Bayreuth - Sollten die Prognosen zutreffen und die zukünftigen Winter immer wärmer werden, dann hat dies auch einen Effekt auf die Pflanzendecke. Ökologen des deutschen Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung untersuchten das Phänomen und konnten zeige, dass dadurch vor allem Gras schneller wächst. Der Grund dafür ist, dass der Boden öfter auftaut und wieder gefriert, wie die Forscher in der Fachzeitschrift New Phytologist berichten.

Sie tauten im Winter eine bepflanzte Versuchsfläche mehrmals auf und erhielten im nächsten Sommer mehr Biomasse. Das sei auf eine erhöhte Stickstoffzufuhr im Frühjahr zurückzuführen, erklärt Studienautor Jürgen Kreyling. "Der Frost bricht den Innenraum des Bodens auf und setzt dabei Minerale frei. Gräser können diese Nährstoffe direkt aufnehmen und werden somit in ihrem Wachstum angeregt", so der Bayreuther Forscher.

Eine Wiese mit Bodenheizung lieferte den Hinweis für diese Erkenntnis. Die mit bestimmten Gräsern bepflanzte Versuchsfläche wurde vor dem Winter mit Heizkabeln versehen. Sobald der Frost kam und den Boden gefroren hatte, erwärmten ihn die Forscher für jeweils zwei Tage und schufen damit im Lauf des Winters fünf zusätzliche Tauperioden.

Zehn Prozent mehr Biomasse

Die Gräser, die man im nächsten Sommer zweimal erntete, trocknete und abwog, lieferten eine Biomasse, die um zehn Prozent schwerer war als die auf unbeheizten Kontrollflächen gewachsenen Pflanzen. Die Erkenntnis ist von globaler Bedeutung, sind doch Frost- und Tauprozesse als Folge von Jahreszeitenwechsel weltweit in einem Gebiet anzutreffen, das etwa der fünffachen Fläche Europas entspricht.

Bauern wissen schon lange um die positive Auswirkung des Frosts für den Nährstoffgehalt des Ackerbodens Bescheid. "Sie graben vor dem Wintereinbruch ihren Acker nochmals um und machen ihn krümelig. Dadurch gefriert das Wasser auch in den kleinsten Bodenporen gleichmäßig, was den Nährstoffgehalt des Bodens fördert", so Kreyling. Fällt Schnee auf den gefrorenen Boden, bleibt dieser Zustand länger erhalten. "Eine Schneedecke von 30 Zentimetern bewirkt, dass ein zuvor gefrorener Boden gefroren bleibt, wie sie auch einen zuvor nicht gefrorenen Boden in seinem wärmeren Zustand erhält."

Wird die Schneedecke dünner oder fällt weg - was infolge der globalen Erwärmung in gemäßigten Zonen immer öfter der Fall ist - bedeutet das für den Boden einen häufigen Wechsel zwischen gefrorenem und aufgetautem Zustand. Dabei wird Stickstoff freigesetzt, der die mikrobielle Aktivität des Bodens anregt.

Nicht nur positiv

Trotz des für die Landwirtschaft erfreulichen Effekts gibt sich Kreyling vorsichtig in dessen Bewertung. "Wenn es jeden Winter verstärkte Mineralisation des Bodens gibt, ist das auf Dauer womöglich nicht positiv", betont Kreyling. Die erhöhte Grasproduktion würde kaum zu vermehrter CO2-Bindung beitragen, da der zusätzliche Wachstumseffekt relativ kurz sei und sich vor allem auf die erste Generation im Frühling beziehe. "Bei der im Sommer gemähten Grasmenge zeigten sich keine Unterschiede mehr", so Kreyling.

Zudem führte die künstliche Auftauung des Bodens bei anderen Pflanzenarten zu Wachstumsrückgängen. "Zwergsträucher schaffen es nicht, wie Gräser die zusätzlich freigesetzten Nährstoffe aufzunehmen. Das führt besonders in Heidegebieten zu weniger Wachstum und zu einem Verlust der Bodenmineralien." Das Forscherteam simulierte in ihrem Versuchsgarten auch Starkregen und Dürre. "Erstaunlicherweise blieb die Gesamtproduktion der Biomasse bei diesen Extremsituationen stabil", so der Bayreuther Forscher. (pte/red)