung verschaffen: „Möglicherweise ist mit ihnen besser vorhersagbar, wie sich Änderungen der Landbewirtschaftungspraktiken auf die Kohlenstoffspeicherung auswirken.“
Schlüsselbegriffe
AGG-REST-WEB, Bodenstruktur, Aggregatgefüge des Bodens, Nahrungsnetz im Boden, trophische Interaktionen, Bodenfunktion, biologische Vielfalt im Boden, Kohlenstoffspeicherung, geschädigte Böden