Der Boden ist eine wichtige Kohlenstoffsenke im Kampf gegen den Klimawandel, denn er speichert mehr davon als jedes andere terrestrische Ökosystem und dreimal mehr als die Atmosphäre.

Dazu tragen vor allem die Milliarden Lebewesen im erdigen Untergrund bei, auch Mikroorganismen. Sie gelten schon lange als wichtiger Faktor beim Umsatz von organischem Kohlenstoff im Boden. Weitgehend unbekannt war aber bisher, wie sich unterschiedliche biologische und umweltbedingte Prozesse auf die Kohlenstoff-Speicherung der Böden auswirken.

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat deshalb in einer Studie erforscht, wie sich die Effizienz der mikrobiellen Kohlenstoffnutzung, die Speicherung organischen Kohlenstoffs in der Erdkrume sowie verschiedene Faktoren wie Klima, Vegetation und Bodeneigenschaften zueinander verhalten.

Die Effizienz der mikrobiellen Kohlenstoffnutzung misst den Anteil des Kohlenstoffs, der von Mikroorganismen für das Wachstum im Vergleich zum Stoffwechsel verwendet wird. Wird er für das Wachstum gebraucht, so wird Kohlenstoff in die Biomasse der Mikroorganismen eingebaut, was die Speicherung im Untergrund unterstützt.

Effizienz wichtig bei Speicherung im Boden

Wird er dagegen für den Stoffwechsel verwendet, dann wird Kohlenstoff als CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt und wirkt als Treibhausgas. Die Studie betont, dass das Wachstum der Mikroorganismen entscheidender ist als deren Stoffwechsel bei der Frage, wieviel Kohlenstoff im Untergrund gespeichert wird.

„Wir haben festgestellt, dass die Effizienz der mikrobiellen Kohlenstoffnutzung eindeutig der wichtigste Faktor bei der Speicherung von Bodenkohlenstoff ist“, sagt Studienautor Feng Tao, der als Gast am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena arbeitet.

Zwar wurde Aufnahme und Abbau von Kohlenstoff in der Erde schon seit langem untersucht. Die Forschung konzentrierte sich aber bisher hauptsächlich auf einzelne Prozesse wie seine Zufuhr durch Laubfall und Wurzeln oder die Freisetzung von Kohlendioxid in die Luft während des Abbaus von organischer Substanz.

„Die Studie zeigt, wie bedeutsam Mikroorganismen und deren Eigenschaften für die Kohlenstoffspeicherung sind, und wie wir dies mit unserer neuen Strategie, die wir vor Jahren vorgeschlagen hatten, tatsächlich erfassen und bewerten können“, erklärt Markus Reichstein, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie.

Foto: Stephanie Eichhorst/Universität Wien