Der Amazonas-Regenwald ist äußerst produktiv, obwohl er auf einigen der nährstoffärmsten Böden der Welt wächst. Um dies zu bewerkstelligen, ist der Wald stark auf das Recycling von Nährstoffen angewiesen. Organische Verbindungen, die bei der Umwandlung organischer Stoffe entstehen, enthalten wichtige Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Wenn sie sich im Bodenwasser auflösen, bilden sie die so genannte gelöste organische Substanz (DOM), die indirekt oder direkt einen wichtigen Nährstoffpool für Pflanzen und Mikroorganismen darstellt. Die verschiedenen Waldtypen im Amazonasgebiet haben jedoch möglicherweise unterschiedliche Nährstoffanforderungen und -Einschränkungen.
Frederik Lange und seine Kolleg*innen untersuchten die gelöste organische Substanz in den Böden von zwei kontrastierenden Amazonas-Regenwaldtypen: Terra Firme-Wälder auf lehmreichen Böden und Weißsandwälder auf sandigen Böden. Mithilfe der hochauflösenden Massenspektrometrie konnten sie Tausende verschiedener Verbindungen identifizieren und den Kreislauf organischer Nährstoffe im Ökosystem verfolgen. Sie nutzten diese molekulare Perspektive, um Nährstoffbeschränkungen und die Intensität des Nährstoffkreislaufs in den Mineralböden nachzuweisen.
Nährstoffbeschränkungen und Nährstoffkreisläufe im Boden
Ihre Analyse ergab drei wichtige Erkenntnisse:
- Terra firme-Wälder zeigten deutliche Anzeichen einer Phosphor-Limitierung
- Weißsandwälder zeigten unerwartet Anzeichen für einen hohen Schwefelbedarf statt der erwarteten Stickstoffbegrenzung
- Die beiden Regenwaldtypen verarbeiten Nährstoffe auf sehr unterschiedliche Weise – Terra Firme-Wälder sind auch stark auf Bodenprozesse angewiesen, während Weißsandwälder Nährstoffe vorwiegend in ihrer obersten organischen Schicht verarbeiten.
Ihre Analyse ergab drei wichtige Erkenntnisse:
Terra firme-Wälder zeigten deutliche Anzeichen einer Phosphor-Limitierung
Weißsandwälder zeigten unerwartet Anzeichen für einen hohen Schwefelbedarf statt der erwarteten Stickstoffbegrenzung
Die beiden Regenwaldtypen verarbeiten Nährstoffe auf sehr unterschiedliche Weise – Terra Firme-Wälder sind auch stark auf Bodenprozesse angewiesen, während Weißsandwälder Nährstoffe vorwiegend in ihrer obersten organischen Schicht verarbeiten.
Die Ergebnisse helfen uns zu verstehen, wie die verschiedenen Amazonas-Regenwaldtypen ihre Produktivität trotz begrenzter Nährstoffmengen aufrechterhalten. Dieses Wissen ist von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage, wie diese Wälder auf den Klimawandel reagieren könnten, insbesondere in Bezug auf die Frage, wie Nährstofflimits ihre Fähigkeit zur Aufnahme von zunehmendem atmosphärischem CO2 einschränken werden. Die Hinweise auf eine Phosphorbeschränkung in Terra Firme-Wäldern stimmten mit den Hypothesen überein. Im Gegensatz dazu ist dies die erste Studie, die zeigt, dass Weißsandwälder im Amazonasgebiet möglicherweise einen verstärkten Schwefelbedarf und -kreislauf aufweisen. Frühere Untersuchungen hatten sich hauptsächlich auf Stickstoff und Phosphor konzentriert. Dieses unerwartete Ergebnis zeigt auch, wie viel wir noch über den Nährstoffkreislauf in den Ökosystemen des Amazonas-Regenwaldes lernen müssen.
Lange et al. veröffentlichen die Studie “Cycling of dissolved organic nutrients and indications for nutrient limitations in contrasting Amazon rainforest ecosystems” Open Access in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Biogeochemistry.
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