Der Regenwurmeffekt: Aufklärung der Bodenverwitterungsdynamik

Regenwürmer, die fleißigen Wirbellosen, die die oberen Bodenschichten zieren, gelten seit langem als hilfreiche Helfer in unseren Hausgärten. Regenwürmer sind fleißige Fresser, die organisches Material und Sedimentkörner, aus denen der Boden besteht, zermahlen. Obwohl es sich um sehr unterschiedliche Tiere handelt, haben Würmer, wie viele Geflügelarten, Muskelmagen.

„Würmer fressen einige größere Bodenkörner, nutzen dann die stärksten und größten dieser Körner und behalten sie in ihrem Muskelmagen“, erklärt Adrian Wackett, Doktorand der Bodenwissenschaften an der Stanford University. Diese Mägen eignen sich hervorragend zum Aufbrechen des Bodens, um Nährstoffe freizusetzen.

Während Regenwürmer Ihrem Garten oder Komposthaufen zugute kommen können, können sie invasiv sein und möglicherweise Schäden an natürlichen Ökosystemen verursachen. Die physikalische Verwitterung (oder Zerkleinerung von Gestein oder Sediment in kleinere Stücke desselben Materials) von Böden durch Würmer hat Auswirkungen auf Bodenprozesse, einschließlich der Menge an organischer Substanz und Nährstoffen, die ein Boden aufnehmen kann. Durch den Abbau von Sedimenten erzeugen Würmer auch neue Bodentexturen, die die Art und Weise, wie Wasser in den Boden eindringt, und chemische Prozesse beeinflussen können.

Auch die Verwitterung ist ein wichtiger Faktor im Kohlendioxidkreislauf. „Geologen denken oft, dass Verwitterungsraten einer der Hauptfaktoren sind, die den ‚Thermostat‘ der Erde steuern“, sagt Wackett. Chemische Aktivitäten, einschließlich der Bindung von Kohlenstoff in neue Mineralien, werden durch die Zerkleinerung der Mineralien durch die Würmer unterstützt. Regenwürmer zersetzen aber auch organisches Material und geben dabei Kohlendioxid in die Atmosphäre ab.

Wackett fragte sich, wie viel Mineralien verwitternde Regenwürmer produzieren könnten. In neue Forschung vorgestellt am Mittwoch bei der Geological Society of America GSA verbindet 2023 Bei diesem Treffen werden Wackett und seine Kollegen zeigen, dass die invasive Ausbreitung von Regenwürmern – oder „globale Wurmbekämpfung“ – einen erheblichen Silikatabbau auslöst.

Um besser zu verstehen, wie Würmer Sedimente abbauen, untersuchte das Team Böden im El Yunque National Forest in Puerto Rico. Sie stellten erhebliche Veränderungen in der Sedimentgröße innerhalb der Bodensäule fest, mit kleineren mittleren Partikelgrößen in Bereichen, in denen Regenwurmgräber auftraten. Tatsächlich waren die Quarzkörner in der Wurm-Bioturbationszone fast 50 % kleiner als die Körner ohne Wurmaktivität.

Während andere kurzfristigere Laborexperimente zur Wurmverwitterung durchgeführt wurden, ist dies die erste Studie zum wurminduzierten Kieselsäureabbau von In-situ-Böden. Das Team fand heraus, dass Würmer etwa 2 % der gesamten Verwitterung in den Böden von El Yunque verursachen. Wackett fügt hinzu, dass dies eine konservative Schätzung für die Verwitterung von Würmern sei und weist darauf hin, dass Würmer ein noch stärkerer Verwitterungsmechanismus sein könnten, als diese ersten Schätzungen zeigen.

Die Verwitterungsraten könnten durch die Ausbreitung von Regenwürmern in neue Gebiete zunehmen. Wackett stellt fest, dass Regenwürmer in Wälder nördlicher Breite vordringen, in denen es früher keine Würmer gab.

Das Team untersuchte Korngrößenveränderungen in einer Reihe von Bodenprofilen über die Invasionsgradienten von Regenwürmern in Alaska, Minnesota, Finnland und Schweden, wo der Zeitpunkt der Ankunft der Regenwürmer – und damit der Wurmverwitterung – stärker eingeschränkt ist. Sie stellten deutliche Verschiebungen der mittleren Partikelgröße an diesen historisch wurmfreien Standorten fest.

Wackett kommt zu dem Schluss, dass zwar jeder Wurm „kleine Änderungen hervorruft, aber wenn man sie vergrößert, kommt man tatsächlich zu ziemlich großen Änderungen.“ [weathering contributions].“