Die biologische Vielfalt schützt nicht nur das, was wir über der Erde sehen, sondern trägt auch zum Schutz der verborgenen Welt unter unseren Füßen bei. Forscher der Universität Utrecht haben herausgefunden, dass in Gebieten mit einer höheren Anzahl an Pflanzenarten während einer Dürreperiode die Aktivität der Detritivoren, also der kleinen Lebewesen, die tote organische Substanz im Boden zersetzen, höher war. Die Studie ist die erste Veröffentlichung, die auf Daten basiert, die im Rahmen des langfristigen Biodiversitäts- und Klimavariabilitätsexperiments der Universität Utrecht (UU BioCliVE) gesammelt wurden. Die Universität Utrecht ist eine traditionsreiche und angesehene niederländische Hochschule, die durch ihre Lehre und Forschung weltweit Anerkennung findet. Sie bietet ein breites Spektrum an Studienmöglichkeiten und fördert interdisziplinäres Lernen sowie Innovation.
Der Klimawandel erhöht die Häufigkeit extremer Wetterereignisse wie Dürren. Während mittlerweile klar ist, dass eine höhere Pflanzenvielfalt Ökosystemen hilft, extreme Wetterereignisse zu überstehen und sich davon zu erholen, war bisher unklar, wie sich die Pflanzenvielfalt auf die Aktivität von Detritivoren während einer Dürre auswirkt.
„Wenn Forscher den Boden untersuchen, konzentrieren sie sich oft auf Mikroorganismen“, sagt Shengnan Wang, Doktorand und Erstautor der Studie. „Aber wie die Aktivität von Detritivoren im Boden durch die Pflanzenvielfalt und den Klimawandel beeinflusst wird, ist bisher weitgehend übersehen worden.“
Detritivoren sind Organismen, die sich von Detritus ernähren. Detritus besteht aus totem organischem Material wie abgestorbenen Pflanzen, Tieren, deren Überresten und anderen organischen Abfällen. Detritivoren sind essenziell für die Gesundheit von Ökosystemen, da sie helfen, organisches Material abzubauen und Nährstoffe wieder in den Kreislauf einzuführen. Ohne sie würde sich viel totes Material ansammeln, was die Produktivität und das Gleichgewicht der Umwelt beeinträchtigen könnte. Sie sind genauso wie Regenwürmer, Nematoden und Potwürmer, für gesunde Ökosysteme unverzichtbar.
Der Ökologe Yann Hautier: „Indem sie sich von toten organischen Stoffen wie Laub ernähren, tragen sie zur Rückführung von Nährstoffen und zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit bei.“
Kontrollierte Niederschläge
BioCliVE besteht aus 352 Behältern, die jeweils mit 1000 Litern Erde gefüllt sind. In diesen Behältern wurden Graslandökosysteme angelegt, die einen Gradienten der Biodiversität darstellen. Die Behälter enthalten entweder eine, vier, acht oder zwölf Arten von Gräsern und Kräutern. Hautier: „Alle Behälter stehen unter einem Glasdach, das die meiste Zeit offen ist, aber bei Regen geschlossen wird. So ist die Umgebung so natürlich wie möglich, aber wir können dennoch die Niederschlagsmenge kontrollieren, die in die Behälter gelangt.“
Aktivität in verschiedenen Tiefen
Auf diese Weise konnte das Forscherteam eine Dürre in den Graslandökosystemen herbeiführen. So konnten sie vergleichen, wie aktiv Detritivoren nach einer Dürre in verschiedenen Bodentiefen waren, mit ihrer Aktivität unter normalen Bedingungen, basierend auf historischen Niederschlagsdaten.
„Wir haben lange PVC-Streifen verwendet, um die Aktivität zu messen, die wir in den Boden gesteckt haben“, erklärt Hautier. „Die Streifen haben sechzehn Löcher, die mit einem Substrat gefüllt sind. Wenn sich Wirbellose im Boden von dem Substrat ernähren, sieht man ein leeres Loch. Indem wir uns ansahen, in welcher Tiefe die Löcher leer waren, konnten wir messen, in welcher Tiefe die Tiere aktiv waren.“
Tiefer im Boden
Die Forscher fanden heraus, dass die Pflanzenvielfalt die Fressaktivität der Detritivoren sowohl unter Kontrollbedingungen als auch unter Trockenheitsbedingungen erhöhte. Darüber hinaus nahmen die positiven Auswirkungen der Pflanzenvielfalt auf die Fressaktivität während der Trockenheit mit zunehmender Tiefe zu.
„Unter Trockenheitsbedingungen scheinen die Vorteile einer höheren Pflanzenvielfalt für die Fressaktivität erhalten zu bleiben, da auch in tieferen Bodenschichten noch eine hohe Fressaktivität zu beobachten ist“, sagt Wang. Was dies verursacht, ist unklar. „Wir wissen nicht, ob die Tiere tiefer in den Boden vordringen oder ob es eine andere Erklärung gibt“, sagt Hautier. „Das möchten wir in zukünftigen Studien herausfinden.“
Klare Botschaft
Auch wenn nicht genau bekannt ist, wie sich die Aktivität in tiefere Bodenschichten verlagert, senden die Ergebnisse eine klare Botschaft. „Das Verständnis, wie der Klimawandel die Dynamik unter der Erde verändert, ist besonders in Ländern wie den Niederlanden wichtig. Bis zu achtzig Prozent der biologischen Gemeinschaft in Graslandschaften befindet sich unter der Erde, und Graslandschaften bedecken mehr als ein Drittel des Landes und machen fünfzig Prozent der landwirtschaftlichen Flächen aus“, bemerkt Katie Barry, Forscherin an der UU und Mitautorin der Studie.
„Diese Studie zeigt, dass Biodiversität wirklich entscheidend ist, um Ökosysteme gegen die Auswirkungen des Klimawandels zu schützen“, betont Hautier. „Da extreme Wetterereignisse immer häufiger auftreten, könnte die Erhaltung der Pflanzenvielfalt entscheidend sein, um Ökosysteme stabil und widerstandsfähig zu halten.“