Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Ökosysteme von Gründächern: ein bislang unerforschtes Thema.

Eine neue interdisziplinäre Übersichtsarbeit fasst die vorhandene Literatur zur Ökologie von Gründächern und den Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Pflanzen und Insekten, sowie zu Messungen der Leistungsdichte auf Dachflächen zusammen. Die Verbreitung von Gründächern geht Hand in Hand mit dem weltweiten Ausbau der Mobilfunktechnologien.

In Phase 1 führten die Autoren eine narrative Synthese empirischer HF-EMF-Messungen auf städtischen Dächern durch, die den Frequenzbereich von 0,7 bis 3,8 GHz abdeckte. Diese basierte auf einer umfassenden Literaturrecherche, bei der 20 Artikel beibehalten wurden. In Phase 2 führten die Wissenschaftler eine thematische Synthese der veröffentlichten Erkenntnisse zu den biologischen und ökologischen Auswirkungen von HF-EMF auf Pflanzen und Insekten durch. Nach der Literaturrecherche wurden 34 Studien berücksichtigt.

Die Literaturrecherche zeigt, dass die HF-EMF-Werte auf Dächern deutlich höher sind als in Bodennähe; einige Studien geben einen Faktor von bis zu 150 an (d. h. auf dem Dach sind die Werte 150-mal höher als am Boden), andere nennen einen 30- bis 100-fachen Unterschied, während die 2 neuesten Studien einen durchschnittlich 16-fachen Unterschied finden. Diese Werte variieren je nach Höhe des Gebäudes (und der Basisstation) über dem Boden, den städtebaulichen Gegebenheiten sowie hinsichtlich der verwendeten Mobilfunktechnologie (1G bis 5G) und der verwendeten Frequenzbänder. Insgesamt zeigen die zitierten Studien, dass die HF-EMF-Belastung auf Dächern in der Nähe von Telekommunikationsantennen stark variiert und oft Werte von mehreren zehn Milliwatt pro Quadratmeter oder mehr erreicht. Belastungswerte über 10 000 mW/m² treten nur in sehr geringer Entfernung direkt vor Telekommunikationsantennen auf; bei einer Standardantenne mit 900 MHz beträgt diese Entfernung je nach Strahlungsleistung und Antennengewinn 1–4 m. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass thermische Effekte bei Pflanzen und Tieren auf Gründächern wahrscheinlich geringfügig und selten sind. Fliegende Insekten können jedoch in unmittelbare Nähe zu sendenden Antennen gelangen und thermisch relevante Dosen erhalten. Angesichts der begrenzten Anzahl hochwertiger Studien, die sich mit Wirbellosen unter HF-EMF-Exposition befassen, kommen mehrere Übersichtsarbeiten zu dem Schluss, dass es schwierig ist, endgültige Schlussfolgerungen zu diesem Thema zu ziehen. Zwei weitere aktuelle Übersichtsarbeiten erkennen zwar ebenfalls die Mängel einiger Studien sowie die Diskrepanzen zwischen den im Labor verwendeten HF-EMF-Expositionen und den realen Umweltbedingungen an, sprechen jedoch mit größerer Sicherheit davon, dass die HF-EMF-Exposition von Insekten mit nichtthermischen, schädlichen biologischen Auswirkungen verbunden ist. Es ist seit langem bekannt, dass HF-EMF einen echten Umweltreiz für Pflanzen darstellt. Über die quantitativen Zusammenhänge zwischen der Reaktion der Pflanzen und den HF-EMF-Expositionsbedingungen ist jedoch nur sehr wenig bekannt. Die gesammelten Erkenntnisse reichen nicht aus, um die Form des Zusammenhangs zwischen der Stärke der Pflanzenreaktion und der EMF-Leistungsdichte zu definieren.

Ökosysteme auf Gründächern in der Nähe von Basisstationsantennen können erhöhten HF-EMF-Werten ausgesetzt sein, die deutlich über denen in Bodennähe liegen. Die Reaktionen von Pflanzen auf die HF-EMF-Belastung sind besonders relevant, da Pflanzen die grundlegende Komponente eines Ökosystems auf einem Gründach darstellen. Diese Reaktionen lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen. Die erste Kategorie umfasst Stresseffekte, insbesondere eine erhöhte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und Veränderungen in der zytosolischen Kalzium (Ca²⁺)-Signalübertragung. Die zweite Kategorie umfasst direkte morphologische Effekte wie einen Rückgang der photosynthetischen Pigmente sowie kürzere Wurzeln oder Stängel. Chronische ROS- und Ca²⁺-Stresssignale führen zu phänotypischen Anpassungen, die in der Literatur zum Thema Pflanzenstress gut dokumentiert sind. Diese Anpassungen gehen mit einem langsameren Wachstum einher und fördern die vegetative Vermehrung auf Kosten der Samenproduktion. Da Bienen einige Pflanzenarten auf Gründächern bestäuben, stellen diese Verhaltenseffekte einen zusätzlichen Weg dar, über den HF-EMF die Funktionsweise von Gründach-Ökosystemen beeinflussen können, unabhängig von direkten Auswirkungen auf die Pflanzen.

Dementsprechend liefern die Autoren überzeugende Argumente und schlagen konkrete Möglichkeiten vor, städtische Gründächer als Modellsysteme für die ökologischen Auswirkungen von HF-EMF aus Basisstationen zu nutzen, was offenbar darauf hindeutet, dass solche Forschungsvorhaben bereits geplant sind oder bereits laufen.

Anmerkungen der Redaktion:

Es ist erfreulich zu sehen, dass Wissenschaftler mit unterschiedlichem Hintergrund – in diesem Fall zwei Botaniker, die über Erfahrung mit den Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Pflanzen verfügen, und ein Biophysiker, der sich auf die Modellierung der Absorption elektromagnetischer Strahlung (bei Insekten) spezialisiert hat – zusammenarbeiten und sich für einen noch wenig erforschten Forschungsbereich einsetzen. Die Argumente, dass städtische Dächer (ökologisch und in anderer Hinsicht) relevante und gut geeignete Modelle oder Systeme zur Untersuchung der Auswirkungen von EMF sind, sind überzeugend, und hoffentlich werden die Autoren tatsächliche (Semi-)Feldstudien in solchen städtischen Dachumgebungen durchführen. Ein kleiner Nachteil, der erwähnt werden sollte, ist, dass die Strahlungswerte auf städtischen Dächern zwar im Durchschnitt deutlich höher sind als am Boden, eine Reihe aktueller Studien und Übersichtsarbeiten jedoch stärkere Auswirkungen von EMF bei niedrigeren Dosen (z. B. 5 V/m) im Vergleich zu wesentlich höheren Dosen (z. B. 40 V/m) festgestellt haben [1, 2]; daher wäre es ratsam, bei zukünftigen Experimenten einen breiten Bereich von EMF-Leistungsdichten bzw. Feldstärken zu verwenden. (AT)

1. Brzozek C, Mate R, Bhatt CR, Loughran S, Wood AW, Karipidis K (2024). Investigating the impact of anthropogenic radiofrequency electromagnetic fields on animals and plants in the environment: Analysis from a systematic map. International Journal of Environmental Studies, 81(5), 2343-2358. https://doi.org/10.1080/00207233.2024.2375861

2. Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) (2026). Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Pflanzengesundheit und Wachstum: Vorhaben 3622EMF404. Ressortforschungsberichte zum Strahlenschutz-261/26. https://doris.bfs.de/jspui/handle/urn:nbn:de:0221-2026060160272