Lebendiger Boden

Boden im Klimawandel

In Bad Lauchstädt bei Halle werden in einem großangelegten Langzeitexperiment, der sogenannten "Global Change Experimental Facility" (GCEF), die Auswirkungen kommender Klimaveränderungen auf landwirtschaftlich genutzte Äcker und Wiesen untersucht.

Von Jochen Zielke und Dieter Engelmann

Mit rund sieben Hektar gehört die GCEF zu den weltweit größten Freilandversuchsanlagen im Bereich landwirtschaftliche Klimaforschung. Seit 2014 im Betrieb, soll das Experiment mindestens 15 Jahre andauern. Der ungewohnt lange Zeitraum ermöglicht den Wissenschaftlern vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, die Folgen von Klimawandel und Landnutzung auf das Ökosystem Boden genau zu untersuchen.

Konventionelle und ökologische Bewirtschaftung

Kern der Anlage sind 50 Parzellen von 16 mal 24 Meter Größe. Diese Größe erlaubt eine praxisnahe Bewirtschaftung mit Traktor und Maschinen. Fünf unterschiedliche Landnutzungen werden untersucht. So wird auf jeweils zehn Parzellen konventioneller Ackerbau, ökologischer Ackerbau, intensive Graslandnutzung, extensive Graslandnutzung durch Mahd und extensive Graslandnutzung durch Beweidung betrieben.

Alle Parzellen sind mit einer Stahlkonstruktion überbaut. Zusätzlich ist die Hälfte der Parzellen mit elektrisch schließbaren Dächern und Seitenwänden sowie einer Beregnungsanlage ausgerüstet. Auf diesen Parzellen können die Forscher ein Klimaszenario für die verschiedenen Landnutzungsformen simulieren und in seinen Auswirkungen vergleichen.

Simuliert wird ein Klima, wie es in einigen Jahrzehnten für die Region erwartet wird. Nämlich mit erhöhter Durchschnittstemperatur, weniger Sommerniederschlag und erhöhtem Niederschlag in Frühjahr und Herbst. Die Steuerung der Anlage erfolgt über ein selbst entwickeltes drahtloses Sensornetzwerk.

Weniger Regen im Sommer

Für die Klimasimulation werden die Dächer und Seitenwände automatisch von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang geschlossen. So wird die nächtliche Abkühlung und der aufkommende Bodenfrost im Herbst deutlich verzögert, die Durchschnittstemperatur also erhöht.

Im Sommer werden die Dächer bei Regen immer wieder geschlossen, um den Niederschlag um 15 bis 20 Prozent zu reduzieren. Die Beregnungsanalage erhöht im Frühjahr und Herbst den durchschnittlichen Niederschlag um fünf bis zehn Prozent.

Für die Pflanzen ist der geringe Regen gerade in ihrer Hauptwachstumsphase im Sommer eine große Belastung, die in der Regel auch zu deutlichen Ertragseinbußen führen. Spannend für die Forscher sind Aspekte wie: Welche Landnutzungsform wird mit dem veränderten Klima am besten zurechtkommen? Wie wird sich die Artengemeinschaft in und über dem Boden entwickeln?

Und auch die Nutzpflanzen selbst stehen im Fokus: Wird es zu mikroevolutiven Prozessen kommen, also Anpassungen der Pflanzen an den Klimawandel? Die Forscher versprechen sich hier neue Erkenntnisse, die uns dann auch helfen können, die Landwirtschaft für den kommenden Klimawandel besser aufzustellen.