Ökologisches Experiment: Englisches Grasland im Labor
TUD-Forscher Michael Bonkowski Co-Autor eines Science-Artikels
Dr. Michael Bonkowski, Biologe und Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Darmstadt, ist Mit-Autor eines Wissenschafts-Artikels, der am 18. Oktober in der Wissenschaftszeitschrift "Science" erscheint, einem der weltweit renommiertesten Forschungsjournale.
In dem Beitrag mit dem Titel "Impacts of Soil Faunal Community Composition on Model Grassland Ecosystems" (Science, 18.10.02, paper no. 18), zu deutsch: "Wirkung der Zusammensetzung der Bodenfauna auf Modell-Grasland-Ökosysteme", berichten Bonkowski und seine Kollegen von Experimenten mit Modell-Ökosystem, die in der englischen Forschungseinrichtung Ecotron durchgeführt wurden.
In dem Experiment wurden Ausschnitte eines Grasland-Ökosystems mit einer Größe von je einem Quadratmeter ins Labor geholt. Auf einem Bodenprofil vom einem Meter Tiefe wurde auf einem Quadratmeter Fläche die Pflanzengemeinschaft eines typisch britischen Graslandes mit mildem Klima und saurem Boden rekonstruiert. Dabei wurde die Zusammensetzung der Bodentiergemeinschaft manipuliert und die Tiere in drei Gruppen unterschiedlicher Körpergröße aufgeteilt.
Die Manipulation der Bodenfauna führte zu drastischen Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft, wirkte sich aber auch auf die Biomasse von Mikroorganismen und Pflanzenwurzeln aus, und veränderte die Zersetzungsrate und die natürliche Besiedlung der Pflanzenwurzeln mit symbiontischen Pilzen. Zwei Schlüsselprozesse jedoch, die oberirdische Produktion pflanzlicher Biomasse und die sogenannte "Netto-Ökosystem-Produktivität", ein Maß für die Kohlenstoff-Bilanz des Gesamt-Ökosystems, waren erstaunlich resistent gegenüber diesen Veränderungen.
Damit wurde die gerade zehn Jahre alte Einsicht, dass in einem Grasland-Ökosystem nicht nur der Bewuchs die Bodenprozesse steuert, sondern umgekehrt die Bodenfauna die Vegetation einer Wiese prägt, mit dieser Veröffentlichung durch die Erkenntnis ergänzt, dass sich an der Produktivität der Wiese dennoch im wesentlichen nichts ändert. Die Autoren vermuten, dass trotz der starken Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft positive und negative Wirkungen im Boden sich gegenseitig aufheben und die Bodenfauna dadurch Effekte auf Ökosystemebene kompensiert.
Die Beteiligung von Dr. Bonkowski an der Veröffentlichung in Science beruht auf seiner Mitarbeit im Ecotron während eines durch ein LINKECOL-Stipendium der European Science Foundation ermöglichten sechsmonatigen Forschungsaufenthalts am Center for Population Biology, Imperial College at Silwood Park (U.K.), wo er Veränderungen in der Bodentiergemeinschaft der Einzeller und mikrobielle Eigenschaften der Böden untersuchte. In der Arbeitsgruppe Tierökologie (Prof. Dr. Stefan Scheu) am Fachbereich Biologie der TU Darmstadt arbeitet der 40-jährige Bonkowski derzeit an seiner Habilitation. Nach seinem Biologiestudium und Promotion an der Universität Göttingen hat Bonkowski mehrere durch Forschungsstipendien finanzierte Auslandsaufenthalte absolviert, seit dem Jahr 2000 arbeitet er an der TU Darmstadt.
Das "Ecotron" am Center for Population Biology (Imperial College at Silwood Park, U.K.) ist eine weltweit einzigartige Forschungseinrichtung, wo in 16 Klimakammern im verkleinerten Maßstab Experimente mit Modellökosystemen, Bodenblöcken von je einem Kubikmeter, unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden können. Die Forschungseinrichtung schließt damit die Lücke zwischen kleinen ökologischen Laborversuchen und komplexen Freilandexperimenten und erlaubt komplexe Zusammenhänge und fundamentale ökologische Fragestellungen zu untersuchen.
Die Vielfalt der Tier- und Pflanzenarten wird durch menschliche Eingriffe, u.a. den globalen Klimawandel oder intensive Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen, stark verändert. Die Konsequenzen dieser Veränderungen für die Funktion von Ökosystemen sind bisher nur unzureichend verstanden und betreffen auch die Bodentiergemeinschaften. Bodentiere spielen eine fundamentale Rolle für die Produktivität unserer Böden durch ihre Zersetzungsleistung und Rückführung von Nährstoffen zu den Pflanzen und damit auch für die Kohlenstoffbilanz terrestrischer Ökosysteme. Die Auswirkungen dieser Eingriffe liefern angesichts globaler Klimaveränderungen steigenden Grund zur Besorgnis.
Kontakt: Dr. Michael Bonkowski, Arbeitsgruppe Tierökologie, Fachbereich Biologie, Tel.: 06151/16-5219 oder -3600.
Fotos sind erhältlich bei der Pressestelle der TUD, Tel. 06151/16-3229, hertlein@pvw.tu-darmstadt.de
he, 17. Oktober 2002, PM Nr. 10/10/2002
