Heterogene Reaktionen von mikrobiellen Gemeinschaften und Funktionen im Boden küstennaher Feuchtgebiete auf langfristige Stickstoffeinträge

Warum zusätzlicher Stickstoff in der Luft wichtig ist

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Einsatz von Düngemitteln führen zu steigenden Stickstoffmengen in der Atmosphäre, von denen ein großer Teil schließlich wieder auf die Erde zurückfällt. Küstennahe Feuchtgebiete, die große Mengen Kohlenstoff speichern und vielfältigen Lebensräumen schützen, liegen direkt im Pfad dieses unsichtbaren Niederschlags. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache, aber weitreichende Frage: Wenn diese Feuchtgebiete über Jahre hinweg mit unterschiedlichen Formen und Mengen von Stickstoff begossen werden, wie reagieren die verborgenen Bodenmikroben – und welche Folgen hat das für klimaschädliche Gase und Nährstoffbelastung?

Langfristige Stickstoff-Begießung untersuchen

Um das zu untersuchen, führten Forscher ein siebenjähriges Feldexperiment in einem Küstenfeuchtgebiet im Mündungsgebiet des Gelben Flusses in China durch. Sie ahmten atmosphärische Stickstoffeinträge nach, indem sie regelmäßig drei Düngemitteltypen ausbrachten, die entweder Ammonium, Nitrat oder eine Mischung aus beidem lieferten, und zwar in niedrigen, mittleren und hohen Dosen. Anschließend entnahmen sie Bodenproben und nutzten DNA-Sequenzierung, um drei große Gruppen mikroskopischen Lebens zu erfassen: Prokaryoten (Bakterien und Archaeen), Pilze und eine Gruppe einzelliger Räuber namens Cercozoa. Außerdem setzten sie hochdurchsatzfähige Genchips und Isotopenverfolgung ein, um die Häufigkeit von Genen, die am Kohlenstoff-, Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelkreislauf beteiligt sind, zu messen und um direkte Raten der Stickstoffumwandlung im Boden nachzuverfolgen.

Verschiebungen unter der Oberfläche

Der zusätzliche Stickstoff veränderte die unterirdischen Gemeinschaften eindeutig, doch nicht alle Mikroben reagierten gleich. Insgesamt nahmen die Diversität bei Prokaryoten und Cercozoa zu, während die Pilzgemeinschaften überraschend stabil blieben. Die chemische Form des Stickstoffs spielte eine größere Rolle als die Menge: Ammonium versus Nitrat beeinflusste stark, welche Prokaryoten- und Cercozoa-Typen vorhanden waren und wie sich ihre Gemeinschaften zusammensetzten, während Pilzgemeinschaften kaum reagierten. Cercozoa erwiesen sich als besonders empfindlich und zeigten ausgeprägte Veränderungen in Diversität und Struktur, was darauf hindeutet, dass diese kleinen Räuber als Frühwarnindikatoren für Umweltveränderungen in küstennahen Feuchtgebieten dienen könnten.

Netzwerke von Kooperation und Konkurrenz

Mikroben im Boden leben nicht als isolierte Arten; sie bilden komplexe Netzwerke aus Kooperation, Konkurrenz und Prädation. Durch den Aufbau

Zitation: Sun, M., Li, M., Xie, B. et al. Heterogeneous responses of soil microbial communities and functions in coastal wetlands to long-term nitrogen deposition. npj Biofilms Microbiomes 12, 93 (2026). https://doi.org/10.1038/s41522-026-00947-3

Schlüsselwörter: Stickstoff-Eintrag, küstenahe Feuchtgebiete, Bodenmikroben, Treibhausgase, mikrobielle Netzwerke