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Der Boden lebt

Forscher enträtseln Bodendiversität

Regenwurm bei der Arbeit: Kirschblatt wird in den Boden gezogen. © Otto Ehrmann

Ohne Boden kein Frühstück. Ohne ihn hätten wir morgens kein Brot, kein Müsli, keinen Orangensaft. Denn alle diese Zutaten gäbe es ohne die Fruchtbarkeit der Böden nicht. Boden ist unsere Lebensgrundlage – im wahrsten Sinne des Wortes. Aber wer von uns weiß schon besonders viel darüber? Etwa welchen Einfluss die nicht erneuerbare Ressource Boden auf die Pflanzen- und Tierwelt hat? Wovon Bodenfruchtbarkeit überhaupt abhängt und vor allem: wer dort unten lebt – in dieser unterirdischen Wohngemeinschaft von Regenwürmern, Springschwänzen, Milben und Co.?

Es mag überraschen, aber auch Bodenökologen können bis heute nicht alle diese Fragen vollständig beantworten. Im Vergleich zu dem, was Forscher bislang über die überirdischen Teile von Ökosystemen herausgefunden haben, sind die Kenntnisse über Bodentiere, die Zusammensetzung ihrer Lebensgemeinschaften und die Wechselwirkung mit ihrer Umgebung spärlich. „Und das, obwohl vermutlich ein Großteil aller Arten unserer Erde im Boden leben“, kommentiert Bodenkundlerin Professorin Gabriele Broll vom Bundesverband Boden.

Das mag daran liegen, dass Milben, Nematoden und Bakterien nicht annähernd den Niedlichkeitsbonus eines Eisbären Knut, eines Elefanten wie im Kinofilm „Unsere Erde“ oder eines putzigen Pandabärens besitzen. Bodentiere wollen erobert werden. Erst auf den zweiten Blick – durch ein Mikroskop – zeigen sie ihre bizarre Formenvielfalt, ihre ganz eigene Schönheit. Und ebenso schrittweise gelingt es Wissenschaftlern die Bedeutung und das Potenzial der Bodenorganismen zu verstehen. Dabei sind diese wahrscheinlich weit größer als bisher angenommen.

Die Jobs der Untergrundaktivisten

Die Bodenorganismen sind echte Multitalente und beeinflussen durch ihre Arbeit die Umwelt mehr als wir bemerken. So steuern und regulieren sie gesamte Ökosysteme, indem sie die anfallende organische Substanz verarbeiten und dadurch Pflanzennährstoffe wie Stickstoff und Kohlenstoff wieder für den Stoffkreislauf bereitstellen. Bodentiere verbessern aber auch das Bodengefüge und sorgen dafür, dass humusreicher Boden entsteht. Die Aktivität der Bodenorganismen ist zudem ein wichtiger Motor für die Dynamik und Entwicklung der Pflanzenwelt und damit der Landschaften. Bodentiere schaffen darüber hinaus die Grundlage für die Landwirtschaft und beeinflussen als Bodengestalter das Fundament für das gesamte menschliche Leben.

Die Boden-WG unter der Lupe

Für das bloße Auge unsichtbar: Amöbe im Pilzgeflecht. © Otto Ehrmann

Obwohl zahlenmäßig am stärksten vertreten, sieht das bloße Auge nichts von ihnen: Die Rede ist von den Kleinstlebewesen im Boden wie Bakterien und Pilze. In einer Schicht von fünf Zentimetern Grünlandboden können pro Hektar bis zu 250 Kilogramm Pilzgeflecht stecken. Auch Bakterien kommen selten allein. In einer Handvoll Erde lassen sich bis zu 10.000 verschiedene Arten nachweisen.

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Die zweithäufigsten „Mieter“ der Boden-WG sind die Vertreter der Mikrofauna, wie Einzeller (Protozoen) und Fadenwürmer (Nematoden). Mit einer Kleinheit von weniger als 0,1 Millimeter bewegen sie sich innerhalb des dünnen Wasserfilms, der die Bodenpartikel umgibt. Trocknet das Wasser weg, überleben die Tiere in inaktiven Dauerstadien.

Springschwänze: Leben in luftgefüllten Bodenporen. © Otto Ehrmann

Die nächstgrößere Fraktion im Boden ist die so genannte Mesofauna. Dazu gehören unter anderem Springschwänze und Milben. Von diesen kleinen Gliedertieren können bis zu 300.000 Individuen in einem Quadratmeter Grünlandboden zu finden sein. Mit bloßem Auge zu erkennen ist die Makrofauna. Hierzu zählen Regenwürmer, Asseln, Hundertfüßer, Käfer, Schnecken, Spinnen, Ameisen und Termiten. Die vielen verschiedenen Bodentiere sind über ein weitverzweigtes Nahrungsnetz miteinander verbunden. Einige ernähren sich von abgestorbenen Pflanzenteilen und Laub, andere vom Saft der Pflanzenwurzeln und manche von anderen kleineren und größeren Tieren.

Bodendiversität ist keine stabile Größe

Zusammensetzung und Anzahl der Bodentiere sind nicht überall gleich. Sie variieren zwischen Ökosystemen und können sogar innerhalb des gleichen Ökosystems zu verschiedenen Zeitpunkten völlig unterschiedlich sein. „Aufgrund der Komplexität des Bodens ist es aber meist unmöglich, die Gründe und Auslöser für Verschiebungen und Veränderungen genau zu benennen“, sagt Bodenforscherin Broll.

Einiges deutet aber nach Ansicht der Wissenschaftler darauf hin, dass Bodengemeinschaften zum Teil anderen Dynamiken und Einflüssen folgen als oberirdische Systeme. Beispielsweise lässt sich die Verteilung entlang der geografischen Breitengrade, wie sie bei Tier- und Pflanzenarten zu beobachten ist, wohl nicht auf Bodentiere übertragen. Pinguine leben ausschließlich in den Polregionen, nie am Äquator. Die unterschiedlichen Arten von Nematoden hingegen kommen sowohl in arktischen Böden als auch in den Tropen vor.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass im Boden weniger Konkurrenzdruck herrscht. Statt Verdrängungsprozessen finden daher eher Umverteilungen, Verschiebungen im Artenspektrum und verstärkt Nischenbildung statt.

Standortdiversität erhalten

Von einigen Faktoren weiß man heute, dass sie einen deutlichen Einfluss auf Bodenorganismen ausüben. Hierzu gehören Klima, Bodenart, menschliche Eingriffe und Pflanzen. Diese Faktoren wirken sich auf die Diversität der Bodenorganismen aus und lassen unterschiedliche, jeweils typische Lebensgemeinschaften im Boden entstehen. „Diese Standortdiversität gilt es zu erhalten“, unterstreicht Bodenforscherin Broll.

So ist auch ein saurer Heidestandort mit relativ geringer bodenbiologischer Aktivität, aber spezieller Bodenlebensgemeinschaft, positiv und erhaltenswert. Durch eine Zerstörung dieser Landschaft wird die dortige Lebensgemeinschaft erst einmal ausgelöscht.

Intensive Landwirtschaft verscheucht Bodentiere

Dramatische Einbrüche bei der Bodenaktivität und der Anzahl der Bodentiere beobachten Forscher dort, wo Naturflächen in landwirtschaftlich genutzte Äcker umgewandelt werden. Die Bewirtschaftung sorgt dafür, dass sich unter anderem der Gehalt an organischem Material reduziert und das Bodenmikroklima verändert. Beides kann die Aktivität und die Artenvielfalt der Bodenfauna deutlich senken.

Das trifft heute nach Angaben der Europäischen Kommission auf fast alle Böden Europas zu. So sind auf 45 Prozent der Fläche stark erniedrigte Gehalte an organischem Material gemessen worden. Nur noch mittelmäßige Gehalte besitzen zudem weitere 45 Prozent der Böden. Betroffen von dieser Entwicklung sind besonders südeuropäische Länder, aber auch Deutschland, Schweden und Großbritannien haben mit dem gleichen Problem zu kämpfen. Doch dieser Trend ist umkehrbar. Mit der Umstellung auf eine so genannte konservierende, schonende Bodenbearbeitung können sich Bodentiere wieder erholen und ihre Aktivität steigern.

Warum Vielfalt wichtig ist

Die Bodendiversität wird nicht nur von der Artenanzahl, sondern auch vom Umsatz der Bodentiere bestimmt. Dabei handelt es sich um die Stoffwechselleistung, die die Tiere im Boden erbringen und die die Qualität und Funktion der Böden bestimmt. Die Organismen machen Nährstoffe verfügbar und sind in der Lage einige organische Schadstoffe wie manche Pestizide und Arzneimittel abzubauen.

„In diesem eng geknüpften Netz der Bodenlebensgemeinschaft hat jeder seine Aufgabe“, betont Broll. Daher ist es dringend erforderlich, die Bodendiversität zu erhalten. „Dafür ist eine europaweite Regelung wichtig“, appelliert Reinhard Gierse vom Europäischen Bodenbündnis. Eine europäische Bodenrahmenrichtlinie würde beispielsweise helfen, Böden vor zunehmender Zerstörung nachhaltig zu schützen. Die Rahmenrichtlinie ist ein Vorhaben der Europäischen Union im Rahmen ihres sechsten Umweltaktionsprogrammes (EAP), das bis 2012 angesetzt wurde.

Keine europäische Richtlinie in Sicht

Bislang jedoch konnte sich das zuständige Gremium allerdings nicht auf eine gemeinsame Strategie einigen. Die Beschlussfindung ruht zurzeit. „Es ist wichtig, dass die Arbeit und die Verhandlungen so bald wie möglich wieder aufgenommen werden“, betont Broll im Hinblick auf einen dringend erforderlichen Bodenschutz europaweit.

Bis es soweit ist, gilt es, bereits bestehende Richtlinien konsequent umzusetzen. Dazu gehört beispielsweise auch das deutsche Bundesbodenschutzgesetz – eine verbindliche Arbeitsgrundlage, die einen umfangreichen und nachhaltigen Bodenschutz zum Ziel hat. Diese konsequent anzuwenden ist für die Bodenorganismen und ihre Erhaltung sehr bedeutsam. Denn nur mit vielfältigen Lebensgemeinschaften und Nahrungsnetzen bleiben Böden stabil. Und nur so können sie auf Veränderungen reagieren und für zukünftige Generationen ihre Aufgaben erfüllen.

Links:

Bundesverband Boden: www.bodenwelten.de und www.bvboden.de

Museum Unterwelten

Umweltkampagne „Boden will leben“ der Natur- und Umweltschutzakademie NRW

Europäische Kommission

Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft

(Kerstin Schmidtfrerick, 23.05.2008 – DLO)

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