Dreckige Luft, Plastik im Meer und Berge von Müll – das sind Umweltprobleme, über die gerade viel zu lesen ist. Aber was ist mit dem Boden unter unseren Füßen? Wie geht es den Millionen Organismen, die in der Erde leben? Der Zustand der Böden ist bedeutend für die Zukunft unserer Landwirtschaft und der Natur. DIE ZEIT hat zusammengefasst, wie es um sie steht:

Was wir wissen

Rund ein Drittel des Weidelandes und ein Viertel der Acker- und Waldböden sind bereits stark beeinträchtigt worden. Jedes Jahr gehen weltweit 10 Millionen Hektar Äcker verloren – die Fläche von 15 Millionen Fußballfeldern. Sie verwandeln sich in Ödland, das für die Erzeugung von Lebensmitteln kaum mehr taugt. Böden werden zu Wüsten, oder sie werden zubetoniert mit Straßen, Parkplätzen und Gebäuden. Allein in Deutschland werden täglich rund 60 Hektar Forst- und Landwirtschaftsareal zu Siedlungs- und Verkehrsflächen.

Dieser Schwund, warnt Maria Flachsbarth, Staatssekretärin im Bundesentwicklungsministerium, erschwere eine der größten Aufgaben der Menschheit: die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren.

"Pedosphäre" nennen die Experten jene Haut der Erdkruste: die Sphäre zu unseren Füßen. Sie ist der Urgrund allen Lebens, überdies eine Schaltzentrale des irdischen Wasserhaushalts, und neuerdings gilt sie als zentral im Kampf gegen den Klimawandel. Die Böden der Erde bringen alles zusammen. Sie verbinden Gestein und Atmosphäre, Luft und Wasser, Raum und Zeit, Leben und Tod.

Die Grundsubstanz jedes Bodens ist mineralisch. Gestein verwittert und zerfällt in Bruchstücke; deren Partikel vermischen sich mit neu gebildeten Mineralen. Je nach Körnergröße entwickeln sich verschiedene Bodenarten: Im Ton messen die einzelnen Körner höchstens 0,002 Millimeter; größer sind sie im Schluff; und Sandkörner haben einen Durchmesser von bis zu zwei Millimetern. Hinzu kommt der Humus, bestehend aus all den toten organischen Substanzen, die der Boden von abgestorbenen Pflanzen und Tieren erbt. Erst durch Humus kann Boden fruchtbar werden.

Abermilliarden Überlebenskünstler arbeiten im Innern der irdischen Haut permanent daran, alles Tote ins Leben zurückzuführen. Die Wiederauferstehung ist das Werk rastloser Lebewesen: Mikroben und Pilze, Termiten, Spinnen, Asseln, Larven und Mäuse wühlen, atmen, jagen oder essen – und sie alle verdauen.

Stellt man sich diesen Recyclingbetrieb vor, machen allein die Zahlen schwindlig: Auf einer Waldfläche von einem Hektar Größe, also einem Quadrat mit hundert Metern Kantenlänge, halten 15 Tonnen mehrzelliger Tiere den Nahrungskreislauf in Schwung (Säuger und Vögel nicht mitgezählt). Und in einem einzigen Kubikmeter wandeln eine Million Wimperntierchen, ebenso viele Fadenwürmer, hundert Millionen Algen, hundert Milliarden Pilze, 30 Billionen Bakterien jeden Krümel organischen Materials in anorganischen Pflanzendünger um: Die Verdauungsleistung dieses Mikrokosmos schafft jene Nährstoffe, die Gras zum Wachsen bringen.

Biologischer Superstar im Untergrund ist der Regenwurm. Es gibt ihn in rund 7000 Arten, 46 davon leben in deutschen Böden. Bis zu acht Meter tief gräbt der Regenwurm seine Gänge für Wasser und Luft. Unter einem Quadratmeter Wiese kann er Tunnels mit einer Gesamtlänge von einem Kilometer bauen. Pflanzen fällt es leichter, Wurzeln ins so gelockerte Erdreich zu treiben. Dort zehren sie auch gleich noch von nährstoffreichen Bodenkrümeln, den Ausscheidungen des Wurms.

Eine Hälfte Acker, ein Drittel Wald

Deutschland, aufgeteilt nach der Fläche, die verschiedene Nutzungsarten beanspruchen

Quelle: Statistisches Bundesamt 2017

Pilze nutzen die gedüngten Labyrinthe ebenfalls. Sie bauen dort Netzwerke aus Fadengespinsten auf, die wiederum den Untergrund zu einem stabilen Gewebe verbinden. Darin setzen die einzelnen Spezies auf Symbiosen. In der Mykorrhiza etwa profitieren Pilze an den Wurzeln vom organischen Pflanzenmaterial und revanchieren sich für jede Kohlenhydratlieferung unter anderem mit Stickstoff und Phosphaten. Zuweilen ekeln sie auch noch Schädlinge und Krankheiten weg. In einem großen Bericht zur Mikrobenwelt der Pedosphäre schwärmt die Akademie der Amerikanischen Mikrobiologen: "Unter unseren Füßen werden unzählige höchst lebendige Gespräche geführt."

Aufgebrochen, vergiftet, fehlernährt oder versalzen

Wie das unterirdische Leben, so tragen auch Wasser, Luft und das unruhige Erdinnere zum steten Wandel bei. Sie verleihen der Erde ihre bunte Haut: fruchtbare, humusreiche Schwarzerde, sauren und nährstoffarmen Podsol, nassen Stauwasserboden, braunen Auenboden, feuerroten Ferralsol oder aus vulkanischen Aschen fabrizierten Andosol – oft schwarz wie die Nacht. Diese Vielfalt bringt auch die Fülle der Pflanzen- und Tierarten hervor.

Und doch wird sie weltweit malträtiert. Von Indien über den Hambacher Forst bis nach Kolumbien und Kanada wird Land für Rohstoffe aufgebrochen. Radioaktivität und Chemikalien vergiften dann die Böden. Industriegebiete dehnen sich aus. Abholzung beschleunigt Erosion. Und die Urbanisierung frisst in Entwicklungs- und Schwellenländern oft ausgerechnet das fruchtbarste Schwemmland an den Küsten und die für Bauern wertvollen Schwarzerden weg.

Wer düngt wie viel?

In Europa sinkt der Mineraldünger-Verbrauch, in China steigt er.

Quelle: "Bodenatlas" (2015)

Doch auch die Landwirtschaft selbst zehrt von ihrem eigenen Fundament, oft infolge von Armut und um wachsende Familien zu ernähren. In Afrika ist das Erdreich schon aufgrund seiner langen Ausnutzung unterernährt. Auf 85 Prozent der Flächen mangelt es an Stickstoff, Phosphat und Kalium. Pro Hektar werden im Durchschnitt nur gerade acht Kilogramm Mineraldünger eingesetzt – 93 sind es weltweit.

Im Gegensatz dazu leiden die Böden in vielen reichen Ländern an zu viel synthetischer Chemie und Gülle, an zu wenig organischem Material aus Pflanzenresten oder Mist. Diese Fehlernährung, sagt die Bodenökologin Andrea Beste, Beraterin der Grünen, sei ähnlich unausgewogen "wie bei Menschen, die viel Zucker, aber zu wenig Vitamine und Ballaststoffe essen".

Wo noch keine Hightech-Reifen ihren Druck verringern, verdichten schwere Landmaschinen die Böden; wo noch keine fein dosierte Tröpfchenbefeuchtung eingeführt wurde, lässt ein Übermaß an Kunstdünger und Bewässerung sie versalzen. In der Folge trocknen sie leichter aus. Und trockene Böden werden leichter verweht oder fortgeschwemmt.

Fatal ist das, weil die Erneuerung dieser Lebensressource historischer Zeiträume bedarf. "Es braucht manchmal Jahrtausende, um einen fruchtbaren Oberboden entstehen zu lassen", sagt die Hamburger Bodenökologin Eva-Maria Pfeiffer, "aber nur wenige Stunden eines starken Regens oder Sturms, um ihn unwiderruflich zu verlieren" – die empfindlichen Böden gehören zu den ersten Opfern des Klimawandels. Und paradoxerweise übt just der Versuch, die Erderwärmung mit Energiepflanzen und nachwachsenden Rohstoffen zu stoppen, weiteren Druck auf die strapazierten Böden aus.

Was hilft den Böden?

All das führt zu Knappheit. Und die erzeugt global eine Gier auf fruchtbare Flächen. Dies wiederum spitzt eine der grundsätzlichsten Fragen überhaupt zu: Wem gehört die Welt? Ist doch das Land bereits heute höchst ungleich verteilt. Jedem Erdenbürger stünden rechnerisch rund 2000 Quadratmeter zur Verfügung. Ein deutscher Konsument aber beansprucht mehr als das Doppelte. Die Hälfte seiner Lebensmittel wächst anderswo, Futtermittel werden aus Nord- und Südamerika importiert, aus Asien und Afrika Öl und exotische Früchte.

Deren Anbau verdrängt die Kleinbauern. Wer Land bewirtschaftet, das ihm nicht selbst gehört, und bei Pacht oder Preis nicht mithalten kann, wird häufig von Plantagenbetreibern verjagt – auf schlechtere Böden oder dorthin, wo schon andere leben. Die Konkurrenz unter den Armen sei Ursache für Hunger und Flucht, und sie schüre Kriege, sagt Monique Barbut, die das Wüstensekretariat der Vereinten Nationen in Bonn leitet: "Die Menschen kämpfen dann mit ihren Nachbarn – oder sie ziehen weg."

Aufgeschreckt von Gewalt und Migration, befassen sich Politiker intensiver mit Landrechten und Böden. Dabei treibt sie eine neuere Erkenntnis an: Landwirte sind nicht nur Opfer des Treibhauseffekts, sondern sie heizen ihn auch selbst mit an – je nachdem, wie sie den Boden bestellen.

Ackerbau und Viehzucht sind global für rund 15 Prozent der Klimagas-Emissionen verantwortlich. Weitere 15 Prozent entfallen auf Entwaldung und die Umwandlung von Grünland und Feuchtgebieten in Agrarflächen. Besonders Moorböden sind hochbedeutsam. Werden sie trockengelegt und bewirtschaftet, entweichen neben Kohlendioxid auch Methan und Lachgas. Intakte Moore hingegen kühlen ihre Umgebung und binden enorme Mengen Kohlenstoff. Feuchtgebiete wiederherzustellen sollte daher im Klimaschutz Priorität haben, fordert der Greifswalder Ökologe Hans Joosten: "Moor muss nass." Doch auch andere gesunde Böden speichern Kohlenstoff – weltweit geschätzt doppelt so viel wie alle Wälder und die Atmosphäre zusammen. Würden Bauern nur einen Teil ihrer Emissionen einlagern, böten sie einen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels.

Wo CO2 gebunkert wird

So viel Kohlenstoff speichern weltweit die unterschiedlichen Ökosysteme.

Quelle: "Bodenatlas" (2015)

Deswegen wurde mit dem UN-Klimaabkommen von Paris die "4-Promille-Initiative" gestartet. Die Idee der französischen Regierung ist nach dem Anliegen benannt, den Vorrat an organischer Substanz im Boden jedes Jahr um 0,4 Prozent erhöhen. Das soll unter anderem mithilfe verkohlter Pflanzenreste erreicht werden. Andere zielen mit "regenerativer Landwirtschaft" gleich auf dreifachen Nutzen: CO₂ soll in wachsenden Humusschichten gebunden werden, was zugleich die Bodenfruchtbarkeit verbessern und bei der Anpassung an den Klimawandel helfen würde.

Da die Vitalisierung des Bodens von vielen Faktoren abhängt – von Bodenart, Gestein und Klima, vom Gelände und vom verfügbaren Wasser –, lauten die Rezepte lokal ganz unterschiedlich: Dämme bauen. Terrassen anlegen. Angepasste Mischkulturen, Bäume und Sträucher pflanzen. In früheren Prärien und Tundren wieder tief wurzelnde Gräser wachsen lassen. Nutztiere aus den Ställen auf die Weiden stellen.

Was vor Ort dem Boden konkret hilft? Das könnten Biobauern wissen. In der bislang umfassendsten Vergleichsstudie zu konventionellem und ökologischem Anbau haben Forscher des Thünen-Instituts gezeigt: Ökolandwirte haben am ehesten Erfahrung damit, Pflanzen ohne chemische Nachhilfe Kraft aus dem Boden holen zu lassen – und ihn zugleich zu erneuern.

Wir wissen wenig über den unterirdischen Kosmos als System

Was wir nicht wissen

Komplizierter Mikrokosmos: Selbst der Regenwurm hat noch Geheimnisse

"Wir wissen mehr über die Bewegung der Himmelskörper als über den Boden unter unseren Füßen", schrieb schon Leonardo da Vinci. Da ist noch immer viel dran. Der unterirdische Kosmos aus unzähligen pflanzlichen, tierischen, bakteriellen oder zu den Pilzen zählenden Arten ist hochkomplex – und als System wenig erforscht.

In den vergangenen Jahren wurden zwar neue globale Informationssysteme angelegt, die Satellitendaten und lokale Messungen miteinander kombinieren. (Besonders bei den afrikanischen Böden gab es enormen Nachholbedarf an verlässlichen Daten.) Trotzdem klaffen noch große, grundlegende Lücken. Angaben zum Gehalt an Humus oder Phosphor etwa sind oft Annäherungen, weil er lokal variiert und auch unterschiedlich gemessen wird.

Vieles hätten die Forscher über physikalische und chemische Vorgänge im Erdreich gelernt, sagt die Bodenökologin Eva-Maria Pfeiffer. Doch Lehrstühle für Bodenkunde seien abgebaut worden, "deshalb weiß man selbst über Regenwürmer und Springschwänze noch nicht alles", kritisiert sie. "Geschweige denn darüber, wie die zahllosen unterirdischen Lebewesen im Ökosystem zusammenarbeiten."

Das gilt besonders für die Bodenmikroben. Deren Genome werden von Biotechnologen mit wachsendem Eifer analysiert. Sie untersuchen die Funktionen der Organismen sowie ihr Zusammenwirken untereinander und mit den angebauten Pflanzen. Biologisches "Superfood" soll zukünftig die Wurzelbakterien gezielt stimulieren. Unternehmen erhoffen sich von fitten Bodenorganismen Inspiration für neue Produkte – idealerweise für eine Landwirtschaft, die mit weniger Pestiziden und Kunstdünger auskommt.

Auch die Bedeutung des Bodens für das Weltklima gerät mehr und mehr in den Blick der Forscher. Zum Beispiel rechnen sie hoch, wie viel Methan in die Atmosphäre gelangen könnte, wenn die Permafrostgebiete auftauen. Umgekehrt wissen sie noch zu wenig darüber, wie viel Kohlendioxid der Untergrund genau aufnehmen könnte. Dies kann einerseits durch unterirdische Einlagerung (Sequestrierung) geschehen. Doch nachhaltiger wäre es, den Kosmos unter unseren Füßen überall dort zu reaktivieren, wo er beeinträchtigt oder zerstört ist – damit er ganz von selbst zusätzliches CO₂ speichern kann.

Für eine solche Erneuerung der Böden mangelt es aber weltweit noch immer an praktischem Wissen, vor allem bezogen auf die Lage vor Ort: Welche Anbausysteme können die Haut der Erde am besten wiederbeleben? Welche Rolle spielen dabei die tieferen Schichten der Böden, sozusagen die Unterhaut? Wie müssen sich Märkte und Ernährungsverhalten verändern? Bei der Präzisierung der Antworten sind nicht nur Bauern und Biologen gefragt, sondern auch Ökonomen und Sozialwissenschaftler.