Buffalo Grazing Effects on the Physical–Mechanical Quality and Load-Bearing Capacity of Hydromorphic Riparian Soils in the Brazilian Atlantic Forest​

In den tiefliegenden Tälern des brasilianischen Atlantischen Regenwaldes, wo das Land von Natur aus feucht ist und der Boden oft nahe der Sättigung liegt, findet ein stiller Kampf um die Gesundheit des Bodens statt. Dies ist kein Krieg der Waffen, sondern ein Krieg von Gewicht und Wasser. Der Boden in diesen Überschwemmungsgebieten ist hydromorph, was bedeutet, dass er durch die Anwesenheit von Wasser geformt wird, was ihn weich und leicht komprimierbar macht. Wenn schwere Tiere über diese feuchte Erde laufen, drücken ihre Hufe nach unten, pressen die winzigen Lufttaschen aus dem Boden und packen die Partikel dichter zusammen. Dieser Prozess, bekannt als Verdichtung, verwandelt einen schwammigen, atmenden Boden in eine harte, dichte Platte. Für die Pflanzen, die dort wachsen, ist dies eine Katastrophe; ihre Wurzeln können sich nicht durch den gehärteten Boden drücken, und Wasser kann nicht einsickern, was zu Abfluss und Erosion führt. Landwirte und Ökologen sorgen sich seit langem darum, dass die Haltung großer Viehherden in diesen sensiblen feuchten Gebieten das Fundament des Ökosystems zerstören könnte, aber genau zu messen, wie viel Schaden entsteht und wie der Wassergehalt das Ergebnis verändert, war bisher schwierig mit Präzision festzulegen.

Forscher der Staatlichen Universität von São Paulo beschlossen, dieses spezifische Problem zu untersuchen, indem sie die Büffelzucht im Ribeira-Tal betrachteten. Büffel sind massive Tiere, die oft zwischen 400 und 800 Kilogramm wiegen, und ihre schiere Größe bedeutet, dass sie einen erheblichen Druck auf den Boden unter ihnen ausüben. Das Team wollte verstehen, wie verschiedene Arten der Herdenverwaltung die physische Stärke und Stabilität des Bodens beeinflussten. Sie konzentrierten sich auf einen speziellen Bodentyp namens Dystric Gleysol, der in dieser Region häufig vorkommt und für seine schlechte Entwässerung bekannt ist. Um ein klares Bild zu erhalten, verglichen sie vier verschiedene Szenarien auf einem einzigen Bauernhof: ein Stück unberührter nativer Waldfläche, die nie beweidet wurde, eine Fläche, die dreißig Jahre lang leicht beweidet wurde, eine Fläche, die zwanzig Jahre lang schwer beweidet wurde, und ein Feld, das erst vor einem Jahr in intensive Beweidung umgewandelt wurde. Durch die Untersuchung des Bodens in zwei verschiedenen Tiefen – der oberen Schicht, in der die Hufe auftreffen, und einer Schicht direkt darunter – konnten die Wissenschaftler sehen, wie die Belastung der Tiere durch den Boden wandert.

Die Forscher betrachteten den Boden nicht nur von außen; sie brachten Proben zurück in das Labor, um deren mechanische Grenzen zu testen. Sie maßen, wie hart es war, eine Metallsonde in den Boden zu drücken, ein Test, der zeigt, wie stark der Boden verdichtet ist. Dies taten sie unter zwei verschiedenen Bedingungen: wenn der Boden sehr nass war, was die Regenzeit nachbildete, und wenn er trockener war. Sie führten auch Kompressionstests durch, bei denen sie die Bodenproben in einer Maschine zusammendrückten, um zu sehen, wie viel Gewicht der Boden tragen kann, bevor er sich dauerhaft verformt. Diese „Tragfähigkeit“ verrät uns den Punkt, an dem der Boden aufhört, elastisch zu reagieren, und anfängt, zerquetscht zu werden. Schließlich berechneten sie, wie leicht der Boden weggeschwemmt würde, wenn Regen darauf trifft, eine Eigenschaft, die als Erosivität bezeichnet wird. Um diese Zahlen greifbar zu machen, maßen sie sogar die tatsächlichen Fußabdrücke, die die Büffel im Schlamm hinterließen, wobei sie Fotografien verwendeten, um die exakte Kontaktfläche zwischen dem Huf und der Erde zu berechnen, was es ihnen ermöglichte, den präzisen Druck zu bestimmen, den jedes Tier auf den Boden ausübt.

Die Ergebnisse zeichneten ein klares und besorgniserregendes Bild davon, wie Wasser und Gewicht interagieren. Die Studie ergab, dass die Menge an Wasser im Boden der wichtigste Faktor war, der die Festigkeit kontrollierte. Wenn der Boden nass war, wurde er viel weicher und konnte weniger Gewicht tragen. Wenn der Boden austrocknete, wurde er signifikant härter und widerstandsfähiger gegen Penetration. Die Geschichte des Landes spielte jedoch eine ebenso große Rolle. Der Boden des nativen Waldes, der nie von Vieh beweidet wurde, blieb der stärkste und widerstandsfähigste und behielt seine Struktur selbst bei Nässe gut bei. Im Gegensatz dazu zeigte der Boden, der zwanzig Jahre lang intensiver Beweidung ausgesetzt war, die schwerwiegendste Degradation. Diese langfristige Beweidung hatte den Boden so verwundbar gemacht, dass er hochgradig erosionsanfällig wurde, was bedeutete, dass er bei schweren Regenfällen viel eher weggespült wurde, insbesondere in den tieferen Schichten, in denen sich der Schaden über die Zeit angesammelt hatte.

Vielleicht war die auffälligste Erkenntnis, wie die verschiedenen Beweidesysteme auf Feuchtigkeit reagierten. Der Boden unter der nativen Vegetation bewahrte eine hohe Tragfähigkeit und fungierte als stabiles Fundament. Das semi-extensive Beweidesystem, bei dem Tiere zwar anwesend, aber nicht übervölkert waren, zeigte ein mittleres Maß an Stabilität. Aber die intensiven Bewidesysteme, insbesondere dasjenige, das seit zwei Jahrzehnten genutzt wurde, reagierten extrem empfindlich auf Änderungen des Wassergehalts. Wenn der Boden nass war, verloren diese Flächen fast vollständig ihre strukturelle Integrität und wurden weich und anfällig für dauerhafte Schäden. Die Forscher beobachteten, dass der Boden in diesen intensiv beweideten Gebieten so stark verdichtet war, dass er bei Nässe kaum Widerstand gegen die Hufe der Tiere bot, was einen Kreislauf schuf, in dem der Boden weicher wird, die Tiere tiefer einsinken und der Schaden sich verschlimmert. Die Studie stellte auch fest, dass das Land, das vor kurzem in Weideland umgewandelt worden war, bereits Anzeichen von Stress zeigte, was darauf hindeutet, dass der Schaden fast unmittelbar beginnt, nachdem der Wald gerodet und die Tiere eingeführt wurden.

Das Team kam zu dem Schluss, dass die Kombination aus schweren Büffeln und feuchtem, hydromorphem Boden einen „perfekten Sturm“ für die Umweltzerstörung schafft. Das massive Gewicht der Tiere, kombiniert mit der mangelnden natürlichen Drainage in diesen Überschwemmungsgebieten, beschleunigt den Verdichtungsprozess weit mehr als in trockeneren Umgebungen. Die Studie legt nahe, dass die traditionelle Praxis, große Herden auf diesen Feuchtgebieten ohne sorgfältiges Management zu halten, nicht nachhaltig ist. Die Daten deuten darauf hin, dass Landwirte, um die Gesundheit dieser Uferökosysteme zu bewahren, vermeiden müssen, ihre Tiere grasen zu lassen, wenn der Boden nahe der Sättigung ist. Durch die Anpassung der Anzahl der Tiere, die das Land nutzen, und deren Rotation, um dem Boden Zeit zur Erholung zu geben, ist es möglich, den Druck auf den Boden zu reduzieren. Die Forschung bestätigt, dass die Büffelfarmerei zwar eine wichtige wirtschaftliche Aktivität in der Region ist, sie aber mit einem tiefen Respekt vor den physischen Grenzen der feuchten Erde in Einklang gebracht werden muss, um sicherzustellen, dass der Boden stark genug bleibt, um sowohl das Vieh als auch den Wald, der von ihm abhängt, zu tragen.