Hypsometrischer Wandel naturnaher Bergregenwaldökosysteme in den Yungas Boliviens
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Vegetationszusammensetzung, -struktur und ökologische Funktionen tropischer Bergregenwälder sind im Zusammenhang mit zahlreichen abiotischen und biotischen Einflussfaktoren zu sehen; viele ökofunktionale Zusammenhänge sind kaum bekannt und werden weltweit diskutiert. Im Rahmen eines interdisziplinären Projektes in den montanen Bergregenwäldem der Yungas Boliviens wurden die Zusammenhänge von Klima, Boden und Vegetation entlang eines Höhengradienten untersucht. Frühere Studien in tropischen Bergregenwäldem zeigten eine Abnahme der Biodiversität und der Waldhöhe mit zunehmender Meereshöhe. Die Diversität und Zonierung der Vegetation wurde auf Basis von sechs Pflanzengruppen (Pteridophyta, Melastomataceae, Araceae, Bromeliaceae, Arecaceae, Cactaceae) multimethodisch untersucht. Mit der Höhe nahm bei allen Pflanzengruppen die Zahl der Arten ab (a-Diversität), das Maximum der Diversität wurde bei allen Gruppen unterhalb von 2100 m ü.M. erreicht. Das geobotanische Ziel, Höhenstufen entlang des Höhentransektes abzugrenzen, wurde über eine breitgefächerte Methodenauswahl untersucht. Die Signifikanz der Ergebnisse wurde mittels eines Simulationsmodells geprüft. Die größte Übereinstimmung (Methoden, Pflanzengruppen) in der b-Diversitätsanalyse (100 m Intervalle) ergab sich für die Höhe um 2000 m ü.M. mit signifikant erhöhter Zahl an oberen Verbreitungsgrenzen. In den Hochlagen zeigte sich eine breite Übergangszone, wobei die größte signifikante Änderung im Artengefüge zwischen 2700 m und 3100 m ü.M. gegeben ist. Die untere Verbreitungsgrenze zahlreicher Arten in 3050 m ist verbunden mit der Obergrenze des geschlossenen Waldes und dem Einfluss des Päramo. Der Übergang zwischen montanem und hochmontanem Wald findet zwischen 1900 m und 2150 m statt, zum subalpinen Wald ist eine Übergangszone von 2700 m bis 3100 m gegeben. Drei installierte Klimastationen in 1.850 m (montaner Regenwald LMF), in 2.600 m (hochmontaner Regenwald UMCF) und in 3.050 m Höhe (subalpiner Bergregenwald SCF) lieferten zwischen Oktober 2000 und Oktober 2003 kontinuierliche Daten. Mit der Höhe nehmen die Niederschläge sehr stark zu, von 2.310 mm/Jahr (1.850 m) bis auf 5.150 mm/Jahr in 3.050 m Höhe. Verglichen mit der potentiellen Global strahl ung (unbewölkt) nimmt die Verminderung der Global Strahlung durch den Wolken- und Nebeleinfluß von 37%o in 1.850 m auf 58-62%) in 2.600 und 3.050 m Höhe zu. Die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) unterschreitet nie die Lichtsättigung der montanen Vegetation und stellt für den Höhenwandel der Vegetation keinen Kontrollparameter dar. Die nach Penman-Monteith (FAO) bestimmte potentielle Verdunstung nimmt im Mittel von 3,3 mm/Tag (LMF) auf 1,4 mm/Tag (UMCF) und 1,3 mm/Tag (SCF) ab. Drei Stufen dominanter Bodenbildungsprozesse wurden identifiziert; Im LMF (1.700-2.200 m ü.M.) dominieren Braunerden (Dystrudepts) mit relativ hoher Nährstoffversorgung und Versauemng. Ein markanter Bodenwandel tritt mit Übergang zum UMCF (2.200-2.700 m ü.M.) auf, gekennzeichnet durch Podsole mit starker Versauerung, mächtigen organischen Auflagehorizonten und Podsolierungsprozessen. Im SCF (2.700-3.400 m ü.M.) sind Vergleyungsprozesse dominant. Arunoor-Staupodsole (Placaquods) sind durch eine sehr geringe Mineralisationsrate und Nährstoffverfügbarkeit charakterisiert. Untersuchungen zur Vegetationsabfolge (Waldstruktur) zeigen zwischen 1.890 m und 3.060 m keine kontinuierliche Abnahme der Baumhöhe. In der Übergangszone des hochmontanen Bergregenwaldes (UMCF) zur subalpinen Waldstufe (SCF, Nebel- bzw. Wolkenwald) nimmt die mittlere Baumhöhe deutlich ab. Aus dem Maximum des Epiphytenvorkommens und dem starken Anstieg der Moosbedeckung des Bodens ab 2.500 m ü.M. kann indirekt der große Einfluß des Nebel- und Wolkenwassereintrags in das Waldökosystem abgeleitet werden. Der Wandel der Waldstruktur vom montanen zum hochmontanen und subalpinen Bergregenwald korreliert vor allem mit der Änderung des Strahlungsklimas und einem zunehmendem Niederschlagsüberschuss mit ganzjähriger Bodenwassersättigung im UMCF und SCF, was zu starker Bodenversauerung mit Nährstoffauswaschung und Prozessen der Podsolierung und Vergleyung (SCF) führt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2003): Diversität und Ökologie der vaskulären Epiphyten in primären und sekundären Bergwäldem Boliviens. Dissertation, Universität Göttingen. Cuvillier Verlag, Göttingen
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- (2003): Foliar C:N Ratio of Fems along an Andean Elevational Gradient. Biotropica 35: 486-490
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- (2003): Pedoökologische hypsometrische Varianz in ungestörten Bergregenwäldem der Anden (Yungas). GEO-ÖKO 12: 153-162
Gerold, G., M. Schawe & L. Joachim
- (2003): Vegetación, suelos y clima en los diferentes pisos altitudinales de bosques montanoso de Yungas (Bolivia). Ecologia en Bolivia 38(1): 3-14
Bach, K., M. Schawe, St. Beck, G. Gerold, S.R. Gradstein & M. Moraes
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Bach, K. & S.R. Gradstein
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Krömer, T. & Gradstein, S. R.
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