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Bodennahrungsnetze leiten den größten Teil der Energie in terrestrischen Ökosystemen. In gemäßigten und tropischen Wäldern leben unterschiedliche Gemeinschaften von Bodentieren, doch bislang war unklar, wie sich diese Unterschiede konkret auf Aufbau und Funktionsweise der Bodennahrungsnetze in diesen großen Klimazonen auswirken. In einer neu veröffentlichten Studie hat ein internationales Forschungsteam die Energieflüsse in Waldböden untersucht. Sie identifizieren typische Muster der Biomasse- und Energieverteilung bei kleinen, mittleren und großen Bodentieren – von Deutschland bis Indonesien. Die Ergebnisse zeigen grundlegende Unterschiede der Bodennahrungsnetze.
Unter unseren Füßen wird im Waldboden rund um die Uhr gearbeitet: Regenwürmer, Springschwänze, Fadenwürmer und viele weitere Tiere zersetzen Pflanzenreste und Wurzeln oder jagen und verzehren andere Bodenbewohner. Diese Boden-Nahrungsnetze lenken einen Großteil der Energie, die durch das terrestrische Ökosystem fließt. „Der Energiefluss – also wie viel Energie insgesamt durch die Nahrungsnetze läuft – hängt dabei eng mit deren Artenvielfalt und Funktionsfähigkeit zusammen. Wir wissen bereits, dass gemäßigte und tropische Wälder sehr unterschiedliche Bodentiere beherbergen, aber bisher war unklar, was das für den Aufbau und die Funktionsweise ihrer Nahrungsnetze bedeutet“, erklärt Erstautor der Studie Prof. Dr. Anton Potapov vom Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz und fährt fort: „In unserer neuen Studie berechnen wir Energieflüsse, um allgemeine Muster zu erkennen: Wie verteilen sich Biomasse und Energie auf funktionale Gruppen, zum Beispiel kleine, mittlere und große Bodentiere – von der südlichen Taiga bis zu tropischen Regenwäldern?“
Dafür sammelten die Forschenden im Zeitraum von 2013 bis 2021 an 32 Standorten in Deutschland, Russland, Indonesien und Vietnam Daten zu Anzahl und Körpergröße von Fadenwürmern, kleinen Gliederfüßern und größeren Bodentieren. Die Probenahmen fanden jeweils in Zeiten statt, in denen Bodentiere besonders aktiv sind. Aus diesen Daten berechnete das Team Körpermassen und Stoffwechselraten und kombinierte sie mit Isotopenanalysen und weiteren Merkmalen, um die Nahrungsnetze nachzubilden und die Energieflüsse zu schätzen.
„Unsere Auswertung zeigt, dass die gesamte Biomasse der Bodentiere im Monsunwald am höchsten und im Regenwald sowie in der südlichen Taiga am niedrigsten ist. Unabhängig davon fließt in den Tropenwäldern aber immer mehr Energie als in gemäßigten Wäldern“, erläutert Potapov. „Überraschend war, dass sich Biomasse und Energie in den Tropen vor allem bei den großen Tieren konzentrierten. Tropische Bodennahrungsnetze zeigten außerdem mehr Räuber-Beute-Beziehungen und mehr Pflanzenfraß, aber weniger Laubabbau. Unerwartet nahm der Anteil der Tiere, die sich von Bakterien ernähren, ab – obwohl in den Tropen eigentlich mehr bakterielle Biomasse vorhanden ist.“
In allen Wäldern stellen Regenwürmer den größten Teil der Biomasse, gefolgt von Käfern, Spinnen und Milben. Von der Taiga in Richtung Tropen nimmt der Anteil großer Tiere stetig zu. Den Höhepunkt erreicht dieser Trend im Monsunwald. Welche Tiergruppen welche Funktionen übernehmen, hängt stark vom Waldtyp ab, heißt es in der Studie. In fast allen Wäldern erledigen Fadenwürmer den Großteil des Bakterien- und Pilzfressens sowie einen großen Teil des Pflanzenfressens. In gemäßigten Wäldern dominieren sie sogar die Räuberrolle. In tropischen Wäldern dagegen übernehmen große Bodentiere die Rolle der wichtigsten Räuber, und im Monsunwald auch einen Großteil des Pflanzenfressens. Der Abbau von Laub wird je nach Wald vor allem von Springschwänzen, Tausendfüßern oder Regenwürmern geleistet. „Der Regenwurm sticht in allen Waldböden besonders hervor: Als ‚Ökosystem-Ingenieure‘ verändern diese Anneliden den Boden selbst und damit auch das Nahrungsnetz. Sie lenken Energie über Streu, Boden und Totholz und können klimatische Unterschiede zwischen Wäldern überlagern. Wir bezeichnen sie daher zusätzlich auch als ‚Nahrungsnetz-Ingenieure‘“, ergänzt der Görlitzer Bodenforscher.
In gemäßigten Wäldern stützen sich die Bodennahrungsnetze vor allem auf Laub und Mikroorganismen. In tropischen Wäldern dagegen spielen auch lebende Pflanzen, Totholz und organische Bodensubstanz eine entscheidende Rolle. In kühleren Wäldern sammelt sich Laub an und bietet Pilzen und Bakterien viel Nahrung – und damit auch den Bodentieren. In den Tropen wird Laub dagegen so schnell zersetzt, dass Bodentiere stärker auf frische Pflanzen oder schwer abbaubare Stoffe wie Holz oder Bodenhumus ausweichen müssen. Daraus leiten die Forschenden zwei grundlegend verschiedene „Betriebsarten“ der Böden ab. Im „grünen“ Zustand wird vor allem frisch gebildete Pflanzenbiomasse genutzt, und es gibt intensive Räuberaktivität – typisch für die Tropen. Im „braunen“ Zustand der gemäßigten Wälder stützt sich das System stärker auf alte, angesammelte Pflanzenreste, und die Energie wird langsamer in höhere Ebenen weitergegeben. „Diese Zustände können sowohl ganze Ökosysteme als auch Entwicklungsstadien beschreiben: Junge Systeme sind meistens ‚grün‘, reife Systeme eher ‚braun‘. Wie sich dies über die Jahreszeiten hinweg verändert, ist noch offen“, so Potapov und weiter: „Insgesamt belegt unsere Studie klare geografische Muster, die vor allem durch Temperatur und Stoffwechsel bestimmt werden, lokal aber stark von Schlüsselarten wie dem Regenwurm beeinflusst werden können.“
Prof. Dr. Anton Potapov
Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz
Tel. 03581-4760-5545
anton.potapov@senckenberg.de
Potapov, A.M., Semenyuk, I., Bluhm, S.L. et al. Energy and biomass distribution in soil food webs of temperate and tropical forests. Nat Commun 17, 417 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-68083-8
Springschwänze, wie dieses Tier aus der Gattung Sminthurinus, halten mit vielen weiteren Bodentieren ...
Copyright: Clément Schneider
Die Forschenden sammelten an 32 Standorten in Deutschland, Russland, Indonesien und Vietnam Daten zu ...
Copyright: Clément Schneider
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Environment / ecology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results
German
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