Von Klimawandel bis Umweltverschmutzung

Je unterschiedlicher die menschlichen Umwelteinflüsse, desto gravierender sind die Auswirkungen auf den Boden.

Neue „Nature Communications“-Studie von Forschenden der Freien Universität Berlin zeigt Folgen von zahlreichen, gleichzeitig wirkenden Umwelt-Faktoren

Ein Forschungsteam der Freien Universität Berlin hat herausgefunden, dass die Vielfalt und Unterschiedlichkeit menschlich verursachter Umweltfaktoren erheblich zur Verschlechterung von Bodeneigenschaften beiträgt. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, die gerade in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurde. Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41467-024-52511-2

Der menschenverursachte globale Umweltwandel (‚global change‘), zu dem nicht nur der Klimawandel, sondern auch Umweltverschmutzung, zum Beispiel durch Schwermetalle und andere Schadstoffe gehören, wirkt sich in Form von komplexen „Gemischen“ von Faktoren auf terrestrische Ökosysteme aus. Die neue Studie „Number and dissimilarity of global change factors influences soil properties and functions“, geleitet von den Doktorandinnen Mohan Bi und Huiying Li, zeigt nun, dass nicht nur die Anzahl dieser Faktoren, sondern insbesondere ihre Unterschiedlichkeit entscheidend für die schädigenden Auswirkungen auf den Boden ist.

„Unsere Ergebnisse belegen, dass die Effekte umso gravierender sind, je unterschiedlicher die Gruppe der Faktoren ist“, erklärt Prof. Dr. Matthias Rillig, Leiter der Ökologie-Arbeitsgruppe an der Freien Universität Berlin. „Dies liegt daran, dass bei unähnlichen Faktoren die Häufigkeit der gegenseitigen Verstärkungen der Faktoren zunimmt.“

Die Studie wurde gemeinsam von zwei Doktorandinnen der Arbeitsgruppe. Mohan Bi und Huiying Li geleitet, unter Mitwirkung zweier weiterer Promovierenden im Labor, und in Zusammenarbeit mit Prof. Masahiro Ryo der Universität Cottbus.

Die umfangreichen experimentellen Arbeiten im Labor wurden von allen vier Promovierenden gemeinsam durchgeführt, wofür ein Pool von 12 Faktoren des globalen Wandels verwendet wurde. Dazu gehörten verschiedene synthetische organische Chemikalien, sowie Stickstoffeintrag, Schwermetalle, Salzstress, sowie Trockenstress. Diese Faktoren wurden dann kombiniert in Gruppen von 2, 5 oder 8 Faktoren, die gleichzeitig appliziert wurden. Jede dieser Gruppen hatte 50 verschiedene Kombinationen, durch Zufall bestimmt aus dem Pool der 12 Faktoren. Auf diese Weise konnten Zusammensetzungen von Faktoren erzielt werden, die sich in ihrer Divergenz unterschieden: manche der experimentellen Einheiten erhielten also Faktoren-Kombinationen, deren individuellen Effekte sich ähnlicher waren, und andere solche Kombinationen von Faktoren die eher verschiedener waren in ihren individuellen Auswirkungen. Damit konnte die Hypothese getestet werden, ob es für den Boden schlechter ist, wenn er von eher einer Vielzahl von Faktoren mit unterschiedlichen Wirkmechanismen betroffen ist, oder ob es schlimmere Auswirkungen hat, wenn die Faktoren sich eher ähneln, also eher in die gleiche Bresche schlagen.

Diese Arbeiten ermöglichen neue Einblicke in die Mechanismen der Effekte, wenn Systeme von einer Vielzahl von Einflüssen betroffen sind. „Möglicherweise kann diese Einsicht auch helfen, bereits geschädigte Ökosysteme wieder herzustellen“, so Matthias Rillig. Anstelle auf die Einzelfaktoren zu schauen, müsse die Gesamtheit der Faktoren in den Blick genommen werden. So könnte man sich darauf fokussieren, die Faktoren, die am unähnlichsten sind, als erstes auszuschalten. Die Studie stellt einen neuen Ansatz in der ökologischen Forschung dar, der sich auf das Zusammenspiel von Umweltfaktoren konzentriert, anstatt isoliert auf einzelne Stressoren zu schauen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Matthias C. Rillig, Freie Universität Berlin, Institut für Biologie, Ökologie der Pflanzen, Altensteinstraße 6, 14195 Berlin; E-Mail: rillig@zedat.fu-berlin.de
Webseite des Labors: https://rilliglab.org

Originalpublikation:

Zur Studie: Bi M, Li H, Meidl P, Zhu Y, Ryo M, Rillig MC. 2024. Number and dissimilarity of global change factors influences soil properties and functions. Nature Communications; https://www.nature.com/articles/s41467-024-52511-2

https://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2024/fup_24_179-rillig-nature-studie-global-change/index.html