Ökosysteme

Waldbrandreste enthalten viele freie Radikale

Tausende Quadratkilometer Wald, Gras- und Buschland stehen alljährlich in Flammen, weltweit verbrennen rund vier Prozent der Landoberfläche. Zurück bleiben mehr als 250 Megatonnen verkohlter Pflanzen. In den Brandresten haben Forscher nun große Mengen schädlicher freier Radikale nachgewiesen. Das könnte Ökosysteme negativ beeinflussen.

Die Forscher um Gabriel Sigmund und Thilo Hofmann vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien haben für ihre nun im Fachjournal „Nature Communications Earth & Environment“ erschienene Studie Kohleproben aus den Rückständen von Wald-, Gras- und Buschbränden in unterschiedlichen klimatischen Zonen analysiert. In allen 60 Proben aus zehn unterschiedlichen Bränden wiesen sie umweltbeständige freie Radikale in einer Konzentration nach, die jene, die üblicherweise in Böden vorkommt, um das Zehn-bis Tausendfache übersteigt.

„Unsere Erwartungshaltung war, dass diese schnell wieder weg sind, doch diese Konzentration blieb über mindestens fünf Jahre stabil“, erklärte Hofmann gegenüber der APA. Das zeigten Analyse von Kohleproben, die über mehrere Jahre hinweg nach einem Waldbrand am gleichen Ort gesammelt wurden.

Umweltbeständige freie Radikale sind potenzielle Vorläufer von Sauerstoffradikalen, die oxidativen Stress auf Zellebene verursachen. So können sie beispielsweise die Keimfähigkeit von Pflanzen hemmen, Zellgifte produzieren oder toxisch auf wirbellose Wasserbewohner wirken.

Negative Effekte für Organismen

Die Forscher zeigten, dass die Konzentration umweltbeständiger freier Radikale mit dem Verkohlungsgrad ansteigt. Holzige Brennstoffe wie etwa bei Waldbränden begünstigten dabei höhere Konzentrationen. „Gerade Waldbrandholzkohlen sind unserer Vermutung nach eine global sehr bedeutsame Quelle für umweltpersistente freie Radikale und damit potenziell auch für schädliche reaktive Sauerstoffspezies“, so Hofmann.

Eigentlich gehören Brände in vielen Ökosystemen zum natürlichen Kreislauf und können zu deren Stabilisierung und zur Eingrenzung des Feuerrisikos beitragen. Doch Hofmann verweist auf die durch den Klimawandel bedingte höhere Häufigkeit und Intensität von Waldbränden. Bei sehr intensiven und großen Bränden, wie in den vergangenen Jahren in Kalifornien (USA), sowie in Ökosystemen, die nicht an Brände adaptiert sind, wie etwa in der arktischen Tundra oder im Regenwald, sei dies aber differenzierter zu betrachten. „Es ist wesentlich, wie stark es wo brennt“, sagte Sigmund zur APA.

So komme es nach großen Bränden zu einer massiven Erosion und viel Asche und Kohle werde in die Flüsse geschwemmt. Dort könnten die umweltbeständigen freien Radikale durch oxidativen Stress negative Effekte auf Organismen haben. Die Wissenschaftler hoffen, in zukünftigen Studien zu untersuchen, was das für die Regenerationsfähigkeit der verbrannten Landschaften und für umliegende Oberflächengewässer bedeutet.