Wie wirkt sich Feuer auf Bodenmikroben aus?

Dieser Artikel stammt von Steven Shafer, Ph.D., dem ehemaligen Chief Scientific Officer des Soil Health Institute und pensionierter Bodenmikrobiologe des Noble Research Institute.

Feuer beeinflusst viele wichtige Ökosystemprozesse. Vieles von dem, was wir über die Auswirkungen von Feuer auf terrestrische Ökosysteme wissen, stammt aus vielen Jahrzehnten der Forschung über die Auswirkungen von Wald- und Präriebränden auf Pflanzengemeinschaften und -sukzession, Nährstoffkreisläufe, Erosion und Bodeneigenschaften.

Der Boden selbst ist ein komplexes Ökosystem, das alle oberirdischen Lebewesen unterstützt. Böden beherbergen auch eine unglaubliche Vielfalt an Bakterien, Pilzen und anderen Mikroben, die von verschiedenen Faktoren wie Bodennährstoffen, saisonalen Veränderungen, Dürre, pH-Wert, chemischen Anwendungen, Pflanzenarten und landwirtschaftlichen Praktiken beeinflusst werden. Obwohl viele Mikroben an Umgebungen mit hohen Temperaturen angepasst sind (wir alle sind fasziniert von Berichten über seltsame Mikroben, die direkt an den Rändern von Geysiren und Unterwasserschlote wachsen), kann kein physiologisch aktiver Mikroorganismus Feuer überleben.

Wir haben jedoch gelernt, dass Feuer eine starke regenerierende Kraft ist. Aus diesem Grund sind vorgeschriebene Verbrennungen nützliche Managementinstrumente in Wäldern und Weideland, um altes Wachstum zu beseitigen, neues Wachstum zu stimulieren und Nährstoffe zu recyceln.

Wir können die Vorteile des Feuers für Pflanzengemeinschaften sehen, die sich von ruhenden Samen und überlebenden Wurzeln erholen, aber es gibt auch Vorteile für das Unsichtbare. Die Mikroorganismen, die durch Feuer in der Nähe der Bodenoberfläche getötet werden, wo die Temperaturen während eines Feuers am höchsten sind, werden zur Nahrung für die Überlebenden, die entkommen, indem sie tiefer unten leben oder in gelegentlichen Bodenaggregaten (gebundene Ansammlungen von Bodenpartikeln, die möglicherweise umhüllen Mikroben und schützen sie vor hohen Temperaturen).

Dauer und Intensität der Temperaturspitzen wirken sich am stärksten auf die Bodenorganismen aus. Wenn es heiß genug wird, kann der Boden zumindest in den oberen paar Zentimetern tatsächlich sterilisiert werden. Emissionen von Kohlendioxid, die normalerweise von den Bodenmikroben aufsteigen, können aufgrund der reduzierten Population kurzzeitig unterdrückt werden.

Einige der empfindlichsten Mikroben sind die Mykorrhizapilze, die an eine symbiotische (wörtlich „zusammenlebende“) Beziehung mit Pflanzenwurzeln angepasst sind. Die Pilze können in der Nähe der Bodenoberfläche reduziert werden, wo sich schließlich neue Pflanzenwurzeln festsetzen. Diese Pflanzen können anfangs Probleme haben, wenn diese Pilze fehlen, die bei der Nährstoffaufnahme helfen. Aber die Mikrobenpopulation wird sich erholen, sobald der erhitzte Boden abkühlt und mikrobielle Zellen und Sporen durch Wind und Wasser wieder eindringen. Der Kreislauf von Nährstoffen nimmt schnell zu, und ihre Verfügbarkeit für neu entstehende Pflanzen ermöglicht den Beginn der Wiederbesiedlung.

Feuer ist eine Störung in der Natur, aber das Leben ist seltsam schwer zu leugnen. Einzelne Arten von Bodenmikroorganismen können extrem empfindlich auf die Bedingungen reagieren, die durch Feuer und seine unmittelbaren Folgen entstehen, aber als Gruppe sind Mikroorganismen die erfolgreichsten auf dem Planeten. Sobald sie mit dem Erholungsprozess beginnen, werden die Pflanzen und Tiere bald folgen.