Nährstoffeinträge, eine zunehmende Bedrohung für tropische Wälder
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(11.2.2025) Die Tropenwälder, oft als „Lungen der Erde“ bezeichnet, sind durch Abholzung oder Brandrodung, aber auch durch weniger sichtbare Bedrohungen wie Nährstoffanreicherung unter Druck geraten. Eine kürzlich in Current Forestry Reports veröffentlichte Studie untersucht erstmals systematisch, wie der Eintrag von Stickstoff, Phosphor und Kalium durch menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft das Wachstum und die Zusammensetzung dieser empfindlichen Ökosysteme beeinflusst.
Ein internationales Team von Wissenschaftler*innen der Universität Kaiserlautern-Landau (RPTU ↗), der HAWK Hochschule ↗ Hildesheim/ Holzminden/ Göttingen und des HUN-REN-Zentrums ↗ für ökologische Forschung in Ungarn fand jetzt heraus, dass die Nährstoffanreicherung durch menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft und die Verbrennung fossiler Brennstoffe ebenfalls eine erhebliche Gefahr für die empfindliche Dynamik der Tropenwälder darstellt, insbesondere der verstärkte Eintrag von Nährstoffen, könnten die Produktivität, Struktur und Funktion der tropischen Vegetation erheblich verändern, so ihr neues Forschungsergebnis.
Um besser zu verstehen, wie sich Nährstoffablagerung auf die Regeneration in tropischen Ökosystemen auswirkt, hat das Forschungsteam dafür Studien zusammengefasst, in denen Setzlingen tropischer Baum- und Straucharten Stickstoff (N), Phosphor (P), NP oder beides in Kombination mit Kalium (NPK) zugesetzt wurden.
Daisy Cárate Tandalla dokumentiert die verpflanzten Setzlinge in einer Versuchsfläche. Foto: Jürgen Homeier
Wachsende Bedrohung durch menschliche Aktivitäten
Durch die ergänzende Auswertung von Daten aus 59 Studien, die in tropischen Regionen auf der ganzen Welt durchgeführt wurden, konnten die Forschenden mit Hilfe einer Meta-Analyse breite Muster der Nährstoffwirkungen aufdecken. Ihre Analyse ergab, dass die Zugabe von Nährstoffen das Wachstum von Baumsämlingen erheblich steigerte, wobei die Sprossbiomasse um durchschnittlich 26 Prozent und die Wachstumsraten um 14 Prozent zunahmen. Vor allem die Kombination von Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) hatte die deutlichsten Auswirkungen und führte zu einer Steigerung der Wachstumsrate um bis zu 27 Prozent. „Diese Auswirkungen waren an saisonal trockenen Standorten besonders ausgeprägt, wo die Wachstumsraten um 38 Prozent und die Sprossbiomasse um beeindruckende 70 Prozent anstiegen“, so die Ergebnisse. „NPK sind grundlegende Nährstoffe für das Pflanzenwachstum. Viele tropische Böden sind jedoch nährstoffarm und die Zugabe dieser Nährstoffe begünstigt vor allem schnell wachsende, konkurrenzstarke Arten, wodurch sich die Zusammensetzung des Waldes verändern kann“, erklärt Dr. Daisy Cárate Tandalla von der RPTU.
Das Team unter der Leitung von Daisy Cárate Tandalla (Mitte) bei der Arbeit mit Baumsetzlingen für ein Verpflanzungsexperiment im Schutzgebiet San Francisco, Ecuador. Foto: Daisy Cárate
Menschliche Aktivitäten verändern die natürlichen Nährstoffkreisläufe dramatisch. Während vulkanische Aktivitäten und Waldbrände in der Vergangenheit zu Nährstoffeinträgen beigetragen haben, haben die Landwirtschaft und die Verbrennung fossiler Brennstoffe diesen Prozess intensiviert und selbst auf die entlegensten tropischen Regionen ausgedehnt. Diese Nährstoffeinträge können bestimmten Baumarten
einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, was zu homogenisierten Wäldern mit weniger Arten führt - ein Trend, der die Artenvielfalt und die Stabilität der Ökosysteme bedroht, so die Forschenden. Dr. Péter Batáry vom HUN-RUN-Zentrum warnt: „Diese Veränderungen können die Artenvielfalt in ganzen Nahrungsketten verringern und die Widerstandsfähigkeit der Wälder angesichts des Klimawandels schwächen. Der Verlust an Vielfalt verringert auch die Fähigkeit der Wälder, sich an Umweltstressoren anzupassen“.
Die Verpflanzung von Baumsetzlingen im tropischen Bergwald in Südecuador. Foto: Jürgen Homeier
Die Ergebnisse unterstreichen, dass dem Nährstoffmanagement in tropischen Regionen dringend Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. Die Nährstoffbelastung mag zwar wie ein lokales Problem erscheinen, sie wirkt sich jedoch auf die globalen Ökosysteme aus und beeinträchtigt die biologische Vielfalt, die Kohlenstoffspeicherung und die allgemeine Gesundheit des Planeten. Die Tropenwälder sind ein Eckpfeiler des Lebens auf der Erde, und die Erhaltung ihrer Komplexität und Widerstandsfähigkeit ist von entscheidender Bedeutung. Diese Studie erinnert zur rechten Zeit daran, dass selbst weit entfernte menschliche Aktivitäten weitreichende Folgen für die natürliche Welt haben können, betonen die Forschenden.
(Sabine zu Klampen, HAWK)
Die Studie:
Cárate Tandalla, D., Homeier, J. & Batáry, P. Responses of Tropical Tree Seedlings to Nutrient Addition: A Meta-analysis to understand future changes in Tropical Forest Dynamics. Curr. For. Rep. 11, 3 (2025). doi.org/10.1007/s40725-024-00240-6 ↗