Wien (OTS) – Die Arktis wird grüner – doch das könnte unerwartete
Folgen für das
Klima haben. Eine neue Studie mit Beteiligung der BOKU University
zeigt: Nährstoffreiche Wurzelausscheidungen aktivieren
Mikroorganismen in tauenden Permafrostböden. Dadurch könnte der Abbau
der organischen Substanz im Boden gefördert werden, der dort seit
Jahrtausenden gespeichert ist.
Permafrostböden der Arktis speichern enorme Mengen organischen
Kohlenstoffs. Mit steigenden Temperaturen tauen diese Böden zunehmend
auf und machen das bislang gefrorene organische Material für
Mikroorganismen zugänglich. Gleichzeitig führen die Erwärmung und
längere Vegetationsperioden dazu, dass sich Pflanzen stärker
ausbreiten.
Welche Folgen diese „Begrünung“ für den Kohlenstoff im Permafrost
hat, untersuchte ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung
von Christoph Rosinger vom Institut für Pflanzenbau der BOKU. Im
Fokus standen sogenannte Yedoma-Böden im Nordosten Sibiriens –
eisreiche Permafrostablagerungen aus der letzten Eiszeit, in denen
große Mengen alten organischen Materials gespeichert sind.
Zwtl.: Pflanzen aktivieren Mikroorganismen
Im Labor simulierten die Forschenden den Eintrag von
nährstoffreichen Wurzelausscheidungen in aufgetaute
Permafrostsedimente. Über sieben Wochen beobachteten sie, wie
Bakterien und Pilze darauf reagierten. Die Ergebnisse zeigen eine
deutliche Aktivierung des Bodenlebens: Die mikrobielle Atmung nahm
zu, Bakterien und Pilze wuchsen stärker und die Mikroorganismen
produzierten mehr Enzyme, um gebundene Nährstoffe zu erschließen.
Dabei könnten sie nicht nur die nährstoffreichen Wurzelausscheidungen
nutzen, sondern auch den Abbau der bereits vorhandenen alten
organischen Substanz fördern. Dieser Vorgang wird als „Priming-
Effekt“ bezeichnet.
„Die zunehmende Begrünung der Arktis bedeutet nicht automatisch,
dass mehr Kohlenstoff langfristig im Boden gespeichert wird. Frische
Einträge aus Pflanzen können Mikroorganismen im aufgetauten
Permafrost aktivieren und möglicherweise auch den Abbau von sehr
altem organischem Material fördern“, erklärt Christoph Rosinger.
Zwtl.: Entscheidend ist das Zusammenspiel im Boden
Die Studie zeigt zudem, dass Permafrostböden unterschiedlich
reagieren. Eine wichtige Rolle spielen die Zusammensetzung des
organischen Materials, die Nährstoffverfügbarkeit und andere
Standortbedingungen.
Wie stark die zunehmende Vegetation den Abbau alten Permafrost-
Kohlenstoffs unter natürlichen Bedingungen tatsächlich beeinflusst
und welche Rolle dabei unterschiedliche Vegetationstypen im Zuge der
natürlichen Sukzession von Gräsern über Tundra- bis hin zu
Taigavegetation spielen, sollen nun Folgestudien zeigen. Die
Ergebnisse machen jedoch deutlich, dass für die künftige Entwicklung
der arktischen Kohlenstoffspeicher nicht nur das Auftauen selbst
entscheidend ist.
„Um abschätzen zu können, wie sich die Kohlenstoffspeicher der
Arktis in einem wärmeren Klima entwickeln, müssen wir das
Zusammenspiel von Vegetation, Mikroorganismen und tauendem Permafrost
noch besser verstehen“, so Rosinger.
Zwtl.: Originalpublikation
André Faust, Christoph Rosinger, Jan Olaf Melchert & Janet
Rethemeyer: Simulating Arctic Greening: Microbial Responses in
Thawing Yedoma Permafrost . Permafrost and Periglacial Processes ,
2026. DOI: 10.1002/ppp.70048
Fotos: © Janet Rethemeyer
BOKUbox: https://bokubox.boku.ac.at/#eb485d0d18f789e38382490a29844124
Bild 1: Permafrostböden – wie hier in Nordostsibirien – bedecken
weltweit rund 14 Millionen Quadratkilometer und speichern große
Mengen an organischem Kohlenstoff.
Bild 2: Yedoma-Permafrost besteht aus eisreichen Sedimenten und
ist daher besonders anfällig für das Auftauen und die damit
verbundene Kollabierung der Bodenstruktur.
Bild 3: Treibhausgasmessungen sind ein wichtiger Bestandteil der
Arbeitsgruppe, um die Auswirkungen des Auftauens auf den
Kohlenstoffkreislauf zu erfassen.