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Ein großer Teil der weltweiten biologischen Vielfalt befindet sich in den Böden. Doch das Wissen über die Verbreitung von Bodenlebewesen und ihrer Funktionen ist lückenhaft und nicht repräsentativ für die globalen Ökosysteme und Artengruppen. Insbesondere die tropischen und subtropischen Regionen sind hinsichtlich der Biodiversität im Boden kaum erforscht sind Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die nun in Nature Communications veröffentlicht worden ist, und von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) sowie der Universität Leipzig (UL) geleitet wurde.
Böden tragen zu vielen lebenswichtigen Ökosystemfunktionen und -leistungen bei: Sie regulieren das Klima, sind Grundlage für den Nährstoffkreislauf oder für die Produktion von Nahrungsmitteln. Um sie zu schützen, ist es wichtig, die globale Verteilung von Bodenlebewesen und ihren Funktionen für die Ökosysteme zu kennen – nur so können wir verstehen, welche Auswirkungen klimatische Veränderungen haben werden. Doch die entsprechenden Analysen müssen die vielfältigen Umweltbedingungen abbilden, die wir auf der Welt finden. Trotz der Vielzahl bodenökologischer Studien ist unser Verständnis der Biodiversität in Böden sehr lückenhaft.
Genau diese Lücken wollte ein internationales Forscherteam unter Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) aufspüren. Dafür analysierte es Studien zu den makroökologischen Prozessen im Boden von mehr als 17.000 Orten auf der ganzen Welt. „Daran waren Forscher von allen Kontinenten beteiligt“, sagt Erstautor Dr. Carlos Guerra, der bei iDiv und der MLU forscht. „Wir fanden nicht nur große Lücken hinsichtlich der untersuchten Orte, Umweltbedingungen und Lebewesen. Es gab auch so gut wie keine zeitlichen Vergleiche.“ Aufgrund vieler rechtlicher und logistischer Hürden für Bodenuntersuchungen ziehen es viele Wissenschaftler vor, eine möglichst große Zahl an Orten zu untersuchen, anstatt einzelne Orte über einen längeren Zeitraum hinweg zu beobachten. „Dadurch können die Forscher gar nicht richtig einschätzen, welche Auswirkungen der Klimawandel auf die Organismen und Funktionen des Bodens hat. Und es können auch keine passenden Maßnahmen zum Schutz und Erhalt wichtiger Ökosystemleistungen ergriffen werden. Dabei brauchen wir die Böden für die Sicherung von Trinkwasser und Nahrung.“
Zu wenige Daten zu Orten mit größter Vielfalt
Im Gegensatz zu anderen Ökosystemen oberhalb der Erdoberfläche besteht ein Hauptproblem bei der Erforschung der Biodiversität im Boden darin, dass die entsprechenden Daten nicht alle Ökosysteme abbilden. Lücken finden sich beispielsweise in den Tropen: Zur Biodiversität und den Funktionen der Böden in den tropischen und subtropischen Regionen gibt es kaum oder keine Daten – dabei beherbergen diese Regionen weltweit die größte Vielfalt. Die Forscher fanden heraus, dass in den gemäßigten Regionen, insbesondere in Laub- und Mischwäldern und im Mittelmeerraum, deutlich mehr Orte untersucht wurden als in der Tundra, in Überflutungsgebieten und Savannen, in Mangrovenwäldern oder in den meisten tropischen Gebieten. „Das liegt vermutlich an den unterschiedlichen Forschungsförderungen, Forschungsschwerpunkten und auch der Infrastruktur der verschiedenen Länder“, erklärt Carlos Guerra.
Gleichzeitig gibt es viele Regionen der Welt, die zwar von der Forschung gut abgedeckt werden, das Leben unter der Oberfläche liegt aber auch dort nach wie vor im Verborgenen. Denn häufig bleibt die die Forschung auf wenige Lebewesen beschränkt, wie auf Bakterien und Pilze. „Wir alle sind von der biologischen Vielfalt unter unseren Füßen abhängig. Es wird Zeit, dass wir diesen unerforschten Teil der Biodiversität besser verstehen“, sagt Prof. Nico Eisenhauer, Leiter der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie bei iDiv und der UL.
Verstehen, was passiert – und warum
Unsere Erde verändert sich. Aktuelle Vorhersagen gehen von einer weiteren Zunahme von Landnutzung, Wüstenausbreitung und Klimaveränderungen aus. Umso wichtiger ist es zu verstehen, ob und wie sich die Biodiversität im Boden verändert. Nur so sind Aussagen zu den Zusammenhängen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen möglich: Zum Beispiel, ob Veränderungen der Biodiversität und Veränderungen dieser Funktionen einander bedingen oder unabhängig voneinander von statten gehen.
Nach Ansicht der Forscher ist es höchste Zeit für ein globales Boden-Monitoringsystem, das die genannten Lücken schließt. „Unsere Studie ist ein Meilenstein: Sie zeigt den Status quo und dient als Grundlage für ein zukünftiges Biodiversitätsmonitoring für den Boden“, meint Nico Eisenhauer. „Im nächsten Schritt sind zwei Ansätze nötig: Wir müssen die vorhandenen Daten besser verfügbar machen und für weitere Forschung standardisieren. Und wir brauchen ein weltweites, standardisiertes Vorgehen für weitere Bodenuntersuchungen. Daran arbeiten wir auch schon“, sagt Carlos Guerra. Dies könnte letztendlich dabei helfen, die Erfüllung globaler oder nationaler Ziele für die Biodiversität zu nachzuverfolgen und wichtige politische Entscheidungen unterstützen.
Diese Forschungsarbeit wurde gefördert durch die DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft (FZT-118)".
Dr. Carlos Guerra, carlos.guerra@idiv.de
Carlos A. Guerra, Anna Heintz-Buschart, Johannes Sikorski, Antonis Chatzinotas, Nathaly Guerrero-Ramírez, Simone Cesarz, Léa Beaumelle, Matthias C. Rillig, Fernando T. Maestre, Manuel Delgado-Baquerizo, François Buscot, Jörg Overmann, Guillaume Patoine, Helen R. P. Phillips, Marten Winter, Tesfaye Wubet, Kirsten Küsel, Richard D. Bardgett, Erin K. Cameron, Don Cowan, Tine Grebenc, César Marín, Alberto Orgiazzi, Brajesh K. Singh, Diana H. Wall, Nico Eisenhauer (2020). Blind spots in global soil biodiversity and ecosystem function research. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-020-17688-2
https://www.nature.com/articles/s41467-020-17688-2
Die mikroskopisch kleinen Fadenwürmer (Nematoden) kommen fast überall auf der Welt im Boden vor.
Andy Murray
Andy Murray
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Environment / ecology, Geosciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Die mikroskopisch kleinen Fadenwürmer (Nematoden) kommen fast überall auf der Welt im Boden vor.
Andy Murray
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