Die fortschreitenden Veränderungen des globalen Klimas, die durch verschiedene Faktoren wie den Klimawandel, die Veränderung der Landnutzung und die Umweltverschmutzung bedingt sind, stellen eine erhebliche Bedrohung für die Gesundheit unserer Ökosysteme dar. Besonders in städtischen Gebieten sind Böden einer Vielzahl von schädlichen Einflüssen ausgesetzt, darunter Mikroplastik, Streusalz, übermäßige Stickstoffeinträge und Tenside aus Reinigungsmitteln. Bisher wurden diese Einflussfaktoren häufig isoliert betrachtet, was zu einer unvollständigen Einschätzung ihrer Auswirkungen auf die Bodengesundheit geführt hat. Eine neue Untersuchung der Freien Universität Berlin bietet jetzt wertvolle Einblicke in die komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Stressoren.
Die Studie mit dem Titel „Global change factors differ in effect when acting alone and in a multi-factor background“ beleuchtet, wie Stressfaktoren wie Temperaturerhöhungen, Dürreperioden und Umweltverschmutzungen sowohl allein als auch in Kombination die Gesundheit des Bodens beeinflussen. Die Ergebnisse der Forschung zeigen, dass selbst Faktoren, die bei isolierter Betrachtung keinen negativen Einfluss oder sogar positive Effekte auf den Boden haben, in Kombination die Bodenstruktur verschlechtern und die Aktivität wichtiger Mikroorganismen im Boden beeinträchtigen können. Ein besonders markantes Beispiel ist die Wirkung von Temperaturerhöhungen: Während höhere Temperaturen in einem isolierten Kontext die Aktivität bodenstabilisierender Mikroben fördern könnten, bewirken sie in Kombination mit anderen Stressoren tatsächlich eine Schädigung des Bodens.
Ein möglicher Erklärungsansatz für dieses Phänomen ist, dass erhöhte Temperaturen die Verdunstung im Boden verstärken. Dies führt dazu, dass schädliche Substanzen im Bodenwasser konzentrierter auftreten, was wiederum die Mikroorganismen schädigt und die Stabilität der Bodenaggregate vermindert. Diese Wechselwirkungen werden erst in Experimenten mit mehreren Stressoren deutlich, was die Notwendigkeit unterstreicht, Umweltfaktoren im Kontext ihrer kombinierten Wirkungen zu betrachten.
Rebecca Rongstock, die Erstautorin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe „Ökologie der Pflanzen“ an der Freien Universität, hebt hervor, dass viele der Stressfaktoren des globalen Wandels, wie Temperaturerhöhungen, zwar in einzelnen Experimenten positive Effekte aufweisen können, es jedoch entscheidend ist, die Auswirkungen ihrer Kombination zu verstehen. Sie erklärt: „Wir müssen unsere Böden vor diesen Stressoren schützen, nicht nur weil einige von ihnen isoliert betrachtet harmlos oder sogar vorteilhaft erscheinen, sondern weil wir die genauen Auswirkungen ihrer Wechselwirkungen nicht kennen.“
In einem innovativen Versuchsdesign analysierten Rongstock und ihre Kollegen Dr. Huiying Li und Prof. Dr. Matthias Rillig die Auswirkungen von sechs verschiedenen Stressoren auf den Boden, indem sie 140 Bodenproben untersuchten. Sie verglichen die Ergebnisse mit Kombinationen, bei denen jeweils ein Faktor weggelassen wurde. Dabei maßen die Forscher die Aktivität von Bodenmikroben sowie die Stabilität der Bodenaggregate – jene krümeligen Strukturen, die für die Belüftung, Wasserspeicherung und das Leben im Boden von zentraler Bedeutung sind.
Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass die ökologischen Risiken nur dann angemessen bewertet werden können, wenn Umweltfaktoren systematisch und in ihrer Wechselwirkung miteinander betrachtet werden. Prof. Dr. Matthias Rillig, der Letztautor der Studie, betont: „Wenn wir Ökosysteme schützen möchten, ist es nicht immer am effektivsten, uns nur auf die Faktoren mit den größten Einzelwirkungen zu konzentrieren. Angesichts der Tatsache, dass in nahezu allen Regionen mehrere Stressoren des globalen Wandels zusammenwirken, könnte es sinnvoller sein, diejenigen anzugehen, die in Kombination die gravierendsten negativen Auswirkungen haben.“
Die Ergebnisse der Studie weisen zudem auf das Erholungspotenzial der Böden hin. Es wird angedeutet, dass eine Reduzierung oder Vermeidung einzelner Stressoren – selbst wenn diese isoliert betrachtet harmlos erscheinen – zu einer signifikanten Verbesserung der zentralen Bodenfunktionen führen kann. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Umweltfaktoren ein besseres Verständnis erfordern, um die Gesundheit und Stabilität unserer Böden langfristig zu sichern.
