Die Erde und ihre Ökosysteme sehen sich heutzutage einer Vielzahl von Herausforderungen gegenüber, die durch den globalen Wandel ausgelöst werden. Dazu zählen nicht nur der Klimawandel, sondern auch Veränderungen in der Landnutzung sowie Umweltverschmutzung. Diese Faktoren setzen insbesondere urbane Böden unter Druck, die anfällig für verschiedene Stressoren wie Hitze, Trockenheit, Streusalz, Stickstoffeinträge, Tenside und Mikroplastik sind. Bisher wurde der Einfluss dieser Stressoren häufig isoliert betrachtet, was jedoch nicht die Realität widerspiegelt, da diese Faktoren in der Natur selten allein auftreten.
Eine neue Studie der Freien Universität Berlin, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Communications, hat sich mit den Auswirkungen dieser Stressoren befasst und untersucht, wie sie einzeln und in Kombination die Gesundheit des Bodens beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass Stressoren, die isoliert betrachtet neutral oder sogar positiv wirken können, in Kombination die Bodenstruktur schädigen und die Aktivität von Mikroben hemmen, die für das Funktionieren des Ökosystems entscheidend sind.
Besonders auffällig war dies bei der Untersuchung der Bodenerwärmung. Während höhere Temperaturen in Einzelversuchen zu einer Steigerung der Mikrobenaktivität führten, die zur Stabilität des Bodens beiträgt, zeigte sich in Kombination mit anderen Stressoren eine negative Wirkung auf die Böden. Ein möglicher Grund hierfür könnte sein, dass wärmeres Wetter die Verdunstung verstärkt, was schädliche Substanzen im Bodenwasser konzentriert. Diese Toxine schädigen wiederum die Mikroben und führen zu einer weniger stabilen Bodenzusammensetzung – ein Effekt, der nur in Experimenten mit mehreren Stressoren sichtbar wurde.
Rebecca Rongstock, die Hauptautorin der Studie und Doktorandin an der Freien Universität, weist darauf hin, dass Einzelversuche zeigen, dass Faktoren wie höhere Temperaturen positive Effekte auf Böden haben können. Dennoch bleibt die Frage, warum wir Böden vor solchen Faktoren schützen sollten. Ein zentraler Grund ist das unzureichende Verständnis über die Wechselwirkungen der Stressoren, wenn sie zusammen auftreten.
Gemeinsam mit ihren Kollegen Huiying Li und Matthias Rillig hat Rongstock 140 Bodenproben untersucht und dabei ein neuartiges experimentelles Setup verwendet. Die Forscher verglichen die Auswirkungen von sechs kombinierten Bodenstressoren mit Kombinationen, bei denen jeweils ein Faktor weggelassen wurde. Dabei wurde unter anderem die Aktivität von Bodenk Mikroben und die Stabilität von Bodenaggregaten, die für Belüftung, Wasserinfiltration und das mikrobiologische Leben im Boden entscheidend sind, gemessen.
Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass ökologische Risiken nur dann realistisch eingeschätzt werden können, wenn Umweltfaktoren systematisch und im Zusammenspiel betrachtet werden. Matthias Rillig, Professor für Bodenökologie an der Freien Universität und Senior-Autor der Studie, betont, dass der Schutz von Ökosystemen nicht immer darauf abzielen sollte, die Faktoren mit den größten individuellen Auswirkungen zu bekämpfen. Da globale Veränderungsfaktoren fast überall in Wechselwirkung stehen, könnte es effektiver sein, sich auf Kombinationen von Faktoren zu konzentrieren, die gemeinsam die stärksten negativen Effekte erzeugen.
Darüber hinaus zeigen die Forschungsergebnisse, dass es Wege zur Förderung der Regeneration gibt. Wenn wir in der Lage sind, einzelne Stressoren zu reduzieren oder zu beseitigen – selbst solche, die isoliert betrachtet harmlos oder sogar vorteilhaft erscheinen – könnten sich die zentralen Funktionen des Bodens erheblich verbessern. Diese Erkenntnisse sind von entscheidender Bedeutung für den zukünftigen Schutz und die Wiederherstellung unserer Böden und der darauf basierenden Ökosysteme.
