Da steckt der Wurm drin: Regenwürmer als Hochwasserschutz

Dass Wissenschaft nicht immer im Elfenbeinturm betrieben wird, davon kann Christine Fischer ein Lied singen. Ein Jahr lang stand sie bei Wind und Wetter auf den weitläufigen Versuchsfeldern von "Jena-Experiment", einer Anlage zur Untersuchung der Biodiversität in Jena.

Unscheinbare Tiere: Regenwürmer bewirken, dass die Wasserleitungsfähigkeit auf Boden steigt. Foto: Andreas Göbel

Unscheinbare Tiere: Regenwürmer bewirken, dass die Wasserleitungsfähigkeit auf Boden steigt. Foto: Andreas Göbel

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Jena. "Wenn am Horizont graue Wolken aufzogen, wusste ich, dass ich noch ziemlich genau zwei Minuten hatte, bis es anfängt zu schütten", erinnert sich die Wissenschaftlerin mit einem Lachen. Ihr Ziel: Den Einfluss von Regenwürmern und Vegetation auf die Wasserleitfähigkeit im Boden zu untersuchen.

Selbst bei Kälte und Regen stand die zierliche junge Frau auf dem Versuchsfeld - für eine Studie mit ungewissem Ausgang. "Anfangs haben wir gezweifelt, ob sich mit dem Experiment überhaupt etwas nachweisen lässt", sagt Juniorprofessorin Anke Hildebrandt vom Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena und dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie, die das Projekt betreut hatte.

Am Ende haben sich jedoch alle Mühen ausgezahlt: "Tatsächlich haben wir eine ganze Menge Erkenntnisse gewonnen." Eines der eigentlichen Ziele war es, die Vorgänge im Boden besser zu verstehen: Wie genau Wasser in der Erde abläuft und was diesen Prozess beeinflusst - was letztlich unter anderem Rückschlüsse auf die Bekämpfung von Hochwasser zulässt.

"Bis heute ist es sehr schwer, das zu untersuchen, weil Dutzende Faktoren beteiligt sind, die sich alle ständig ändern können", sagt Hildebrandt. Angefangen von der Struktur des Bodens, über Körnungsunterschiede wie Lehm- oder Sandboden bis hin zu Vegetation und tierischen Einflüssen. Bislang mussten Hydrologen für ihre Untersuchungen Schätzungen vornehmen und dafür Tausende von Proben nehmen, sagt Hildebrandt. "Ein riesiger Aufwand." Ein Beitrag, diesen Aufwand etwas zu minimieren und neue Einblicke zu bekommen, war Fischers Studie. "Bisher wurden die unterschiedlichen Faktoren immer einzeln betrachtet", sagt sie. "Dass bisher jemand das Zusammenspiel der Bodenfaktoren, Vegetation und Regenwürmern untersucht hat, ist uns nicht bekannt." Mit mehr als 250 etwa untertellergroßen Messpunkten kam sie zu überraschenden Erkenntnissen.

Denn einige der Ergebnisse der Studie lassen jenseits der Grundlagenforschung handfeste Schlüsse zu: Vor allem auf Flächen mit hoher biologischer Vielfalt war die Aufnahmefähigkeit des Bodens besonders hoch. Am günstigsten wirkte sich das Vorkommen von Leguminosen wie Klee aus: Die Pflanzen erhöhen mit ihren Pfahlwurzeln die Aufnahmefähigkeit ohnehin - und locken zudem Regenwürmer an, die den Boden mit ihren Gängen durchziehen. Der Boden wird durch die Gänge und die Krümelstruktur, die Tiere und Pflanzen hinterließen, sehr aufnahmefähig für Wasser.

Stabile Bauwerke

"Große Regenwürmer graben ihre Gänge bis zu zwei Meter tief in den Boden, während kleinere Exemplare vor allem horizontal und nahe an der Oberfläche graben", sagt Fischer. Insbesondere die großen Tunnel würden immer wieder von den Tieren benutzt. Würden diese - etwa durch Pflügen - zerstört, wanderten die Regenwürmer ab, falls sie nicht gleich dem Pflug zum Opfer fielen. Die von den Würmer gegrabenen Poren erwiesen sich überraschend stabil: Selbst nach Überschwemmungen auf den Feldern waren die Auswirkungen der Biodiversität noch messbar.

Besonders aufnahmefähig sind gepflügte Äcker ohnehin nicht: "Die oberste Schicht ist locker, knapp darunter ist die Erde aber verdichtet", sagt Hildebrandt. Ebenfalls negativ wirkten sich reine Grasflächen aus, die kaum Regenwürmer anzögen. Vor allem für Gelände, die als Pufferzonen für Regenwasser dienen, könnten diese Erkenntnisse wichtig sein. "Das eigentlich Bemerkenswerte ist aber die Erkenntnis, dass Biodiversität bis in die Funktion der Erde hineinreicht und deren Einfluss sogar die Eigenschaften des Bodens verändert."

Dass die Studie überhaupt so gut gelingen konnte, verdankt Fischer auch dem Jena-Experiment. "Das Einmalige daran ist neben der Größe die Tatsache, dass es diese Untersuchungsflächen schon so lange gibt", sagt Fischer. "Weltweit gibt es nur wenige Einrichtungen, die so lange bestehen." 2002 wurde das etwa zehn Hektar große Biodiversitätsexperiment von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gegründet. Die 400 verschiedenen Parzellen, "Plots" genannt, liefern seitdem ständiges Studienmaterial für die verschiedensten Fachrichtungen.

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