Bodenkrusten im Klimastress: Zunahme der Staubbelastung errechnet
Eine dünne Schicht aus Mikroben, Moosen und Algen überzieht die Bodenoberfläche in Trockengebieten - die Bodenkruste, die den Boden festigt. Sie ist durch Klimawandel und Landnutzung gefährdet. Ein Forscherteam aus Spanien, Deutschland und u. a. auch aus Graz hat die Auswirkungen dieses Mikroökosystems auf den Staubkreislauf und das Klima abgeschätzt. Für die nächsten 50 Jahre prognostizieren sie eine Zunahme der Staubbelastung durch Bodenkrustenverlust um bis zu 15 Prozent.
Etwa ein Viertel der Trockenlandbodenflächen sind derzeit von den optisch unscheinbaren, biologischen Bodenkrusten, auch Biokrusten genannt, bedeckt. Das entspricht rund einem Achtel der globalen Erdoberfläche. Obwohl sich diese Gemeinschaften nur auf den obersten Millimetern des Bodens befinden, tragen sie wesentlich zum biogeochemischen Nährstoffkreislauf bei, dienen als Stickstoff- und Kohlenstoffquellen, verbessern den Wasserhaushalt des Bodens und das Pflanzenwachstum wie das Forscherteam rund um Emilio Rodriguez-Caballero von der spanischen Universität von Almeria festhält. Vor allem erhöhen sie aber auch die Bodenstabilität.
Die größten Gebiete mit biologischen Krusten liegen in Afrika, im Nahen Osten und in Asien, in Australien und im Mittleren Westen der USA. Inwieweit diese Krusten den Kreislauf von atmosphärischen Staub beeinflussen, war bisher noch unbekannt. Das Forscherteam hat das für den globalen Maßstab modelliert und im Wissenschaftsjournal "Nature Geoscience" veröffentlicht.
Sand und Wind gelangen in die Atmosphäre
Die Forschenden haben Messdaten zu biologischen Bodenkrusten mit einem globalem Klimamodell kombiniert, kalkulierten deren aktuelle Bedeutung und simulierten verschiedene Zukunftsszenarien. Sie erkannten, dass Biokrusten die globalen Staubemissionen und -ablagerungen stark reduzieren. "Wir schätzen, dass alle Vorkommen zusammen die globalen atmosphärischen Staubbelastung um etwa 60 Prozent reduzieren", fasste Bettina Weber, Biologin an der Universität Graz und Co-Autorin der Publikation, zusammen. Wenn trockene Böden jedoch durch Verlust der Bodenkruste ihre Stabilität verlieren, sind sie ungeschützt der Erosion ausgesetzt, Sand und Wind gelangen in die Atmosphäre.
Wenn der durch Klimawandel und Landnutzungsintensivierung verursachte Biokrustenverlust so hoch sein werde wie erwartet, prognostizieren die Forscher, dass die globale Staubbelastung im Jahr 2070 um bis zu 15 Prozent zunehmen wird. Dies hat die Folge, dass mehr Staub in die Atmosphäre gelangt - mit verschiedenen Auswirkungen. Es sei davon auszugehen, dass Biokrusten die klimatischen Auswirkungen von Staub ähnlich beeinflussen wie die direkte Wirkung von Aerosolen aus menschlicher Aktivität, so die Autoren.
Der Einfluss von Biokrusten auf den globalen Staubkreislauf und die damit verbundenen klimatischen Folgen habe wichtige Auswirkungen auf die Gesundheit, den biogeochemischen Kreislauf und das Funktionieren von Ökosystemen. Sie halten es für notwendig, Biokrusten als Schlüsselakteure im globalen Wandel zu betrachten. Die Autoren empfehlen, dass sie künftig bei der Modellierung des globalen Wandels, bei Maßnahmen zur Abschwächung der aktuellen Klimaentwicklung sowie der Konzeption von Anpassungsstrategien berücksichtigt werden.
Service: E. R.Caballero, T. Stanelle, S. Egerer, B. Weber et al., "Global cycling and climate effects of aeolian dust controlled by biological soil crusts", Nature Geoscience, Mai 2022, DOI 10.1038/s41561-022-00942-1, https://www.nature.com/articles/s41561-022-00942-1