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In der Rubrik:   Umwelt & Naturschutz   
Klimawandel: Bergwiesen in Gefahr
Klimaerwärmung führt zu Humusrückgang
  • Klimawandel wirkt sich negativ auf Humusgehalt, Bodenstruktur und Stickstoffspeicher aus
  • Organische Düngung mit Gülle kann den Effekt teilweise kompensieren
  • Größe der Bodenklumpen kann Frühwarnsignal für Bodenabbau sein
Bergwiesen sind einzigartige Ökosysteme. Ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) hat nun herausgefunden, dass der Klimawandel den Humusgehalt sowie die Stickstoffspeicher in den Grünlandböden der Alpen reduziert und die Bodenstruktur stört. Organische Düngung, beispielsweise mit Gülle, kann den Verlust organischer Bodensubstanz zumindest teilweise ausgleichen.

Um die Effekte des Klimawandels unter realitätsnahen Bedingungen nachzustellen, nutzten die Forschenden Boden-Pflanze-Mesokosmen. Diese Miniaturökosysteme bestehen aus Modulen, die Bodenproben enthalten. © Noelia Garcia-Franco / TUM
Um die Effekte des Klimawandels unter realitätsnahen Bedingungen nachzustellen, nutzten die Forschenden Boden-Pflanze-Mesokosmen. Diese Miniaturökosysteme bestehen aus Modulen, die Bodenproben enthalten. Indem die Mesokosmen entlang eines Höhengradienten von höher gelegenen, kühleren Standorten zu niedriger gelegenen, wärmeren Standorten verlagert werden, simulierten die Wissenschaftler den Klimawandel. Dadurch bildeten sie eine Erwärmung von bis zu 3 Grad Celsius nach, abhängig von der Differenz in der Höhenlage zwischen den ursprünglichen und den neuen Standorten. "Die detaillierte Untersuchung der Bodenreaktionen auf Klimaveränderungen hilft uns, die langfristigen Auswirkungen auf alpine Graslandökosysteme besser zu verstehen", sagt die Bodenforscherin Dr. Noelia Garcia-Franco. Die Untersuchung fand auf verschiedenen Flächen in den bayerischen Landkreisen Weilheim-Schongau und Garmisch-Partenkirchen statt. Die Mesokosmen wurden je zur Hälfte intensiv oder extensiv bewirtschaftet, das heißt sie wurden beispielsweise unterschiedlich häufig gemäht und mit Gülle gedüngt. Nach vier Jahren wurden Bodenproben entnommen.

Humusgehalt, Bodenstruktur und Nährstoffspeicher gehen stark zurück
Die Ergebnisse zeigen: Durch die Temperaturerhöhung von 2 und 3 Grad ging der Humusgehalt rapide und stark zurück, wobei der Rückgang bei extensivem Management noch stärker ausgeprägt war. Unter extensiver Bewirtschaftung verlor der Boden bei 3 Grad Temperaturerhöhung 22 % an Humus, 14 % bei 2 Grad. Bei intensiver Bewirtschaftung betrug der Humustverlust unter diesen Bedingungen 11 %. Die intensivere organische Düngung konnte den Verlust organischer Masse teilweise kompensieren. Insgesamt beeinträchtigt die erhöhte Temperatur die Bodenstruktur erheblich. Die Erdklumpen, aus denen der Boden besteht, werden destabilisiert und als Folge wird die organische Bodensubstanz immer stärker abgebaut. "Die Größe der Bodenklumpen könnte ein Frühwarnsignal für den drohenden Verlust von Humus und Bodenstruktur sein", sagt Garcia-Franco. Ebenso beobachteten die Forschenden, dass die Bodenvorräte des wichtigen Pflanzennährstoffs Stickstoffs zurückgingen.

Bedeutende Kohlenstoffspeicher bedroht
Insbesondere in zentral- und nordeuropäischen Bergregionen schreitet der Klimawandel schneller voran als in anderen Gebieten. So stieg die durchschnittliche Jahrestemperatur in den europäischen Alpen seit den 1980er Jahren um zwei Grad. Die besondere Kombination aus hohen Niederschlägen und niedriger Durchschnittstemperatur führt dazu, dass die Böden dort besonders viel Kohlenstoff als Humus speichern. Grasland im Alpen- und Voralpenraum ist eines der größten Reservoirs von bodengebundenem organischem Kohlenstoff in Zentraleuropa. Höhere Temperaturen steigern jedoch die Aktivität der Mikroorganismen im Boden, insbesondere in den Wintermonaten. Humus wird dadurch schneller abgebaut und als CO2 freigesetzt. Bergwiesen erfüllen wichtige ökonomische und ökologische Funktionen: Sie produzieren große Mengen hochwertiges Tierfutter und spielen eine wesentliche Rolle dabei, Wasser und Nährstoffe zu speichern sowie eine hohe Vielfalt an Pflanzen und Bodenorganismen zu erhalten. Der Klimawandel könnte diese Funktionen langfristig beeinträchtigen.

Publikation:
Garcia-Franco, Noelia; Wiesmeier, Martin; Buness, Vincent; Berauer, Bernd J.; Schuchardt, Max A.; Jentsch, Anke; Schlingmann, Marcus; Andrade-Linares, Diana; Wolf, Benjamin; Kiese, Ralf; Dannenmann, Michael; Kögel-Knabner, Ingrid. (2024). Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change. Geoderma, 442, Art.-Nr.: 116807. DOI: 10.1016/j.geoderma.2024.116807.

Weitere Informationen:
  • Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte das Projekt "Nachhaltige Nutzung alpiner und voralpiner Graslandböden im Klimawandel" (SUSALPS) im Rahmen des Programms "Boden als nachhaltige Ressource" (BonaRes) .
  • Die Studie wurde gemeinsam von TUM, der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft, der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften, Universität Hohenheim, Universität Bayreuth, dem Landwirtschaftlichen Zentrum Baden-Württemberg Aulendorf, dem Helmholtz Zentrum München sowie dem Karlsruher Institut für Technologie durchgeführt.
Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 650 Professuren, 52.000 Studierenden und 12.000 Mitarbeitenden eine der weltweit stärksten Universitäten in Forschung, Lehre und Innovation. Ihr Fächerspektrum umfasst Informatik, Ingenieur-, Natur- und Lebenswissenschaften, Medizin, Mathematik sowie Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Sie handelt als unternehmerische Universität und sieht sich als Tauschplatz des Wissens, offen für die Gesellschaft. An der TUM werden jährlich mehr als 70 Start-ups gegründet, im Hightech-Ökosystem München ist sie eine zentrale Akteurin. Weltweit ist sie mit dem Campus TUM Asia in Singapur sowie Büros in Brüssel, Mumbai, Peking, San Francisco und São Paulo vertreten. An der TUM haben Nobelpreisträger und Erfinder:innen wie Rudolf Diesel, Carl von Linde und Rudolf Mößbauer geforscht. 2006, 2012 und 2019 wurde sie als Exzellenzuniversität ausgezeichnet. In internationalen Rankings wird sie regelmäßig als beste Universität in der Europäischen Union genannt.
 
Quelle: ECO-News Deutschland, D-81371 München
http://www.lss.ls.tum.de/boku
noelia.garcia-franco@tum.de		     

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