Forschung

Vom Kleingarten ins Labor

Warum ist das Leben unter unserer Erdoberfläche eigentlich auch wichtig? Was bedeutet Biodiversität und warum hat der Klimawandel einen Einfluss auf Mikroben? Wir sind im Gespräch mit Marie Sünnemann, die sich genau mit diesen Fragen beschäftigt.
Marie Sünnemann forscht in der Global Change Experiment Facility des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ.
Marie Sünnemann forscht in der Global Change Experiment Facility des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ.

In Leipzig machen Kleingärten mit einer Fläche von ca. 1.240 Hektar ca. 30 % der Grünflächen aus. Sie sind ein wichtiger Teil für die "grüne Lunge" der Stadt und bieten Raum für biodiverses Leben. Viele der Tiere, Pflanzen und Organismen in den Gärten können wir beobachten, aber es gibt auch noch die, die wir erstmal nicht sehen können. Mit genau diesen, zunächst unsichtbaren Organismen, beschäftigt sich Marie Sünnemann. Auch sie ist leidenschaftliche Gärtnerin und hatte schon immer ein Interesse für Biologie und Umwelt. Zurzeit schreibt sie ihre Promotionsarbeit am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv) und erforscht die Auswirkungen von Landnutzungseffekten auf die Funktionsweise von Böden im Klimawandel.

"See the Bigger Picture"

Marie Sünnemann hat zunächst im Master Nutzpflanzenwissenschaften in Halle studiert, doch sie wollte sich umfassender mit Biodiversität beschäftigen.

Eigentlich interessiert mich viel mehr das Bigger Picture.

Marie Sünnemann

Mit dem "Bigger Picture" meint sie, Biodiversität auch im Rahmen des Klimawandels zu betrachten und sich Zusammenhänge zwischen Landnutzungseffekten, den Funktionsweisen von Böden und dem Klimawandel und damit einhergehender Hitze und Trockenheit anzuschauen. Laut Sünnemann ist es wichtig, sich mit dem Leben in den Böden zu beschäftigen, um einen besseren Blick auf Pflanzenwachstum zu gewinnen, anstatt nur in Gentechnik zu investieren.

Ziel sei es herauszufinden, welchen Einfluss der Klimawandel auf Bodenorganismen hat. Sie schaut sich diese Phänomene an unterschiedlich bewirtschafteten Feldern und Wiesen an, die in unterschiedlicher Intensität bearbeitet werden. Damit ist auf der einen Seite der konventionelle Anbau mit viel Dünger- und Pestizidnutzung gemeint, auf der anderen Seite vergleicht sie diese Nutzung mit einem biologischen Ackerbau. Gleiches untersucht sie auch in der Wiesenwirtschaft, bei der teilweise nur wenige Grassorten bewirtschaftet werden, die besonders hohe Erträge liefern, oder eben Wiesewirtschaften, die sehr diverse Gräser tragen, also eine eher ursprüngliche Form der Wiese darstellen.

Die Bodenproben werden im 2014 etablierten Feldexperiment Global Change Experiment Facility, auf der Versuchsstation des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ  entnommen. Dort gibt es die oben beschriebenen Felder, die in unterschiedlicher Intensität und unter verschiedenen klimatischen Bedingungen bewirtschaftet werden. Für die Bodenproben werden sogenannte Bodenkerne ausgestanzt. Sie sind alle gleich groß, damit die Proben vergleichbar sind. Aus den Proben wird dann alles extrahiert, was lebt.

Marie Sünnemann beschreibt ihren Weg vom Studium in Halle bis zu dem Wunsch, das "Bigger Picture" zu betrachten.
Interview Marie Sünnemann

Was lebt im Boden?

Im Boden leben zwei verschiedene Großgruppen. Zum einen leben dort Mikroben, also Pilze und Bakterien, die zunächst für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Außerdem findet man Miso- und Makrofauna. Dazu zählen zum Beispiel Milben und Tausendfüßler, bis hin zu Asseln und Regenwürmer. Sünnemann bestimmt die verschiedenen Arten, untersucht sie nach Größe und kann so einschätzen, wie viel Leben in den Erdproben zu finden ist.

Diese Tier hat Marie Sünnemann u.a. aus den Erdproben extrahiert und untersucht.
Diese Tier hat Marie Sünnemann u.a. aus den Erdproben extrahiert und untersucht.

Bodenorganismen sind für viele Ökosystemfunktionen essenziell, ihre Diversität kann enormen Einfluss auf Pflanzenwachstum haben. Mikroben zum Beispiel fressen organisches Material und sind wichtig für den Prozess der Zersetzung von Bodenmaterial. Durch diese Zersetzung werden Nährstoffe freigesetzt, die für Pflanzenwachstum wichtig sind.

Wahrscheinliche Klimaszenarien prognostizieren eine Temperaturerhöhung um~2°C, welche zu einer Beschleunigung mikrobieller Prozesse und einer damit einhergehenden erhöhten Freisetzung des im Boden gespeicherten Kohlenstoffs führen wird. Eine weniger intensive Landwirtschaft könne sich laut Sünnemann in Zeiten des Klimawandels günstiger auswirken.

Ich versuche zu beweisen, dass die Interaktion des Klimawandels und der intensiven Landnutzung besonders schädlich auf Bodenlebewesen einwirkt.

Marie Sünnemann

Natürlich besteht diese Interaktion aus vielen Faktoren, aber für einzelne Wirkmechanismen kann man die Auswirkungen einschätzen. Pestizide oder Fungizide beispielsweise greifen nicht nur die Pilze auf den Pflanzen an, sondern auch Pilze, die unter der Erdoberfläche wachsen. Auch Trockenheit ist spürbar, nicht nur für uns Menschen, sondern auch für viele Tiere, die in der Erde leben. Für diese ist ein Überleben also fast nicht mehr möglich.

Marie Sünnemann im Interview: Über die Auswirkungen von Hitze und Trockenheit.
Interview Marie Sünnemann Ton 2

Ein Blick in die Zukunft

Für die Mirkoben liegen bereits erste Ergebnisse vor, die Marie Sünnemann überrascht haben. Der Klimawandel scheint auf Mikroben zunächst keine großen Einflüsse zu haben. Was aber zu beobachten ist, sind deutliche Unterschiede bezogen auf die Landnutzung. Unter weniger bewirtschafteten Wiesen leben deutlich mehr Mikroben und Pilze, was sich wiederum positiv auf das Pflanzenwachstum auswirken kann.

Ein tieferes Verständnis der Interaktion zwischen Klima, Art und Intensität der agrarischen Landnutzung und Bodenorganismen ist laut Sünnemann unerlässlich, um Vorgehensweisen zu entwickeln, die essenzielle Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen langfristig erhalten. Auch in Deutschland, das ein Drittel seiner Landesfläche ackerbaulich nutzt, wird die Zunahme der globalen Durchschnittstemperatur ernstzunehmende ökologische und ökonomische Konsequenzen haben. Sünnemanns Ziel ist es, durch ihre Forschung wichtige Erkenntnisse über Implikationen für nachhaltige Landwirtschaft und Naturschutz zu gewinnen und eine Basis dafür zu bilden, zukünftigen Klimaherausforderungen strategisch zu begegnen.

Marie Sünnemann über erste Ergebnisse:

Forscherin Marie Sünnemann berichtet über erste Ergebnisse.
Interview Marie Sünnemann Ton 3
 

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Muriel Zutt, Anna-Lena Mankel, Leven Wortmann
28.01.2021 - 13:22
  Wissen

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