Die Vegetation am Gründach entwickelt sich kontinuierlich weiter. Ob in eine positive oder negative Richtung, kann durch regelmäßige Pflegemaßnahmen beeinflusst werden. Mehr lesen ...
Die Untersuchungen können wertvolle Erkenntnisse über die Stabilität artenreicher Wälder liefern. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des UFZ hat überraschende Muster in der räumlichen Verteilung von Baumarten identifiziert und in Nature veröffentlicht. Um das Zusammenleben verschiedener Baumarten zu gewährleisten, verfolgen tropische und gemäßigte Wälder erfolgreich entgegengesetzte Strategien, die auf der Anordnung und Häufigkeit der Baumarten basieren.
Das Forest Global Earth Observatory-Netzwerk (ForestGEO) des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) ermöglicht auf mehr als 75 Langzeit-Beobachtungsflächen in 29 Ländern weltweit die Erforschung der Dynamik von Waldökosystemen. Dadurch lassen sich die Prozesse besser verstehen, die die Struktur und Funktion von Wäldern beeinflussen. Seit über 40 Jahren werden auf diesen 20 bis 50 Hektar großen Flächen sämtliche Bäume identifiziert, vermessen und beobachtet – oft mehr als 200.000 pro Fläche. Die UFZ-Ökosystemmodellierer Dr. Thorsten Wiegand und Prof. Dr. Andreas Huth haben 21 Standorte in den Tropen, Subtropen und gemäßigten Zonen genauer untersucht. Mithilfe der ForestGEO-Daten analysierte ihr internationales Forschungsteam, wie sich Baumarten in den Wäldern verteilen und welche Prozesse diese räumlichen Muster beeinflussen.
Für ihre Analysen untersuchte das Forschungsteam in verschiedenen ForestGEO-Plots alle Bäume mit einem Stammdurchmesser von mindestens 10 Zentimetern. "Je näher die untersuchten Waldstandorte am Äquator liegen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit für Bäume seltener Arten, einen Artgenossen in der Nähe zu haben", erklärt Andreas Huth. In Wäldern der gemäßigten Zone hingegen gab es nur geringe Unterschiede zwischen häufigen und seltenen Arten. Daraus ergibt sich ein Gradient von den Tropen über die Subtropen bis in gemäßigte Breiten. Dies warf für die UFZ-Forscher zwei zentrale Fragen auf: Welche Prozesse führen zu diesen unterschiedlichen Mustern zwischen Häufigkeit und Anzahl der benachbarten Artgenossen? Und welche Auswirkungen hat dies auf die Koexistenz der Baumarten?
Die Forscher nutzten bestehendes Wissen über die Verbreitung von Baumarten, um Antworten zu finden. In den Tropen werden etwa 70–80 % der Baumarten durch Tiere verbreitet, deutlich mehr als in gemäßigten Wäldern. Ein weiterer entscheidender Faktor sind Mykorrhizapilze, die in Symbiose mit Baumwurzeln leben. Während Mykorrhiza in gemäßigten Wäldern junge Bäume vor Pathogenen schützt, fehlt dieser Schutz in den Tropen, wo arbuskuläre Mykorrhiza dominieren. Daher müssen tropische Baumsamen möglichst weit von den Elternbäumen entfernt keimen – meist mit Hilfe von Tieren. Betrachtet man Baumarten, die sowohl tierverbreitet als auch mit arbuskulärer Mykorrhiza verbunden sind, zeigt sich der Gradient von den Tropen zu gemäßigten Breiten noch deutlicher. Die Forscher schlussfolgern, dass in tropischen Wäldern die Samenverbreitung durch Tiere die räumlichen Muster prägt, während in gemäßigten Wäldern Mykorrhizapilze dazu beitragen, dass auch seltene Arten viele Artgenossen in ihrer Nähe haben.
Um neue Erkenntnisse zur Koexistenz von Baumarten zu gewinnen, nutzten die UFZ-Forscher räumliche Simulationen und mathematische Modelle. Ihr Ziel war es zu verstehen, unter welchen Bedingungen Baumarten mit ähnlichen Ansprüchen zusammenleben können. Entscheidend für die Stabilität einer Waldgemeinschaft ist, ob selten gewordene Arten sich wieder erholen können. Dafür entwickelten die Forscher eine neue Formel, die einen Risikofaktor beinhaltet. Dieser ist umso kleiner, je häufiger eine Art vorkommt und je mehr Artgenossen in ihrer Nähe sind – was die Koexistenz begünstigt. Während Baumarten in gemäßigten Wäldern generell einen geringen Risikofaktor aufweisen, sind die Werte in tropischen Wäldern oft höher. Allerdings können dort Mechanismen wie die tiergestützte Samenverbreitung diesen Nachteil ausgleichen. Die Studie zeigt, dass sich in beiden Waldtypen jeweils eine optimale räumliche Struktur etabliert hat, die die Koexistenz der Baumarten sichert.
Quelle: UFZ
