Der Einfluss der strukturellen, funktionellen und Baumartendiversität auf die zeitliche Stabilität der Produktivität und Effizienz der Ressourcennutzung in einem tropischen Baumartendiversitätsexperiment

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Bauhus
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429809294

Aufgrund der Entwaldung und der Degradation von Ökosystemen in der Vergangenheit besteht in tropischen und subtropischen Regionen gleichzeitig ein großer Bedarf und ein hohes Potenzial für Aufforstungen. Plantagen mit gemischten Arten bieten die Möglichkeit, Wälder zu etablieren, die möglicherweise produktiver sind und Ökosystemleistungen auf einem höheren Niveau bieten als Monokulturen. Ob jedoch diverse Baumplantagen gegenüber Dürreperioden tatsächlich widerstandsfähiger sind und ob sie Nährstoffe und Wasser effizienter nutzen als Monokulturen, wurde bisher nicht ausreichend untersucht, insbesondere nicht in tropischen Regionen. Hier wollen wir die einmalige Gelegenheit nutzen, um das 2017 in Panama geerntete Diversitätsexperiment „Sardinilla“ zu analysieren, das mit 16 Jahren das älteste seiner Art ist. Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Projekts besteht darin, zu bestimmen, ob es einen stabilisierenden Effekt der Diversität von Baumnachbarschaften (der räumlichen Ebene auf der Wechselwirkungen von Baum zu Baum auftreten) auf die zeitliche Variabilität von Produktivität und die Ressourcennutzung (Wasser und Nährstoffe) von Bäumen gibt. Im Einzelnen stellen wir folgende Hypothesen auf: a) Die Komplementarität von Produktivität und Ressourcennutzung nimmt mit zunehmender Diversität von Baumnachbarschaften (Arten, Struktur, Funktionalität) und im Laufe der Zeit zu; b) die zeitlichen Schwankungen der Produktivität und Ressourcennutzung nehmen ab und die Stabilität nimmt mit der Diversität zu; c) die strukturelle Vielfalt und der Baumartenreichtum beeinflussen die Produktivität und die Ressourcennutzung der einzelnen Bäume unmittelbar und unabhängig voneinander; d) in Trockenperioden nimmt die Komplementarität hinsichtlich der Erzeugung von Holzbiomasse, der Wassernutzungseffizienz und der Ernährung mit zunehmender Vielfalt zu. Um diese Hypothesen zu testen, werden Stammscheiben von fast 150 Bäumen analysiert, um den Biomassezuwachs, die Elementkonzentration und die C- und O-Isotope in den einzelnen Wachstumsringen zu bestimmen. Für diese Bäume, die aus Versuchsfeldern mit 1, 2, 3 oder 5 Baumarten stammen, wird der Einfluss der Diversität der Baumnachbarschaft auf die Holzbiomasseproduktion, die Wassernutzung und die Ernährung von Bäumen in normalen oder nassen und trockenen Jahren bestimmt. Dies ist die erste Studie, die diese Antwortvariablen in Kombination mit jährlicher Auflösung und über einen relativ langen Zeitraum (16 Jahre) in tropischen Bäumen analysiert. Die vorgeschlagenen Analysen der mittelfristigen Auswirkungen der Diversität von Baumarten während nasser und sehr trockener Perioden sind insbesondere für zukünftige Plantagen vor dem Hintergrund des zu erwartenden Klimawandels von Bedeutung. Die Ergebnisse dieser Studie werden zeigen, ob gemischte Baumplantagen Holz mit niedrigeren Nähr-stoff- und Wasserkosten und geringeren Risiken in Bezug auf Trockenperioden produzieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Julia Annick Schwarz