Abbau von Pflanzenmaterial in den Marschböden des Elbeästuars

3. März 2025, von F. Neiske

Foto: UHH/IfB/F. Neiske

Teebeutel vor und nach der Ausbringung im Marschboden

Marschböden haben ein hohes Potenzial zur Kohlenstoffspeicherung, doch dieses Potenzial wird durch den Klimawandel beeinflusst. Besonders Marschen in Ästuaren sind stark vom Klimawandel betroffen, da der steigende Meeresspiegel und das Eindringen von Meerwasser in Küstenregionen erhebliche Auswirkungen auf diese Ökosysteme haben können. Diese Veränderungen wirken sich auf den Kohlenstoffkreislauf aus, indem sie beispielsweise den Abbau von Pflanzenmaterial verändern. Um diesen Abbauprozess besser zu verstehen, haben wir den Abbau von Pflanzenmaterial im Elbeästuar genauer untersucht. Dabei haben wir uns mit der chemischen Zusammensetzung des Pflanzenmaterials, den abiotischen Umweltbedingungen sowie der bakteriellen Lebensgemeinschaft (Prokaryoten), die maßgeblich am Abbau beteiligt ist, beschäftigt. Wir haben sowohl den Abbau von einheimischem Pflanzenmaterial als auch von Tee (Tea Bag Index, Keuskamp et al., 2013) in Marschen mit unterschiedlichem Salzgehalt (Süßwassermarsch, Brackmarsch, Salzmarsch) und unterschiedlicher Überflutungshäufigkeit (täglich, monatlich, jährlich) untersucht.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Qualität des Pflanzenmaterials ein wichtiger Faktor für dessen Abbau ist. Der Abbau des einheimischen Pflanzenmaterials war stark durch dessen chemischer Zusammensetzung geprägt. Beispielsweise führte ein höherer Ligninanteil im Pflanzenmaterial der Vegetation in der Süßwassermarsch zu einem langsameren Abbau im Vergleich zur Salzmarsch. Ähnlich nahm der Abbau mit höherer Überflutung ab, während der Ligningehalt zunahm. Die Auswirkungen der Überflutungshäufigkeit variierten je nach Qualität des Pflanzenmaterials: Der Verlust von schwer abbaubarem Material (Rooibos Tee) nahm bei häufigeren Überflutungen ab, während der Verlust von leicht abbaubarem Material (Grüner Tee) zunahm. Die Bakterien, die mit einheimischem Pflanzenmaterial und Tee assoziiert waren, wiesen unterschiedliche Zusammensetzungen und eine geringere Vielfalt auf als die lokale Bodengemeinschaft, was darauf hindeutet, dass das Pflanzenmaterial selektiv von bestimmten Bakterien besiedelt wurde. Der Abbau von Teematerial profitierte von einer vielfältigen bakteriellen Bodengemeinschaft, während der Abbau von einheimischem Pflanzenmaterial durch eine angepasste lokale bakterielle Bodengemeinschaft gefördert wurde.

Unsere Ergebnisse verdeutlichen, wie biotische Faktoren (Qualität des Pflanzenmaterials, die Prokaryoten-Gemeinschaft) und abiotische Faktoren (Salzgehalt, Überflutung) den Abbau von Pflanzenmaterial in ästuarinen Marschen steuern. Dies legt nahe, dass die prognostizierten Veränderungen im Salzgehalt und in der Überflutungsdynamik durch den Klimawandel die Abbaudynamik in diesen Gebieten beeinflussen könnten und damit auch die Kohlenstoffspeicherung.

Neiske, F., Grüterich, L., Eschenbach, A., Wilson, M., Streit, W.R., Jensen, K., Becker, J.N. (2025). Litter decomposition and prokaryotic decomposer communities along estuarine gradients. In: Soil Biology and Biochemistry 204. 109762. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109762.

Mehr Forschung zum Elbeästuar: https://www.biologie.uni-hamburg.de/forschung/grk2530.html