Bodenkrusten International

Ziel des Projektes "Bodenkrusten International (SCIN)" ist es ein besseres Verständnis über die Funktionsweise und Bedeutung biologischer Bodenkrusten in Europa zu erlangen und effektivere und einfachere Bodenschutzverfahren und Strategien zu entwickeln. Biologische Bodenkrusten sind Lebensgemeinschaften, die gestörte oder natürlich offene Flächen besiedeln. Sie setzen sich in der Regel aus Cyanobakterien, Algen, Mikropilzen, Flechten und Moosen unterschiedlicher Gewichtung zusammen und kommen sowohl in heißen als auch in kalten Wüsten- und Steppengebieten vor. Biologische Bodenkrusten besitzen eine Reihe positiver Eigenschaften: Sie gehören zu den Erstbesiedlern gestörter Böden, sie stabilisieren Bodenaggregate und wirken dadurch als Erosionsschutz und sie erleichtern durch ihre Fähigkeit, Wasser und Nährstoffe zu speichern, die Besiedlung durch höhere Pflanzen. Biologische Bodenkrusten tragen zu etwa 6 % zur jährlichen globalen CO 2 Fixierung bei und sind zu 10-40% am jährlichen globalen Stickstoffeintrag in terrestrische Ökosysteme beteiligt. Trotz der vielen bekannten positiven Eigenschaften gibt es noch viel Unbekanntes. Vor allem wurde deren verbessernde Wirkung für den Boden bisher von den Behörden nicht wahrgenommen bzw. für den Bodenschutz eingesetzt. Das eingereichte Projekt möchte daher das Wissen über die Funktionsweise biologischer Bodenkrusten in Europa - von den heißen Wüstengebieten bis zu den kalten alpinen Ökosystemen - verbessern. Die jährliche Produktivität biologischer Bodenkrusten wird durch kontinuierliche in situ Messung der Photosyntheserate bestimmt. Die organismische Zusammensetzung biologischer Bodenkrusten wird über einen breiten Längen- (Almeria bis Gotland) und Höhengradienten (Gössenheim bis Hochtor) erfasst. Mit Beratungen, Berichten und Anschauungsmaterial werden Interessensvertreter wie Naturschutz- und Verwaltungsbehörden sowie politische Entscheidungsträger regelmäßig informiert und in ihren Entscheidungen unterstützt. Inwieweit das Thema der biologischen Bodenkrusten auch im Unterricht eingesetzt werden kann, wird geprüft. In jährlichen Workshops wird das Wissen an die Interessensvertreter vermittelt. Der Wissenstransfer erfolgt außerdem durch regelmäßige Publikationen in begutachteten Zeitschriften sowie durch die Abhaltung eines internationalen Workshops im 2. Jahr des Projekts (2013). Der Vorteil eines europäischen Projektes besteht darin, dass nicht nur allgemeine Richtlinien zum Schutz biologischer Bodenkrusten erstellt werden sondern auch vorzügliche wissenschaftliche Leistungen in der Zusammenarbeit verschiedener wissenschaftlichen Gruppen zu erwarten sind, wobei durch die Beschäftigung von Doktoranden speziell der wissenschaftliche Nachwuchs gefördert wird. Folgende Fragen stehen im Vordergrund: Wie häufig sind biologische Bodenkrusten in den verschiedenen Klimagebieten? Wie sind sie zusammengesetzt und wie hoch ist die organismische Diversität? Wie hängen Diversität und Produktivität zusammen? Welche funktionelle Bedeutung haben biologische Bodenkrusten in den verschiedenen Ökosystemen, z. B. bezüglich Stickstoff- und CO 2 -Fixierung, Bodenstabilisierung, Boden- und Pflanzensukzession? Welche Schlüsselarten kommen in den verschiedenen Gebieten vor?

Dort wo eine geschlossene Vegetation mit höheren Pflanzen fehlt, spielen biologische Bodenkrusten eine bedeutende Rolle zur Verhinderung von Bodenerosion und im Wasserrückhalt. Auch leisten sie bislang unterschätzte Beiträge als Kohlenstoff- und Stickstoffsenke. Die Ökologie und Diversität von biologischen Bodenkrusten wurde im Rahmen des Europäischen Forschungsprojekt Soil Crust INternational (SCIN) entlang eines Gradienten an 4 ausgewählten Standorten in Europa studiert. Wir führten in diesem Projekt eine mikroskopische und molekularbiologische Untersuchung der bakteriellen und pilzlichen Vielfalt und Vergemeinschaftung in den Bodenkrusten und den darauf dominierenden Flechtensymbiosen durch. Wir konnten an den 4 Standorten unterschiedliche bakterielle Gemeinschaften feststellen, die dort auch in vertikalen Profilen verteilt waren. In den Untersuchungen fanden wir auch klare Belege für die Spezifität und symbiotische Bindung der Bakterien an Flechten. Mechanische Störungen der Bodenkrusten zeigten eine deutliche und nachhaltige Verschiebung dieser bakteriellen Zusammensetzungen, was die Empfindlichkeit dieser Lebensgemeinschaften gegenüber mechanischer Verletzung unterstreicht. Die frühen Stadien der Regeneration nach mechanischer Störung konnten ebenfalls untersucht werden. Sie wiesen darauf hin, dass sich die Zusammensetzung in Richtung des Zustands vor der Störung entwickelte. Die vollständige Regeneration benötigt jedoch viele weitere Jahre. Diese Ergebnisse untermauern die Schutzbedürftigkeit der ökologisch wichtigen biologischen Bodenkrusten.