Bodenmikroben als CO2-Speicher "massiv überschätzt"

24. Mai 2013, 14:34
1 Posting

Heimische Forscher befassen sich mit den Rollen von Mikroben und Grasländern im globalen Kohelnstoffkreislauf

Wien/Innsbruck - Der Boden gilt als der größte CO2-Speicher der Welt, dennoch ist seine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf nach wie vor schwer quantifizierbar. So leben in einem Gramm Boden mehrere Milliarden Mikroorganismen, die organischen Kohlenstoff abbauen. Doch die bisher verwendeten Methoden zur Messung der Kohlenstoffnutzung von Boden-Mikroben lieferten falsche Ergebnisse, haben nun Wiener Wissenschafter herausgefunden und berichten darüber im Fachjournal "Ecology Letter". 

"Massiv überschätzt"

Für die bisherigen Messungen wurde den Mikroorganismen ein mit radioaktiven Isotopen markiertes Substrat verfüttert. Damit konnte man beobachten, wie viel Kohlenstoff von den Mikroben in die Biomasse eingebaut und wieviel davon veratmet wurde, erklärte Andreas Richter vom Department für Terrestrische Ökosystemforschung der Universität Wien. Das Problem dabei sei, dass ein Teil der Atmung so nicht nachweisbar sei. Dadurch sei es zu einer "massiven Überschätzung" gekommen.

Bisher sei man davon ausgegangen, dass die Boden-Mikroben durchschnittlich 55 Prozent des aufgenommenen Kohlenstoffs in Biomasse umwandeln. Tatsächlich seien es wohl durchschnittlich nicht mehr als 30 Prozent, ähnlich wie bei aquatischen Mikroorganismen, schätzen die Wissenschafter.

Kohlenstoffnutzungseffizienz

Das Gros der Biomasse bzw. Humusstoffe im Boden stammt nicht wie lange angenommen von Pflanzen, sondern von den Zellwänden abgestorbener Mikroben. Diese bestehen aus hochmolekularen Substanzen, etwa Chitin, die länger brauchen, um abgebaut zu werden. Dieses Material sei zwar sehr alt, aber chemisch nicht so stabil wie lange vermutet. "Die Idee eines ganz stabilen Kohlenstoffs, der Tausende Jahre im Boden bleibt, weil er nicht mehr abgebaut werden kann, stimmt so nicht", so Richter. Vielmehr gebe es einen permanenten Kreislauf, in dem abgestorbene Mikroorganismen von anderen Mikroben wieder abgebaut werden.

Deshalb sei es auch wichtig zu wissen, wieviel Kohlenstoff im Boden tatsächlich in Humus umgewandelt wird, "diese Kohlenstoffnutzungseffizienz ist fundamental, um den Kohlenstoffkreislauf beschreiben zu können", so der Experte. Zudem sei es interessant vorherzusagen, wie sich die Kleinstlebewesen im Boden unter veränderten Umweltbedingungen verhalten werden. Theoretische Überlegungen ließen vermuten, dass die Kohlenstoffnutzungseffizienz bei einem Temperaturanstieg sinke - also weniger Kohlenstoff in die Biomasse eingebaut und mehr veratmet wird.

"Vielleicht entwickeln die Mikroben aber auch Mechanismen, um dem entgegenzuwirken", so Richter. All diese Fragen würden aber zeigen, dass die Entwicklung neuer Methoden notwendig sei, um das empirisch nachzuweisen. Schließlich enthalten die Böden nach Angaben des Wissenschafters etwa 2.600 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, etwa dreimal so viel wie die Atmosphäre. "Das ist ein gewaltiges Potenzial - schon kleine Änderungen der Speicherung in den Böden können massive Auswirkungen auf die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre haben", so Richter.

Die Bedeutung von Graslandschaften

Heimische Wissenschafter beschäftigen sich auch mit einem oft vernachlässigten Faktor: Grasland-Ökosystemen und ihrer Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Landökosysteme absorbieren immerhin ein Viertel des vom Menschen freigesetzten CO2. In diesem Zusammenhang wurden bisher aber vor allem Wälder analysiert, obwohl unbewaldete Grasflächen ein Viertel der Erde überziehen, so der Ökologe Georg Wohlfahrt von der Uni Innsbruck. Er untersucht in diesem Zusammenhang die Rolle subalpiner Graslandschaften im Kohlenstoffkreislauf.

Aufgrund der immer kürzeren Winter und damit längeren Vegetationsperioden sollten die Alpenwiesen eigentlich mehr Zeit für die Aufnahme und Bindung von CO2 haben. Wie die Wissenschafter an einer Versuchsfläche im Aostatal festgestellt haben, war dies im Jahr 2011 mit einer um zwei Monate längeren Vegetationsperiode über das ganze Jahr betrachtet auch der Fall. Dies sei aber vor allem auf die geringeren CO2-Verluste über den Winter zurückzuführen, da während der zwei Monate längeren Vegetationsperiode genau gleich viel CO2 aufgenommen wurde wie in normalen Jahren, berichten die Wissenschafter im Fachjournal "Environmental Research Letters".

Die Ursachen dafür, dass diese dem Treibhauseffekt entgegenwirkende Kohlenstoffsenke nicht so stark ausfiel wie angenommen, liegen noch im Dunkeln, schreiben die Forscher in einer Aussendung. Sie vermuten, dass zeitliche Verschiebungen in der Verfügbarkeit von Nährstoffen und dem Bedarf der Vegetation im Zeitraum nach der Schneeschmelze eine Rolle spielen könnten. (APA/red, derStandard.at, 24. 5. 2013)

Share if you care.