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Ökologen schlagen Alarm: Für den Boden ist es fünf vor zwölf

13.08.2013
Nachhaltige Landbewirtschaftung nur durch Erhalt einer gesunden Lebensgemeinschaft im Boden erreichbar – Publikation in PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) - Prof. Dr. Volkmar Wolters mit seiner Arbeitsgruppe vom Institut für Tierökologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) beteiligt

Der Boden gehört zu unseren wichtigsten nicht-erneuerbaren Ressourcen: Er sorgt für ein gesundes und ertragreiches Pflanzenwachstum, reinigt Süßwasser, entgiftet Schadstoffe, zersetzt Abfälle und Vieles mehr.

An all diesen Prozessen sind Abermillionen von meist winzigen Lebewesen beteiligt. Es sollte uns daher alarmieren, dass das Leistungsvermögen dieser Lebewesen durch die Intensivierung der Landnutzung stark bedroht ist.

Politik und Praxis kümmern sich bislang jedoch kaum um den Schutz der Organismen unter unseren Füßen. Das liegt wohl daran, dass diese Nützlinge ihr Werk im Dauerdunkel des Bodens verrichten, wenig attraktiv sind und keine öffentliche Lobby haben, mutmaßt der Gießener Tierökologe Prof. Dr. Volkmar Wolters. Nach einer aktuellen Veröffentlichung in dem angesehenen Fachjournal PNAS wird sich das hoffentlich schnell ändern. Erstmals ist es dort einem internationalen Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelungen zu zeigen, in welchem Umfang landwirtschaftliche Nutzung das Potenzial der Lebensgemeinschaft im Boden verändert. Von deutscher Seite ist Prof. Wolters mit seiner Arbeitsgruppe vom Institut für Tierökologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) an der PNAS-Publikation beteiligt.

Kernbotschaft der PNAS-Veröffentlichung im August 2013 ist, dass die Bodenorganismen einen derart großen Einfluss auf ökologische Funktionen von Agrarökosystemen haben, dass dies auch auf kontinentaler Ebene – und zwar trotz riesiger geographischer Unterschiede – einheitlich und konsistent messbar ist. Angesichts der Bedeutung des Nutzungswandels für die Zukunft Europas wird man daraufhin nicht länger ignorieren können, dass sich eine nachhaltige Landbewirtschaftung nur durch den Erhalt einer gesunden Lebensgemeinschaft im Boden erreichen lässt.

In dem von der schwedischen Agrarökologin Katarina Hedlund koordinierten EU-Projekt SoilService untersuchten Forscherinnen und Forschern aus acht europäischen Ländern Äcker und Grünländer quer über den europäischen Kontinent. Dabei erfassten sie in einem interdisziplinären Ansatz sowohl ökologische Parameter – wie die biologische Vielfalt oder die Stoffkreisläufe im Boden – als auch ökonomische Parameter – wie den Ernteertrag oder die Bewirtschaftungskosten.

Für ihre quantitativen Analysen benutzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mathematische Modelle, mit denen sich Daten zur Zusammensetzung der unterirdischen Nahrungsnetze auf großflächige Prozesse übertragen lassen. So konnten sie nachweisen, dass sich der Einfluss der landwirtschaftlichen Nutzung auf die Kohlenstoff- und Stickstoffumsätze in Agrarökosystemen besser durch die Reaktion der Bodenorganismen vorhersagen lässt als durch traditionelle Maße wie die Bewirtschaftungsintensität.

„Bodenökologen waren bislang auf die Untersuchung kleiner Stichproben beschränkt. Deshalb ist der Nachweis, dass exakte Aussagen zum Bodenzustand auch für große Flächen und ganze Regionen möglich sind, ein enormer Fortschritt“, freut sich Prof. Wolters. Bei aller Freude über den wissenschaftlichen Erfolg ist der Forscher dennoch sehr beunruhigt darüber, wie deutlich sich in den Analysen der Zusammenhang zwischen der Beeinträchtigung der Lebensgemeinschaft in agrarischen Böden und globalen Prozessen zeigt. Denn die dünne Erdschicht unseres Planeten ist ein wichtiger Kohlenstoffspeicher. Daher hat die großflächige Veränderung der bislang völlig unterschätzten biologischen Prozesse in diesem empfindlichen System einen entscheidenden Einfluss auf die Freisetzung von Spurengasen und damit auf den Klimawandel.

„Natürlich brauchen wir die Landwirtschaft, und eine ertragreiche Pflanzenproduktion ist ohne Eingriffe in den Boden undenkbar“, sagt Prof. Wolters und betont die positive Seite der jetzt publizierten Befunde. So sei es kein Geheimnis, dass der Verlust von Kohlenstoff aus Ackerböden die Anreicherung von CO2 in der Atmosphäre beschleunigt. „Aber die von uns eingesetzten Verfahren erlauben es uns nun erstmals, neue Landnutzungsstrategien auf der Grundlage eines soliden biologischen Prozessverständnisses zu entwickeln und Prognosemodelle zur Vorhersage der langfristigen Bodenentwicklung für große Flächen einzusetzen.“ Von diesen wissenschaftlichen Erkenntnissen, so die Hoffnung der beteiligten Wissenschaftler, könnten dann nicht nur Politik und Praxis, sondern wir alle profitieren.

Publikation

Franciska T. de Vries, Elisa Thébault, Mira Liiri, Klaus Birkhofer, Maria A. Tsiafouli, Lisa Bjørnlund, Helene Bracht Jørgensen, Mark Vincent Brady, Søren Christensen, Peter De Ruiter, Tina d’Hertefeldt, Jan Frouz, Katarina Hedlund, Lia Hemerik, W. H. Gera Hol, Stefan Hotes,, Simon R. Mortimer, Heikki Setälä, Stefanos P. Sgardelis, Karoline Utesenyo, Wim H. van der Putten, Volkmar Wolters, and Richard D. Bardgetta:
Soil food web properties explain ecosystem services across European land use systems
www.pnas.org/content/early/2013/08/08/1305198110.long
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1305198110
Kontakt
Prof. Dr. Volkmar Wolters
Professur für Tierökologie
Justus-Liebig-Universität Gießen
Heinrich-Buff-Ring 26-32
35392 Gießen
Telefon: +49 641 99 35700
Fax: +49 641 99 35709
E-Mail: Volkmar.Wolters@allzool.bio.uni-giessen.de
Die 1607 gegründete Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ist eine traditionsreiche Forschungsuniversität, die rund 26.000 Studierende anzieht. Neben einem breiten Lehrangebot – von den klassischen Naturwissenschaften über Rechts- und Wirtschaftswissenschaften, Gesellschafts- und Erziehungswissenschaften bis hin zu Sprach- und Kulturwissen¬schaften – bietet sie ein lebenswissenschaftliches Fächerspektrum, das nicht nur in Hessen einmalig ist: Human- und Veterinärmedizin, Agrar-, Umwelt- und Ernährungswissenschaften sowie Lebensmittelchemie. Unter den großen Persönlichkeiten, die an der JLU geforscht und gelehrt haben, befinden sich eine Reihe von Nobelpreisträgern, unter anderem Wilhelm Conrad Röntgen (Nobelpreis für Physik 1901) und Wangari Maathai (Friedensnobelpreis 2004). Seit 2006 wird die JLU sowohl in der ersten als auch in der zweiten Förderlinie der Exzellenzinitiative gefördert (Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System – ECCPS; International Graduate Centre for the Study of Culture – GCSC).

Weitere Informationen:

http://www.pnas.org/content/early/2013/08/08/1305198110.long
http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1305198110
http://www.uni-giessen.de/cms/tsz

Charlotte Brückner-Ihl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-giessen.de

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