Ökologe untersucht die Fülle und Chemie des Baumkronenbodens

Wenn wir an Boden denken, denken die meisten von uns an Schmutz auf dem Boden. Aber ein überraschend großer Teil des Bodens unseres Planeten gedeiht in den Baumwipfeln alter Wälder, hoch über der festen Erde.

Diese organische Substanz, die aus verrottenden Blättern und Zweigen, Schwebstaub und Feuchtigkeit besteht, wird Baumkronenboden oder Baumboden genannt. Die Studie sei relativ neu, sagt die Ökologin Jessica Murray von der Utah State University. Sie gehört zu den Forschern, die die Geheimnisse des dichten, moosigen Humus lüften, der einen reichhaltigen Lebensraum für Insekten, Vögel, Pilze, Würmer und Pflanzen sowie ein großzügiges Reservoir für die Kohlenstoffspeicherung bietet.

Murray und Kollegen von der Texas A&M University, der University of Toronto Scarborough und dem Imperial College London veröffentlichten neue Informationen über die rätselhafte Ressource in Geoderma. Die Forschung des Teams wurde von der USU, dem National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums und dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada unterstützt.

„In dieser Studie wollten wir verstehen, wo Baumkronenböden vorkommen, wo sie am häufigsten vorkommen und ob sich ihre Eigenschaften – und damit die Bodenentwicklungsprozesse – als Funktion des Klimas oder anderer kleinräumiger Faktoren unterscheiden“, sagt Murray. ein Doktorand am Department of Biology and Ecology Center der USU. „Dies ist die erste Studie, die sich mit den Verteilungsmustern von Baumkronenböden in Wäldern befasst, und eine der wenigen Studien, die versucht haben, die Eigenschaften von Baumkronenböden zu untersuchen.“

Murray sammelte einen Großteil der Daten für die Studie etwa 80 Fuß über dem Boden an sechs Primärwaldstandorten in Costa Ricas Cordillera de Tilarán und Cordillera Volcánica Central, die sowohl karibische als auch pazifische Bergketten umfassen. Zu ihrer Feldausrüstung gehören Kletterausrüstung, Seile, ein Sicherheitsgurt und ein Helm.

„Ich bin auf etwa 30 Bäume geklettert, um Daten zu sammeln“, sagt sie. „Und zu einem dieser Orte zu gelangen, war die härteste Wanderung meines Lebens.“

Murray bezieht sich auf einen Standort mit der Bezeichnung „Puesto 1070“, der entlang eines zusammenhängenden Primärwaldgebiets liegt und einen steilen Aufstieg von etwa 1.970 Fuß auf 3.608 Fuß erforderte – durch dicken Schlamm.

„Allein die Wanderung bis zum Untersuchungsort dauerte acht Stunden“, sagt sie. „Wir hatten unsere gesamte Kletterausrüstung, Verpflegung für acht Tage, Schlafsäcke und Probenahmeausrüstung dabei. Gott sei Dank waren wir mit dieser Baustelle früher fertig, denn mit unserem hart erkämpften Appetit hatten wir auch unsere Lebensmittelvorräte fast früher als geplant aufgebraucht.“

Laut Murray sind die Baumkronen in den tropischen Bergwaldsystemen besonders dicht, mit dichtem Moos, Erde und einer Fülle von Epiphyten – Pflanzen, die auf anderen Pflanzen wachsen – oft als „Luftpflanzen“ bezeichnet –, die nicht parasitär sind und wenig oder gar keine haben Bindung an andere offensichtliche Nährstoffquellen.

„Es ist wie eine andere Welt in der Luft – Baumkronen voller Pflanzen, Insekten und Tiere“, sagt sie. „Zuerst habe ich mit einem Fernglas Untersuchungen durchgeführt, um die Fülle des Baumkronenbodens vom Boden aus zu beurteilen. Aber es war wirklich notwendig, in die Bäume zu klettern, um ein genaues Bild davon zu bekommen, was vor sich ging.“

Murray behauptet, dass Waldkronen viel mehr Kohlenstoff speichern als allgemein angenommen.

„Das ist eine Art hinterlistige Berechnung meinerseits, aber ich bin bereit, sie zu verteidigen und bin begierig darauf, sie weiter zu untersuchen“, sagt sie. „Ich denke, dass der Baumkronenboden 0,4 bis 4 Prozent des gesamten Bodenkohlenstoffs in den Wäldern speichert, in denen er vorkommt, was in den Kohlenstoffbilanzen der Ökosysteme nicht berücksichtigt wird.“

Unter der Leitung von USU-Biologieprofessor John Stark und ehemaliger USU-Fakultätsmitglied Bonnie Waring, letztere jetzt am Imperial College London und Autorin des Artikels, deuten die Ergebnisse des Teams laut Murray darauf hin, dass sowohl das Klima als auch die Baumgröße eine wichtige Rolle für die Fülle des Baumkronenbodens und den Kohlenstoff spielen Aktien und Chemie.

„Das Klima, insbesondere Nebel und Temperaturschwankungen, scheint die Fülle der Baumkronen in den Wäldern zu beeinflussen, während die Größe der Bäume die Fülle der Baumkronen innerhalb eines Waldes bestimmt“, sagt sie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Baumkronenboden anfällig für den Klimawandel ist und dass sein Rückgang zu einer erheblichen Verringerung der Kohlenstoffspeicherressourcen führen könnte.“

Darüber hinaus könnte die Wiederherstellung dieser Ressourcen länger als erwartet dauern, sagt sie.

„Wenn wir über Wiederaufforstung sprechen, berücksichtigen wir nicht nur die Zeit, die für das Nachwachsen des Waldes und das Nachwachsen der Baumkronenmatten benötigt wird“, sagt Murray. „Es kann Jahrzehnte länger dauern, bis wiederhergestellte Wälder, die durch Waldbrände oder Bebauung zerstört wurden, robuste Baumkronen-Bodenmatten regenerieren.“

Als Empfänger des Katherine S. McCarter Graduate Student Policy Award der Ecological Society of America im Jahr 2022 gehört Murray zu den Aggies, die auf der Jahrestagung 2023 der ESA vom 6. bis 11. August in Portland, Oregon, vortragen. Sie präsentiert die sprechen, „Die Persistenz von metabolisch geschütztem vs. mit Mineralien assoziiertem organischem Bodenkohlenstoff in Gegenwart organischer Einträge“ Donnerstag, 10. August, um 16:45 Uhr, in Raum B115 des Oregon Convention Center.

„Bei diesem Treffen werde ich Forschungsergebnisse vorstellen, die sich von der veröffentlichten Studie unterscheiden, aber mit ihr in Zusammenhang stehen Geodermaeinschließlich Arbeiten über die grundlegenden Mechanismen der Kohlenstoffbindung im Boden, die Baumkronenböden meiner Standorte in Costa Rica nutzen“, sagt sie.