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Marcus Schaub

Forschungsanstalt WSL

Eidg. Forschungsanstalt WSL
Ökophysiologie
Zürcherstrasse 111
CH - 8903 Birmensdorf

Tel: +41 44 739 25 64
Fax: +41 44 739 22 15

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Autor(en): Beate Kittl
Redaktion: WSL, Schweiz
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35'000 Teebeutel im Dienste der Waldforschung

Wissenschaftler aus aller Welt haben Tausende von Teebeuteln vergraben, um den Prozess des Streuabbaus und folglich den Kohlenstoffkreislauf im Wald besser zu verstehen. Auch die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL macht mit. Erster Trend: Die Abbaurate hängt von der chemischen Zusammensetzung der Teesorte ab.

Nach 3 Monaten werden die Teebeutel geborgen
Abb. 1 - Markus Didion hat zwei im Boden vergrabene Teebeutel nach 3 Monaten sorgfältig geborgen. Sie werden im Labor analysiert.
Foto: Flurin Sutter (WSL)

Die Idee klingt kurios, sie ist aber durchaus ernst zu nehmende ökologische Forschung: Mit Teebeuteln von zweierlei Teesorten, wie man sie standardmässig in Lebensmittelläden kaufen kann, wollen Bodenforscher in aller Welt den Prozess des Streuabbaus im Wald besser verstehen. Der Abbau abgestorbener Pflanzenteile ist nämlich als Teil des Kohlenstoffkreislaufes eine entscheidende Grösse in Bezug auf den Klimawandel: Der in der Biomasse von Pflanzen gebundene Kohlenstoff wird bei der Zersetzung durch Bodenlebewesen wieder als Treibhausgas (CO2) in die Atmosphäre freigesetzt.

Inzwischen liegen die ersten Resultate von 336 Standorten nach drei Monaten vor: In dieser frühen Phase wird Grüntee in allen Lebensräumen deutlich schneller abgebaut als Rooibos-Tee, berichtet das internationale Forscherteam. Das liegt laut den Autoren einerseits daran, dass Grüntee mehr wasserlösliche Substanzen enthält und bei ihm der Kohlenstoff in anderen chemischen Verbindungen gebunden ist.

Über den kurzen Zeitraum von 3 Monaten spielte das örtliche Klima hingegen eine untergeordnete Rolle, ausser an extrem trockenen oder nassen Standorten, berichten die Forscher, darunter auch ein Team der Forschungsanstalt WSL. Sie vermuten, dass der Klimawandel die Artenzusammensetzung der Pflanzen nicht nur direkt über Temperatur und Niederschlag, sondern auch indirekt über die artspezifischen Abbauraten die Artenzusammensetzung beeinflussen könnte. Ob das örtliche Klima auch langfristig eine untergeordnete Rolle auf den Abbauprozess spielen wird, darüber werden die Teebeutel nach 12, 24 bzw. 36 Monaten Aufschluss geben.

Tea Party für Bodenorganismen

Schon lange versuchen Ökologen, diese Abbaurate mittels exakt gewogener Streusäckchen zu bestimmen. Dabei fanden sie bereits heraus, dass der Abbauprozess in zwei Stadien stattfindet: Eine rasche und eine langsame Phase. Allerdings haben sie für ihre jeweiligen Studien Streu verschiedenster Pflanzenarten und Taschen mit unterschiedlichen Maschengrössen verwendet, was die Daten nicht universell vergleichbar macht.

Auf die Idee mit den Teebeuteln kamen ursprünglich niederländische Forscher – vielleicht während einer Teepause? Um über unterschiedliche Regionen vergleichbare Daten zu erhalten, vergruben sie zwei Sorten von Teebeuteln: die einen mit schnell abbaubarem Grüntee (der aus Blättern besteht), die anderen mit langsam abbaubaren Rooibos-Tee (gemahlene Baumrinde). Die Idee sprach sich unter Bodenforschern weltweit herum, so dass sie 2016 gemeinsam die weltweite TeaComposition-Initiative starteten.

Die Forscherinnen und Forscher vergruben auf 570 Standorten, 6 Kontinenten und in 9 Grosslebensräumen (Biomen) mindestens 32 Teebeutel pro Standort, oft doppelt so viele. Nach 3, 12, 24 und 36 Monaten graben sie jeweils 2 von jeder Sorte aus und bestimmen deren Masseverlust. "Erstmals können nun die Abbauprozesse von Streu im Boden global und mit einer einheitlichen Methode untersucht werden", sagt Marcus Schaub, Schweizer Vertreter im Europäischen Netzwerk für langfristige Ökosystemforschung (LTER Europe) und Leiter der Gruppe Ökophysiologie an der WSL.

   
Lage aller bisherigen 570 Versuchsorte der TeaComposition Initiative  
Abb. 2 - Lage der 570 Versuchsstandorte. Violette Punkte: Daten verfügbar; leere Punkte: Daten noch nicht verfügbar. Anklicken zum Vergrössern. Karte: Djukic/Brendle 2017
 
   

Wichtiger Faktor im Kohlenstoffkreislauf

Die WSL-Forschenden haben ihre Teebeutel in der Schweiz auf acht Standorten der Langfristigen Waldökosystemforschung (LWF) vergraben – insgesamt 1216 Beutel auf 8 Versuchsflächen, teilweise in unterschiedlichen Höhenlagen. Die Kollegin Sonja Wipf vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF vergrub zudem Teebeutel auf sechs Berggipfeln in der Schweiz.

Nun sind sie gespannt, was die Teebeutel nach einem, zwei und drei Jahren im Boden verraten werden. Markus Didion von der WSL-Gruppe Ressourcenanalyse möchte mit Hilfe von Computermodellen den Beitrag des Streuabbaues zum Kohlenstoffkreislauf errechnen. Dank diesem standardisierten und weltweiten Versuch hofft er, seine Modelle präzisieren zu können. "Für uns ist der Teebeutel-Versuch genial, damit wir unsere Daten in einen globalen Zusammenhang stellen können."

     
Versuchsfläche Schänis Pro Quadrat sind 16 Teebeutel vergraben  
Abb. 3 - In der Nähe der meteorologischen LWF Messstationen "Schänis" richtet Flurin Sutter die Versuchsfläche nach einem einheitlichen statistischen Design ein. Die Teebeutel müssen in einer bestimmten Bodentiefe vergraben werden. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Marcus Schaub (WSL)
Abb. 4 - Pro Aufnahmequadrat sind 16 Teebeutel vergraben – nach 3, 12, 24 und 36 Monaten werden je zwei pro Sorte ausgegraben. Die Etiketten schauen teilweise aus dem Boden hervor. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Flurin Sutter (WSL)
 
     
Teebeutel Nr. 659 liegt in der Humusschicht vergraben Die Bodenfeuchtigkeit wird täglich von Sensoren gemessen  
Abb. 5 - Teebeutel Nr. 659 liegt in der Humusschicht vergraben. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Flurin Sutter (WSL)
Abb. 6 - Hier auf der LWF Fläche "Vordemwald" liegen 64 Teebeutel von 2 Teesorten vergraben, deren Inhalt sich unter anderem in Abhängikeit der Bodenfeuchtigkeit abgebaut wird. Die Bodenfeuchtigkeit wird täglich von Sensoren gemessen. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Flurin Sutter (WSL)
 
     

Langfristige Waldökosystemforschung LWF

Die Langfristige Waldökosystemforschung LWF erfasst seit 1994 auf ausgewählten Dauerbeobachtungs-  und Experimentierflächen den Zustand des Waldes, um ein vertieftes Verständnis der Abläufe im Wald zu gewinnen. Untersuchungen zu den Auswirkungen der Luftbelastung und einer möglichen Klimaveränderung bilden dabei einen Schwerpunkt.  Mehr Informationen.

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