Tiny Forests schaffen Lebensraum, verbessern das Mikroklima und bringen Biodiversität auf kleinstem Raum zurück in die Stadt. Aber was passiert dabei eigentlich im Boden, in den Pilzgemeinschaften, die für Nährstoffkreisläufe und Symbiosen mit den jungen Bäumen entscheidend sind?

Diesen Fragen gehen wir in einem laufenden Projekt gemeinsam mit MIYA forest e.V. nach. Die Studie ist auf drei Jahre angelegt und untersucht die Pilz- und Bakteriengemeinschaften in zehn Tiny Forests und zehn angrenzenden städtischen Freiflächen in Berlin, Brandenburg und im Rhein-Main-Gebiet. In diesem Beitrag stellen wir die ersten Ergebnisse zu den Bodenpilzen aus dem ersten Erhebungsjahr vor.

Was sind Tiny Forests und warum wird dort geforscht?

Tiny Forests sind kleine Waldflächen ab etwa 100 m², dicht bepflanzt mit heimischen Baumarten. Sie folgen der Methode des japanischen Botanikers Akira Miyawaki, bei der rund drei Pflanzen pro Quadratmeter gesetzt werden. Ohne regelmäßige Pflege entwickeln sich diese Flächen innerhalb weniger Jahre zu mehrschichtigen, sich selbst regulierenden Ökosystemen. Der Verein MIYA forest e.V. mit Sitz in Eberswalde hat bislang über 40 solcher Kleinwälder in Deutschland realisiert.

Entwicklung eines Tiny Forest über drei Jahre. Foto: MIYA forest e.V.

Im Rahmen eines sozial-ökologischen Forschungsprojekts erhebt MIYA an diesen Standorten systematisch ökologische und soziale Parameter: Bodenchemie, Mikroklima, Baumwachstum, CO₂-Speicherung, Insektendiversität und Gemeinschaftswirkung. Die Analyse der mikrobiellen Diversität im Boden übernimmt dabei MyPilz. Erste Ergebnisse aus dem Gesamtprojekt zeigen bereits, dass sich die Bodeneigenschaften an allen Standorten seit der Pflanzung deutlich verbessert haben: Der Humusgehalt steigt, die Nährstoffverfügbarkeit nahm zu, und die Bodentemperatur war in den Tiny Forests durchschnittlich 2 bis 2,4 °C niedriger als auf angrenzenden Rasenflächen. Diese Veränderungen schaffen günstige Bedingungen für die Bodenbiologie und das weitere Pflanzenwachstum.

Die entscheidende Frage aus mykologischer Sicht ist: Spiegeln sich diese Veränderungen auch in der Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften wider?

Wie wir die Pilzgemeinschaften im Boden sichtbar machen

Pilze im Boden sind mit bloßem Auge nicht zu sehen. Um sie systematisch zu erfassen, setzen wir das DNA-Metabarcoding ein. Bei diesem Verfahren wird aus Bodenproben die gesamte DNA extrahiert und ein bestimmter Genabschnitt aller darin vorkommenden Pilze vervielfältigt und sequenziert. Dieser Abschnitt, die sogenannte ITS-Region, funktioniert wie ein genetischer Fingerabdruck: Er ist bei vielen Pilzarten individuell und ermöglicht so die Zuordnung der Arten anhand von globalen Referenzdatenbanken. Dasselbe Prinzip nutzen wir parallel auch für Bakterien, dort mit einem anderen genetischen Marker. Hier geht es zunächst um die Pilze.

An jedem Standort wurden jeweils drei Bodenproben aus einem Tiny Forest und drei aus einer angrenzenden städtischen Freifläche entnommen, insgesamt also 60 Proben. Über alle Standorte hinweg identifizierten wir rund 2.400 unterschiedliche Pilzsequenzen und über 8.300 bakterielle Sequenzvarianten. Jede dieser Sequenzvarianten entspricht einem eigenständigen Stamm oder einer Art und ermöglicht es, die mikrobielle Vielfalt in hoher Auflösung zu vergleichen.

Mehr Pilzarten auf den offenen Flächen, aber entscheidend ist die Funktion

Die Ergebnisse zeigen auf den ersten Blick ein überraschendes Muster. Um die Gesamtzahl der Pilzarten zu schätzen, haben wir den sogenannten Chao1-Index verwendet. Dieses statistische Verfahren berücksichtigt auch seltene, noch nicht erfasste Arten und gibt dadurch ein realistischeres Bild der tatsächlichen Vielfalt. Das Ergebnis: Die geschätzte Artenzahl war in Summe auf den offenen Kontrollflächen signifikant höher als in den Tiny Forests. Andere Diversitätsmaße (Shannon-Index und Simpson-Index), die nicht nur die Artenzahl, sondern auch die Gleichmäßigkeit der Verteilung bewerten, zeigten hingegen keine signifikanten Unterschiede. Die Pilzgemeinschaften in Tiny Forests und auf den Kontrollflächen sind also in ihrer Struktur ähnlich ausgewogen aufgebaut, unterscheiden sich jedoch stark in ihrer Zusammensetzung.

Und genau diese Zusammensetzung ist entscheidend. Eine höhere Artenzahl allein sagt wenig über die ökologische Funktion eines Bodens aus. Im Gegenteil: Mehr Arten können auch bedeuten, dass mehr potenziell pflanzenschädliche Pilze vertreten sind. Viel relevanter ist hierbei, welche funktionellen Gruppen vorhanden sind und welche Prozesse sie im Boden antreiben.

Weniger Krankheitserreger, mehr Symbionten und Zersetzer

Mithilfe der FungalTraits-Datenbank, die Pilzarten eine ökologische Funktion zuordnet, haben wir die nachgewiesenen Pilze nach funktionellen Gruppen (sogenannten Gilden) klassifiziert. Das Ergebnis ist deutlich: In den Tiny Forests finden sich anteilig mehr Ektomykorrhiza Pilze als auf den Kontrollflächen. Auch bei den saprotrophen Pilzen zeigt sich ein Unterschied: Pilze, die Holz oder organisches Material im Boden abbauen, sind in den Tiny Forests häufiger vertreten. Beide Gruppen sind wesentlich für den Aufbau eines funktionierenden Waldbodens. Streuzersetzer, die vor allem Laub und Pflanzenreste an der Oberfläche verwerten, dominieren dagegen auf den Kontrollflächen.

Auf Gattungsebene waren in den Tiny Forests unter anderem Tuber (Trüffel) und Geopora signifikant häufiger vertreten, beides typische Ektomykorrhiza-Partner von Laubbäumen. Ebenfalls verstärkt vertreten waren Coprinopsis und Parasola (Tintlingsartige), klassische Zersetzer, die frisches organisches Material rasch abbauen. In den Frankfurter Tiny Forests fiel zudem Mortierella auf, ein saprotropher Bodenpilz mit wichtiger Rolle im Nährstoffkreislauf. Auf den Kontrollflächen dominierten hingegen Gattungen wie Fusarium, Cladosporium (Schwärzepilze), Diaporthe und Dothiorella. Mehrere dieser Gattungen umfassen pflanzenpathogene Arten. Fusarium war besonders in den Rhein-Main-Kontrollflächen stark vertreten und ist in der Landwirtschaft als häufiger Verursacher von Welke- und Fäulekrankheiten bekannt.

Links: Relative Häufigkeit der Pilzgilden in Tiny Forests und Kontrollflächen. Tiny Forests zeigen einen höheren Anteil ektomykorrhizaler und saprotropher Pilze. Rechts: Signifikant häufige Pilzgattungen in Tiny Forests (grün) und Kontrollflächen (grau). Die Wortgröße spiegelt die Häufigkeit wider. Quelle: MyPilz

Die Bepflanzung mit heimischen Baumarten verändert also nicht nur das, was oberirdisch sichtbar ist. Sie verschiebt auch die Pilzgemeinschaft im Boden: mehr Symbionten, eine veränderte Zusammensetzung der Zersetzer und weniger pflanzenpathogene Pilze.

Der Standort zählt genauso viel wie die Bepflanzung

Ein ebenso wichtiges Ergebnis betrifft die Rolle der lokalen Standortbedingungen. Dazu untersuchten wir, welcher Faktor den größten Einfluss auf die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft hat. Der einzelne Standort erklärt dabei den größten Anteil der Unterschiede. Ob eine Fläche als Tiny Forest bepflanzt wurde oder nicht, erklärt rund 9% der Unterschiede. Das klingt zunächst wenig, liegt aber im typischen Bereich ökologischer Mikrobiomstudien, in denen viele Umweltfaktoren gleichzeitig auf die Gemeinschaft wirken. Auch regionale Unterschiede zwischen Berlin/Brandenburg und dem Rhein-Main-Gebiet tragen zum Unterschied zwischen den Flächen bei.

Für die Praxis heißt das: Bodeneigenschaften, Flächengeschichte und die Art der Bodenbearbeitung prägen die Pilzgemeinschaft mindestens ebenso stark wie die Bepflanzung selbst. Eine fundierte Standortbewertung vor der Pflanzung, die gezielte Auswahl heimischer Baumarten und eine passende Bodenvorbereitung können dazu beitragen, dass sich förderliche Pilzgemeinschaften schneller und nachhaltiger etablieren.

Was als Nächstes kommt

Die hier vorgestellten Ergebnisse sind ein erster Schnappschuss. Im weiteren Verlauf des Projekts werden 2027 dieselben Standorte erneut beprobt, um auch die zeitliche Entwicklung der Pilz- und Bakteriengemeinschaften abzubilden. Besonders spannend wird hierbei die Verknüpfung der Mikrobiom-Daten mit den übrigen Parametern, die MIYA parallel erhebt: Bodenchemie, Bodenfeuchte, Temperatur, Insektendiversität und Baumwachstum. So lässt sich künftig zeigen, welche konkreten Maßnahmen beim Pflanzen eines Tiny Forest die mikrobielle Gemeinschaft am stärksten beeinflussen.

Auch die Bakteriengemeinschaften zeigen bereits interessante Muster. In den Tiny Forests ist die Gemeinschaft ausgewogener zusammengesetzt, und der Flächentyp erklärt bei den Bakterien mit 16% sogar einen größeren Anteil der Variation als bei den Pilzen. Diese Ergebnisse werden wir in einem künftigen Beitrag vorstellen.

Unsere Rolle bei MyPilz

Dieses Projekt verbindet genau das, was uns bei MyPilz antreibt: modernste Technologie der Mikrobiomforschung mit einer konkreten ökologischen Fragestellung, um reale Auswirkungen auf unsere Umwelt sichtbar zu machen. Dabei begleiten wir das Projekt von der Probennahme über die Sequenzierung bis zur bioinformatischen Auswertung und Interpretation und prägen so gemeinsam mit MIYA die Zukunft der Gestaltung urbaner Grünräume.

Unsere Mikrobiomanalyse eignet sich für alle, die wissen wollen, was in ihrem Boden lebt und arbeitet. Die Methode liefert belastbare Daten darüber, welche mikrobiellen Gemeinschaften vorhanden sind und wie sie sich durch Maßnahmen verändern. Das ist relevant für Renaturierungsprojekte ebenso wie für die Landwirtschaft, für die Bewertung von Schutzgebieten oder für das Monitoring von Begrünungsmaßnahmen. In jedem Fall bilden die Ergebnisse eine solide Grundlage für fundierte Entscheidungen.