Tro­pi­sche Wäl­der: Neue Stu­die der Uni­ver­si­tät Bay­reuth unter­sucht Ver­brei­tung von meh­re­ren hun­dert Baumarten

Tro­pi­sche Wäl­der zeich­nen sich durch ihre ein­zig­ar­ti­ge Arten­viel­falt aus. So sind in Zen­tral­ame­ri­ka hun­der­te Baum­ar­ten pro Qua­drat­ki­lo­me­ter zu fin­den. Die­se Viel­falt bringt es mit sich, dass vie­le die­ser Arten extrem sel­ten vor­kom­men. Dadurch ist es beson­ders schwie­rig, die Umwelt­fak­to­ren zu ermit­teln, wel­che die räum­li­che Ver­brei­tung von Baum­ar­ten in tro­pi­schen Wäl­dern beein­flus­sen. Ein For­schungs­pro­jekt hat die­se Fra­ge jetzt mit bis­her ein­zig­ar­ti­ger Detail­ge­nau­ig­keit in den Wald­ge­bie­ten ent­lang des Pana­ma­ka­nals untersucht.

Prof. Dr. Bet­ti­na Engel­brecht, Pro­fes­so­rin für Pflan­zen­öko­lo­gie an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth und Mit­ar­bei­te­rin am Smit­h­so­ni­an Tro­pi­cal Rese­arch Insti­tu­te (STRI) in Pana­ma, hat an der Kon­zep­ti­on und der Umset­zung des Vor­ha­bens wesent­lich mit­ge­wirkt. In der Online-Aus­ga­be des Wis­sen­schafts­ma­ga­zins PNAS, den Pro­ce­e­dings of the Natio­nal Aca­de­my of Sci­en­ces of the United Sta­tes of Ame­ri­ca, berich­tet das For­schungs­team über die Ergeb­nis­se. Schlüs­sel­fak­to­ren für die Ver­brei­tung der 550 unter­such­ten Baum­ar­ten sind die Inten­si­tät der Trocken­zeit und der Phos­ph­or­ge­halt der Böden.

Wald- und Boden­ana­ly­sen in einer Regi­on mit hoher Diversität

“Die tro­pi­schen Wäl­der, die sich ent­lang des Pana­ma­ka­nals von der Pazi­fik- bis zur Kari­bik­kü­ste erstrecken, sind beson­ders gut geeig­net, um her­aus­zu­fin­den, von wel­chen Umwelt­fak­to­ren die räum­li­che Ver­tei­lung ein­zel­ner Baum­ar­ten abhängt”, erklärt Prof. Dr. Bet­ti­na Engel­brecht. “Denn in den arten­rei­chen Wäl­dern auf die­ser nur 65 km schma­len Land­enge vari­iert die Nie­der­schlags­men­ge außer­or­dent­lich; zugleich haben wir es mit einer unge­wöhn­li­chen Viel­falt der geo­lo­gi­schen Ver­hält­nis­se zu tun.”

Die For­schungs­ar­bei­ten kon­zen­trier­ten sich auf die Fra­ge, wel­che Rol­le die Boden­feuch­tig­keit in der jähr­lich auf­tre­ten­den Trocken­zeit und die Nähr­stof­fe in den Böden für die Ver­brei­tungs­mu­ster spie­len. In 72 aus­ge­wähl­ten Wald­ge­bie­ten haben die Wis­sen­schaf­ter alle Baum­ar­ten bestimmt. Zudem haben sie die Böden auf sie­ben wich­ti­ge Nähr­stof­fe hin ana­ly­siert und die Inten­si­tät der Trocken­zeit model­liert. Mit einem neu­en sta­ti­sti­schen Ansatz haben sie dann erst­mals ermit­teln kön­nen, wie sich jeder ein­zel­ne die­ser acht Fak­to­ren auf jede ein­zel­ne der 550 Baum­ar­ten auswirkt.

Die bei­den wich­tig­sten Umwelt­fak­to­ren: Jähr­li­che Trocken­zei­ten und der Phos­ph­or­ge­halt der Böden

Zwei Fak­to­ren zeig­ten ganz ein­deu­tig den stärk­sten Ein­fluss auf die Ver­brei­tung der Baum­ar­ten: Die Inten­si­tät der Trocken­zeit und der Phos­ph­or­ge­halt der Böden beein­fluss­ten jeweils mehr als die Hälf­te der Arten. Dass Phos­phor eine Schlüs­sel­rol­le für die Ver­brei­tung so vie­ler Arten hat und damit die Zusam­men­set­zung tro­pi­scher Wäl­der ganz ent­schei­dend prägt, wur­de in die­ser Stu­die erst­mals gezeigt. Über­ra­schend war für die Wis­sen­schaft­ler auch, dass nicht ein­fach alle Arten dort am häu­fig­sten vor­kom­men, wo hoher Phos­ph­or­ge­halt und hohe Feuch­tig­keit des Bodens das Wachs­tum för­dern und die Bedin­gun­gen daher beson­ders gün­stig sind. Statt­des­sen gibt es für alle vier mög­li­chen Kom­bi­na­tio­nen der bei­den Umwelt­fak­to­ren jeweils Baum­ar­ten, die dort beson­ders häu­fig anzu­tref­fen sind. Die Arten­viel­falt der Wäl­der wird dadurch gefördert.

Pro­gno­sen mit Blick auf den Klimawandel

Tro­pi­sche Wäl­der beher­ber­gen welt­weit die größ­te Arten­viel­falt und sind als Koh­len­stoff­spei­cher von glo­ba­ler Bedeu­tung. Gleich­zei­tig sind sie stark bedroht. “Mit die­ser Stu­die konn­ten wir erst­mals die bei­den wich­tig­sten Schlüs­sel­fak­to­ren für die Ver­brei­tung tro­pi­scher Baum­ar­ten und die Zusam­men­set­zung von tro­pi­schen Wäl­dern iden­ti­fi­zie­ren. Außer­dem haben wir damit end­lich eine soli­de Grund­la­ge, um gezielt zu unter­su­chen, wel­che Eigen­schaf­ten von Bäu­men dazu füh­ren, dass sie bestimm­te Kom­bi­na­tio­nen die­ser bei­den Fak­to­ren bevor­zu­gen”, erklärt Prof. Dr. Bet­ti­na Engel­brecht. “Das wird wesent­lich zur Ver­bes­se­rung von Vor­her­sa­gen bei­tra­gen, in denen es um die Fra­ge geht, wie sich Ände­run­gen der Umwelt­be­din­gun­gen – infol­ge von Land­nut­zung oder Kli­ma­wan­del – auf die Zusam­men­set­zung, Arten­viel­falt und die öko­lo­gi­schen Dienst­lei­stun­gen von Regen­wäl­dern aus­wir­ken werden.”

Ver­öf­fent­li­chung:

Richard Con­dit, Bet­ti­na M. J. Engel­brecht, Deli­cia Pino, Rolan­do Pérez, and Ben­ja­min L. Turner,
Spe­ci­es dis­tri­bu­ti­ons in respon­se to indi­vi­du­al soil nut­ri­ents and sea­so­nal drought across a com­mu­ni­ty of tro­pi­cal trees,
PNAS, Published online befo­re print Febru­a­ry 25, 2013,
doi: 10.1073/pnas.1218042110

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Kon­takt­adres­se:

Prof. Dr. Bet­ti­na Engelbrecht
Uni­ver­si­tät Bayreuth
Lehr­stuhl für Pflanzenökologie
D‑95440 Bayreuth
E‑Mail: bettina.​engelbrecht@​uni-​bayreuth.​de

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