Bodenökosystem ist bei extensiver Bewirtschaftung widerstandsfähiger
Bodenökosysteme sind laut Studie bei extensiver Bewirtschaftung widerstandsfähiger. Das Foto zeigt eine Wiese in Thüringen (Bild: B. Schnabel)
Versuchsfläche mit nachhaltiger Grünlandnutzung in der „Global Change Experimental Facility“ des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Bad Lauchstädt. Die Dachkonstruktionen simulieren zukünftige Klimabedingungen wie Sommertrockenheit und Erwärmung (Bild: Marie Sünnemann)
Forschende untersuchten Auswirkungen intensiver und extensiver Landnutzung auf Vielfalt der Bodenlebewesen in Acker- und Grünlandflächen
Basiert auf einer Medienmitteilung der Universität Leipzig
Durch eine extensive Landnutzung lassen sich unterirdische Pflanzenfresser und Mikroorganismen im Boden besser kontrollieren als bei einer intensiven Landnutzung. Das führt dazu, dass das Bodenökosystem bei extensiver Bewirtschaftung widerstandsfähiger und besser gegen Störungen geschützt ist als bei intensiver Landnutzung.Forschende der Universität Leipzig, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv) und anderer Forschungseinrichtungen fanden heraus, dass die Gesamtenergieflüsse sowie die Aktivitäten von sogenannten Zersetzern, Pflanzenfressern und Räubern im Boden-Nahrungsnetz stabil blieben.
Allerdings führte die extensive Landnutzung im Vergleich zur intensiven Nutzung zu einer höheren Aktivität der Mikrobenfresser und zu einer stärkeren Kontrolle der Mikroorganismen durch diese. Das bedeutet, dass kleine Räuber wie Nematoden die Populationen von Mikroorganismen regulieren und im Gleichgewicht halten. Mithilfe des experimentellen Designs der Versuchsanlage Global Change Experimental Facility des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) konnten die Forschenden zeigen, dass diese Regulation auch unter zukünftigen Klimabedingungen erhalten blieb. Außerdem war die Kontrolle von Pflanzenfressern durch natürliche Gegenspieler in extensiv bewirtschafteten Acker- und Grünlandflächen insgesamt stärker ausgeprägt. Das ist wichtig, da eine übermäßige Vermehrung von Pflanzenfressern das Pflanzenwachstum erheblich beeinträchtigen und somit die Produktivität gefährden kann. „Unsere Ergebnisse zeigen die potenziellen Vorteile einer weniger intensiven und extensiveren Landbewirtschaftung für die Funktionsweise von Boden-Nahrungsnetzen – sowohl heute als auch in einem sich verändernden Klima“, sagt die Erstautorin des Papers, Marie Sünnemann, vom Institut für Biologie der Universität Leipzig und von iDiv.
Der Klimawandel und eine intensivere Landnutzung bedrohen die Lebewesen im Boden und deren wichtige Aufgaben – die sogenannten Ökosystemfunktionen. Um zu verstehen, wie sich intensive und extensive Landnutzung auf die Vielfalt der Bodenlebewesen in Acker- und Grünlandflächen auswirkt – heute und in Zukunft unter Klimawandelbedingungen – haben die Forschenden diese Einflüsse in einem Feldexperiment untersucht.
In ihrem Experiment betrachteten sie die Auswirkungen von Erwärmung und Sommertrockenheit sowohl in intensiver als auch in extensiver Landnutzung auf die Bodenlebewesen. Dazu gehörten Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, aber auch Fadenwürmer, Springschwänze, Milben sowie größere Tiere wie Käfer, Spinnen, Tausendfüßer und Hundertfüßer. „Unser Fokus lag dabei auf den Energiekreisläufen im Bodennahrungsnetz – also auf der Energie, die von Zersetzern und Pflanzenfressern bis hin zu kleinen Räubern weitergegeben wird“, betont Mitautor Prof. Dr. Nico Eisenhauer von iDiv. Dieser Energietransfer diente den Forschenden als Indikator dafür, wie gut die Hauptgruppen wie Zersetzer, Mikrobenfresser, Pflanzenfresser und Räuber ihre jeweilige Funktion im Ökosystem erfüllen: Zersetzer zersetzen organisches Material und machen den Boden fruchtbar. Mikrobenfresser verhindern beispielsweise, dass sich schädliche Pilze massenhaft vermehren. Räuber wiederum kontrollieren die Anzahl der Pflanzenfresser, wie etwa Blattläuse, und helfen so, Ertragseinbußen bei den Pflanzen zu vermeiden.
Original-Publikation
(iDiv-Forschende und -Alumni fett)
Marie Sünnemann, Andrew D. Barnes, Angelos Amyntas, Marcel Ciobanu, Malte Jochum, Alfred Lochner, Anton M. Potapov, Thomas Reitz, Benjamin Rosenbaum, Martin Schädler, Anja Zeuner, Nico Eisenhauer (2024). Sustainable land use strengthens microbial and herbivore controls in soil food webs in current and future climates, Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.17554
Ansprechpartner:
Dr. Marie Sünnemann
Postdoktorandin in der Forschungsgruppe
Experimentelle Interaktionsökologie beim
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und der
Universität Leipzig
Tel.: +49 341 9733193
E-Mail: marie.suennemann@idiv.de
Web: www.idiv.de/de/profile/1072.html
Dr. Volker Hahn
Leiter Medien und Kommunikation
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Tel.: +49 341 97 33154
E-Mail: volker.hahn@idiv.de
Web: www.idiv.de/medien
