Black-Box Boden

Droht ein Artensterben im Boden?

10.12.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

So unersetzbar und lebenswichtig Böden sind, so wenig ist nach wie vor über sie bekannt. (Bildquelle: © Günter Havlena  / pixelio.de)
So unersetzbar und lebenswichtig Böden sind, so wenig ist nach wie vor über sie bekannt. (Bildquelle: © Günter Havlena / pixelio.de)

Seit Jahren reift die Erkenntnis in Fachkreisen und Teilen der Gesellschaft über die Bedeutung von Böden. Diese geht weit über die Funktion des Ökosystem-Dienstleisters für die Landwirtschaft hinaus. Böden stellen eigene Ökosysteme und Lebensräume dar, die unter der Last des Menschen zu zerbrechen drohen. Nun zogen Forscher eine Zwischenbilanz.

Es ist selten, dass Wissenschaftler es im Titel ihrer Studien derart auf den Punkt bringen, wie kürzlich geschehen. Dort ist konkret die Rede vom Aussterben der Bodenflora und -fauna. Zwei der drei beteiligten Forscher sind an der Freien-Universität Berlin tätig. Gemeinsam mit ihrem Kollegen aus Griechenland gingen sie der Frage nach, wie gefährdet das Ökosystem Boden ist. Das ernüchternde Fazit: Wir müssen uns stärker als bisher mit den Risiken und möglichen Szenarien eines Artensterbens im Ökosystem Boden befassen. Es besteht großer Forschungs- und noch größere Handlungsbedarf rund um die Black-Box Boden.

Erste Anzeichen

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Im Vergleich mit anderen Wissenschaftszweigen und Fachgebieten wissen wir noch relativ wenig über Böden. In beiden Händen könnten Millionen von Organismen stecken. Vielleicht sogar Milliarden.

Im Vergleich mit anderen Wissenschaftszweigen und Fachgebieten wissen wir noch relativ wenig über Böden. In beiden Händen könnten Millionen von Organismen stecken. Vielleicht sogar Milliarden.

Bildquelle: © Ukko.de/wikimedia.org/CC BY 3.0

Nicht ohne Grund nehmen Forscher und Wissenschaftler diesen Begriff in den Mund. Nach wie vor ist relativ wenig über Böden bekannt. Immer häufiger wird daher Forschungs- und Handlungsbedarf signalisiert, um mehr über sie, ihre Eigenschaften und Lebensgemeinschaften (Biota) zu erfahren. Erste Studien weisen bereits darauf hin, dass in einigen Regionen der Welt bestimmte Baumpilz- und Erdwurmarten von der Bildfläche verschwunden sind.

Eine moralische Pflicht

„Viele sehen den Erhalt von Biodiversität quasi als moralische Verpflichtung des Menschen gegenüber der Natur an, doch endet diese selbst auferlegte Verpflichtung häufig an der Erdoberfläche“, kritisieren die Forscher. Ihnen ging es in ihrer Studie jedoch nicht um Strategien und Ansätze zur Förderung oder zum Erhalt der Artenvielfalt im Boden, sondern um die Frage, ob und wie wir für den Ernstfall eines Artensterbens im Boden gewappnet sind. Hier identifizierten die Forscher eklatante Wissenslücken. Im Grund sind wir nicht einmal in der Lage, den Ernst der Lage überhaupt einzuschätzen.

Dabei ist menschliches Leben ohne Böden nicht vorstellbar. Sie bilden die Grundlage für das Pflanzenwachstum, bieten Lebensraum für eine vielfältige Tier- und Pflanzenwelt, sind Grundlage für die Land- und Forstwirtschaft und den Gartenbau, stellen eine Schutzschicht und einen natürlichen Filter für Grund- und Trinkwasser dar, um nur einige unersetzbare Funktionen zu nennen. All diese Funktionen verdanken wir den Aktivitäten einer vielfältigen Lebensgemeinschaft im Boden.

Eine schwierige Materie

Grund für die Wissenslücken ist, dass Böden schwierig zu untersuchende Ökosysteme sind. Statt sich mit einem Quadratmeter Boden, mit einer Tiefe von wenigen Zentimetern zu beschäftigen, konzentrierte man sich in der Vergangenheit lieber auf die darüber liegenden Lebensräume, bis hin zur Baumkrone und darüber hinaus. Statt sich die Finger schmutzig zu machen und buchstäblich im Dreck zu wühlen, untersuchte man das Artensterben von Säugetieren, Vögeln, Kriechtieren, Insekten oder Lurchen.

Wenn überhaupt, beschränkten sich Forscher auf experimentelle Fallstudien, konzentrierten sich auf extrem abgegrenzte Flächen oder nur eine Handvoll ausgewählter Arten, oder führten Laborversuche durch. So lautet das Ergebnis der Literaturrecherche, die die Forscher durchführten. All die gewonnen Erkenntnisse lassen sich jedoch nicht verallgemeinern, auf andere Standorte, geschweige denn in globale Dimensionen übertragen.

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Regenwürmer sind von unschätzbarem Wert. Die überaus langlebigen Bodenbewohner tragen entscheidend zur Bodenfruchtbarkeit bei.

Regenwürmer sind von unschätzbarem Wert. Die überaus langlebigen Bodenbewohner tragen entscheidend zur Bodenfruchtbarkeit bei.

Bildquelle: © Gitti Moser / pixelio.de

Das bekannte Unbekannte

Die Folge: Ein existiert kein klares und vollständiges Bild über die Rollenverteilungen, Hierarchien und Abhängigkeiten im Untergrund. Zu groß ist die Bandbreite an Bodenorganismen, von denen viele weder bekannt noch klassifiziert sind - von der Mikrobe bis zum Wurm. Zu abschreckend sind die Größenverhältnisse, die individuell von wenigen Mikrometer bis hin zu mehreren Zentimeter Körpergröße reichen, bezogen auf die Gesamtpopulation zwischen einer Handvoll und mehreren Millionen pro Kubikmeter Erde variieren können. Schließlich kann eine Handvoll Erde bis zu einer Milliarde Organismen enthalten.

Wissensbasis muss geschaffen werden

Bekannt sind somit nur Ausschnitte aus einem Ökosystem, das uns zu Füßen liegt, plötzlich aber so fern und unbekannt scheint. Nach wie vor, so lautet ein Vorwurf der Forscher, müssen Kollegen, die die Ursachen, Abläufe und Mechanismen des Artensterbens im Untergrund untersuchen möchten, auf Modelle zurückgreifen, die im Zusammenhang von überirdischen Aussterbeereignissen entstanden sind. Daher plädieren sie dafür, sich endlich der Herausforderung zu stellen, Böden akribischer zu untersuchen, um eine eigenständige Wissensbasis auf die Beine zu stellen.

Drei-Stufen Ansatz

Hierfür schlagen sie einen dreistufigen Ansatz vor: Erstens muss weiterhin Überzeugungsarbeit geleistet werden, um Wissenschaftler aus der Grundlagen- bis zur angewandten Forschung vom Forschungsobjekt Boden zu begeistern. Zweitens bietet es sich zunächst an, um das Rad nicht gänzlich neu zu erfinden, bestehende oberirdische Aussterbeszenarien in den Untergrund zu übertragen und anzupassen. Drittens müssen daran anknüpfend neue Szenarien und Modelle speziell für unterirdische Ökosysteme entwickelt und getestet werden, um das Risiko eines Artensterbens im Boden seriös bewerten zu können.

Neue Tools für die Erforschung des Bodens

Gewiss bedarf es dafür neuer Tools und Ansätze: Als Beispiel nehmen sie die Technologie der DNA-Sequenzierung. Sie ermöglicht es, Bodenproben auf neue Weise zu untersuchen, ein meta-genomisches Abbild der dort lebenden Gemeinschaft zu kreieren. Und das immer wieder, über längere Zeiträume in Form eines kontinuierlichen Monitorings. Denn nur so gelingt es, Verschiebungen und Veränderungen zu registrieren. Was in anderen Bereichen der Wissenschaft bereits gang und gäbe sei, müsse auch bei der Erforschung des Bodens stärker Einzug finden, so die Wissenschaftler.

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Neben der Landwirtschaft sorgt die Urbanisierung, z. B. durch die Versiegelung von Flächen und das Ausheben von Böden, für einen Verlust von Lebensraum im Boden.

Neben der Landwirtschaft sorgt die Urbanisierung, z. B. durch die Versiegelung von Flächen und das Ausheben von Böden, für einen Verlust von Lebensraum im Boden.

Bildquelle: © Christine Braune / pixelio.de

Ursachen des Aussterbens

Als gesichert betrachtet werden kann dagegen, dass das Artensterben im Untergrund nicht anders als an der Erdoberfläche auf zwei Ursachen zurückzuführen ist: den Verlust von Lebensraum und die Invasion fremder Arten. In beiden Punkten steht der Mensch in der Verantwortung. Als Beispiel nennen die Forscher die Urbanisierung und die Landwirtschaft.

Beide Aktivitäten führen zu einem Verlust bzw. eine Veränderung der Bodenstruktur, der Zusammensetzung und dem Nährstoffangebot, wodurch der Selektionsdruck drastisch steigt. Viele spezialisierte Bodenorganismen, die sich über lange Zeiträume an bestimmte Verhältnisse gewöhnt haben, können nicht Schritt halten und bleiben auf der Strecke.

Neue Hiobsbotschaften

Erst kürzlich veröffentlichten Forscher eine Studie, demnach durch menschlichen Einfluss ein Drittel der weltweiten Ackerflächen  in den letzten 40 Jahren verloren gegangen ist. Eine alarmierende Botschaft, die bis zu den Teilnehmern der  Weltklimakonferenz von Paris am Jahresende von 2015 durchdrang . Mit Blick auf das Ökosystem Boden ist dies eine Hiobsbotschaft in doppelter Hinsicht: Nicht nur, dass dies einen herben Verlust an Lebensraum bedeutet, es steigt zukünftig der Druck auf den verbliebenen Flächen.

Herausforderungen für die Zukunft

Wenn vom Aus- oder Artensterben die Rede, tauchen vor dem inneren Auge meistens Eis- oder Pandabären, Delfine, Schildkröten, Wale, Menschenaffen, vielleicht noch die ein oder andere seltene Pflanzen auf. Jedoch ist nicht ein einziger Bodenbewohner im „WWF Artenlexikon der bedrohten Tier und Pflanzenarten“ gelistet, obwohl es längst an der Zeit sein dürfte. So wie sich zahlreiche Wissenschaftler seit Jahren mit den Ursachen und der Bekämpfung des Aussterbens von Tiger, Panda und Co. einsetzen, so erhoffen es sich die Forscher künftig auch mit Blick auf die sensiblen Bewohner im Erdboden.

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