Nature Communication-Publikation: Bodenlebewesen fehlt wichtiger Nährstoff
Seit 15 Jahren führen das Bundesforschungszentrum für Wald (BFW) gemeinsam mit den Universitäten Wien und Bayreuth ein Freiland-Experiment in den Nördlichen Kalkalpen nahe Achenkirch/Tirol durch. In einem Gebirgswald wurden auf kleinen Parzellen im Waldboden Heizkabel vergraben, die den Boden um 4 °C erwärmen. Damit werden die möglichen Auswirkungen der Klimaerwärmung auf den Waldboden erforscht.
In einem vom Wissenschaftsfond (FWF) finanzierten Forschungsprojekt konnte nun gezeigt werden, dass die Langzeit-Erwärmung zu einer Abnahme der Phosphorverfügbarkeit für die im Waldboden lebenden Mikroorganismen führt (Tian, Nature Communications). „Die schlechtere Phosphorverfügbarkeit für die Bodenlebewesen bedeutet, dass andere normalerweise limitierende Elemente in Überschuss geraten und dem System verloren gehen, wie an steigenden Kohlenstoff- und Stickstoffverlusten der Böden nachzuweisen ist“, meint Wolfgang Wanek von der Universität Wien, der mit seiner Arbeitsgruppe den Phosphor-Kreislauf im Boden genau unter die Lupe genommen hat.
Die zunehmende Phosphor-Mangelversorgung der Mikroorganismen lässt sich auch im Labor nachweisen: Gibt man gezielt Phosphat hinzu, wachsen die Mikroorganismen sprunghaft, während sie auf Stickstoff-Zugabe nur vergleichsweise schwach reagieren (Shi, GlobalChangeBiology). Eine Unterversorgung mit essentiellen Nährstoffen wie Phosphor kann das mikrobielle Wachstum im Boden verringern und sich damit auch negativ auf den Kohlenstoffkreislauf auswirken.
Phosphor ist als essentielles Nährelement entscheidend für das Gedeihen von Pflanzen, Mikroorganismen und Tieren/Menschen: Das gilt für die Weitergabe genetischer Information; Phosphor spielt im zellulären Energiehaushalt sowie als wichtiger struktureller Baustein in Biomembranen und Knochen eine wichtige Rolle. In Wäldern wirkt sich die Verfügbarkeit von Phosphor gleichzeitig auf das Wachstum der Vegetation und die Aktivität der Mikroorganismen im Waldboden aus. „Die Mikroorganismen im Waldboden spielen im Klimawandel-Kontext eine besondere Rolle, weil Bodenlebewesen abgestorbene organische Bestandteile zerlegen und dabei einerseits Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzen. Gleichzeitig mobilisieren sie Nährstoffe, die für das Baumwachstum und damit die CO2-Bindung wichtig sind“ sagt Andreas Schindlbacher vom BFW. Ungleichgewichte in der Nährstoffverfügbarkeit im Boden können sich somit auf den Kohlenstoffkreislauf im Boden und auf das Baumwachstum auswirken.
Nährstoffmangel verschärft Situation für Wälder in den Kalkalpen
Die schlechte Phosphorversorgung in den Kalkalpen ist seit Langem bekannt; der hohe Boden-pH-Wert sowie geringe verfügbare Phosphorgehalte im Boden erschweren die Aufnahme dieses Nährstoffes. Die Daten des österreichischen Bioindikatornetzes (www.bioindikatornetz.at) des BFW zeigten ab Anfang der 1990 Jahre eine Verschlechterung der Phosphorversorgung. Es kommt hier – ebenso wie beim europäischen Waldmonitoring – zu einer deutlichen Abnahme der mit Phosphor ausreichend versorgten Punkte auf rund 30 Prozent. Es ist zu befürchten, dass die Klimaerwärmung diesen spezifischen Nährstoffmangel in den österreichischen Kalkalpen weiter verstärkt, mit negativen Auswirkungen auf das Wachstum und die Vitalität künftiger Waldbestände.
Rückfragen an:
Andreas Schindlbacher, andreas.schindlbacher@bfw.gv.at; 0664 / 1458565
Christian Lackner, christian.lackner@bfw.gv.at; 0664 / 8412702
Literaturquellen:
Chupei Shi et al. (2023): Does long-term soil warming affect microbial element limitation? A test by short-term assays of microbial growth responses to labile C, N and P additions. Global Change Biology, Volume 29, Issue 8, Seite 2188-2202, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.16591
Tian, Y., Shi, C., Malo, C.U. et al. (2023): Long-term soil warming decreases microbial phosphorus utilization by increasing abiotic phosphorus sorption and phosphorus losses. Nat Commun 14, 864 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36527-8
