Durch eine nachhaltige Landnutzung lassen sich unterirdische Pflanzenfresser und Mikroorganismen im Boden besser kontrollieren als bei einer intensiven Landnutzung. Das führt dazu, dass das Bodenökosystem bei nachhaltiger Bewirtschaftung widerstandsfähiger und besser gegen Störungen geschützt ist als bei intensiver Landnutzung. Forschende der Universität Leipzig, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv) und anderer Forschungseinrichtungen fanden heraus, dass die Gesamtenergieflüsse sowie die Aktivitäten von sogenannten Zersetzern, Pflanzenfressern und Räubern im Boden-Nahrungsnetz stabil blieben.
Allerdings führte die nachhaltige Landnutzung im Vergleich zur intensiven Nutzung zu einer höheren Aktivität der Mikrobenfresser und zu einer stärkeren Kontrolle der Mikroorganismen durch diese. Das bedeutet, dass kleine Räuber wie Nematoden die Populationen von Mikroorganismen regulieren und im Gleichgewicht halten. Mithilfe des experimentellen Designs der Versuchsanlage Global Change Experimental Facility des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) konnten die Forschenden zeigen, dass diese Regulation auch unter zukünftigen Klimabedingungen erhalten bleibt.
Außerdem war die Kontrolle von Pflanzenfressern durch natürliche Gegenspieler in nachhaltig bewirtschafteten Acker- und Grünlandflächen insgesamt stärker ausgeprägt. Das ist wichtig, da eine übermäßige Vermehrung von Pflanzenfressern das Pflanzenwachstum erheblich beeinträchtigen und somit die Produktivität gefährden kann.
„Unsere Ergebnisse zeigen die potenziellen Vorteile einer weniger intensiven und nachhaltigeren Landbewirtschaftung für die Funktionsweise von Boden-Nahrungsnetzen – sowohl heute als auch in einem sich verändernden Klima“, sagt die Erstautorin des Papers, Marie Sünnemann vom Institut für Biologie der Universität Leipzig und vom iDiv.
Wirkungen intensiver und nachhaltiger Landnutzung simuliert
Der Klimawandel und eine intensivere Landnutzung bedrohen die Lebewesen im Boden und deren wichtige Aufgaben – die sogenannten Ökosystemfunktionen. Um zu verstehen, wie sich intensive und nachhaltige Landnutzung auf die Vielfalt der Bodenlebewesen in Acker- und Grünlandflächen auswirkt – heute und in Zukunft unter Klimawandelbedingungen – haben die Forschenden diese Einflüsse in einem Feldexperiment untersucht.
In ihrem Experiment betrachteten sie die Auswirkungen von Erwärmung und Sommertrockenheit sowohl in intensiver als auch in nachhaltiger Landnutzung auf die Bodenlebewesen. Dazu gehörten Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, aber auch Fadenwürmer, Springschwänze, Milben sowie größere Tiere wie Käfer, Spinnen, Tausendfüßer und Hundertfüßer.
„Unser Fokus lag dabei auf den Energiekreisläufen im Bodennahrungsnetz – also auf der Energie, die von Zersetzern und Pflanzenfressern bis hin zu kleinen Räubern weitergegeben wird“, betont Mitautor Prof. Dr. Nico Eisenhauer vom iDiv.
Dieser Energietransfer diente den Forschenden als Indikator dafür, wie gut die Hauptgruppen wie Zersetzer, Mikrobenfresser, Pflanzenfresser und Räuber ihre jeweilige Funktion im Ökosystem erfüllen: Zersetzer zersetzen organisches Material und machen den Boden fruchtbar. Mikrobenfresser verhindern beispielsweise, dass sich schädliche Pilze massenhaft vermehren. Räuber wiederum kontrollieren die Anzahl der Pflanzenfresser, wie etwa Blattläuse, und helfen so, Ertragseinbußen bei den Pflanzen zu vermeiden.