Boden - der gefährdete Lebensraum · Wechselwirkungen zwischen Böden und Umwelt Gestein Mensch Zeit Relief Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen) Klima

WernerBorken

LehrstuhlBodenökologieUniversitätBayreuth

Boden-dergefährdeteLebensraum

18.BayerischerSchulgeographentag2018

BodenbildendeFaktoren

Gestein

Mensch

Zeit

Relief

Lebewesen(Pflanzen,Tiere,Mikroorganismen)

Klima

WechselwirkungenzwischenBödenundUmwelt

Gestein

Mensch

Zeit

Relief

Lebewesen(Pflanzen,Tiere,Mikroorganismen)

Klima

EinflussdesMenschenaufdenLebensraumBoden

Düngung

Versalzung

Xenobiotika

Versauerung

Schwermetalle

Arzneimittel

Hormone

Radionuklide

Chemisch

Umlagerung,Abbau

Bearbeitung

Versiegelung

Verdichtung

Physikalisch

Biologisch

InvasiveArten

Mikroorganismen

Pflanzenanbau

Bundesbodenschutzgesetz(1999)Bodenfunktionen:§  LebensraumfürBodenorganismen

§  LebensgrundlagefürPflanzen

§  Filter-undRegulationsfunktion

§  ArchivfürKlima-undNutzungsgeschichte

Lebensraumfunktion:LebenimBoden

HandvollAckerboden:ca.200g–  ca.10gC(5%)–  ca.400mgLebewesen

ca.90%BakterienundPilzeca.10%Bodentiere

Ø  5tEdaphon-Biomasseha-1

RD Bardgett1 & WH van der Putten Nature 515 (2014)

©WarnerBros.EineHobbit-HöhleausDerHerrderRinge:DieGefährten

BiodiversitätimBoden:ArtenzahlundHäufigkeit(Walletal.2010)

Gruppe bekannt geschätzt Häufigkeit Bakterien 13.000 1.000.000 4-20 x 109 g-1

Pilze 35.000 1.500.000 100 m g-1

Protisten 1.500 200.000 104–107 m−2

Fadenwürmer 5.000 400.000 2–90 × 105 m−2

Milben 30.000 900.000 1-10 x 104 m-2

Regenwürmer 6.000 >6.000 300 m-2

MalheurNationalForestinOregon:Ausdehnung:965haBiomasse:600tAlter:1900-8650Jahre

Armillaria(Hallimasch)

20 µm

Foto: K.Ritz

Pilzhyphen in Böden

SymbiontenimBoden:EktomykorrhizaderFichte

LeistungvonBodenorganismen

§  Recycling:AbbauderStreu,NährstoffnachlieferungfürPflanzen

§  Humusbildung,C-Speicherung

§  RegulationdesKlimas(CO2,CH4,N2O)

§  VerbesserungderBodenstruktur:Aggregate,Porenverteilung,

Bioturbation

§  SymbiontenfürPflanzenwurzeln:Mykorrhiza-Pilze

§  Stickstofffixierung

§  Nahrungskette

StörungdesBodensdurchBearbeitungundDüngung:CH4-Oxidation

Smithetal.2000

Ø  2/3AbnahmederCH4-OxidationdurchAckerbau

Ø  RegenrationderCH4-Oxidationnach

ca.100Jahren

Waggetal.(2014)PNAS

AuswirkungenreduziertermikrobiellerDiversitätaufmikrobielleFunktioneninGrünlandböden

Wagg et al. (2014) PNAS

AuswirkungenreduziertermikrobiellerDiversitätaufmikrobielleFunktioneninGrünlandböden

GefährdungderBodenfunktionen:AckerflächenI.Erosion

EU:2,5tha-1a-1(Wasser)USA:6,7(Wasser)+5,1(Wind)tha-1a-1Afrika,Asien,Lateinamerika:30-40tha-1a-1Bodenneubildung:0,1–10tha-1a-1(A-Horizont)

II.VersiegelungDeutschland:ca.70ha-1täglich!

III.SchadstoffanreicherungSchwermetallePestizide

Zusammenfassung

§  BödensindeinLebensraumfür>4Mio.Arten

§  BodenorganismenerfüllenwichtigeFunktionen

§  Bödensindeinebegrenzte,kaumersetzbareRessource

§  Böden,derenBiodiversitätundFunktionensindglobalbedroht

Ø  Bödenmüssennachhaltigbewirtschaftetbzw.geschütztwerden,umeinedauerhafteNutzungzugewährleistenunddieFunktionenzuerhalten

TaxonDiversityperamountsoilorarea(taxonomicunitsindicatedbelow)

Abundance(approximate)

Prokaryotes 100–9,000cm−3 4–20×109cm−3Fungi 200–235g−1 100mg−1AMF(species) 10–20m−2 81–111mcm−3Protists 150–1,200(0.25g)−1 104–107m−2

Nematodes(genera) 10–100m−2 2–90×105m−2

Enchytraeids 1–15ha−1 12,000–311,000m−2

Collembola 20m−2 1–5×104m−2Mites(Oribatida) 100–150m−2 1–10×104m−2Isopoda 10–100m−2 10m−2Diplopoda 10–2,500m−2 110m−2

Earthworms 10–15ha−1 300m−2