The recovery of ant communities in regenerating tropical forests

Tropische Regenwälder sind die artenreichsten aller terrestrischen Ökosysteme. Die rasch fortschreitende Zerstörung dieser Wälder stellt eine grosse Bedrohung für die biologische Vielfalt der Erde dar. Jedoch ist die Zerstörung des Waldes selten von Dauer — die landwirtschaftlichen Erträge der umgew...

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Main Author: Bihn, Jochen H.
Contributors: Brandl, Roland (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2008
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Tropische Regenwälder sind die artenreichsten aller terrestrischen Ökosysteme. Die rasch fortschreitende Zerstörung dieser Wälder stellt eine grosse Bedrohung für die biologische Vielfalt der Erde dar. Jedoch ist die Zerstörung des Waldes selten von Dauer — die landwirtschaftlichen Erträge der umgewandelten Flächen lassen nach, die Nutzung wird aufgegeben und die natürliche Waldregeneration setzt ein. Entscheidend für die Zukunft der Biodiversität in tropischen Wäldern ist, in wie weit diese Sekundärwälder als Ersatzhabitate für Waldarten fungieren und ähnliche Ökosystemfunktionen wie Primärwälder ausüben können. Das Wissen über den Wert von Sekundärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen tropischer Wälder ist jedoch bislang unzureichend. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Beitrag zur Beurteilung tropischer Sekundärwälder für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu leisten. In meiner Arbeit nutzte ich Ameisen (Hymenoptera: Formicidae) — eine dominante, artenreiche und funktionell wichtige Invertebratengruppe — als Modelorganismen. Alle Untersuchungen wurden im Naturreservat Rio Cachoeira im Küstenregenwald Brasiliens (Mata Atlântica) durchgeführt. Ich besammelte die Ameisengemeinschaft auf insgesamt 27 Untersuchungesflächen, die einen Gradienten der natürlichen Waldsukzession umfassten. Zusätzlich beprobte ich zum Vergleich die Ameisenfauna von Weiden und Primärwäldern. Nach Aufgabe der landwirtschaftlichen Nutzung erholte sich die Diversität der Ameisen in Sekundärwäldern in Bezug auf Artenreichtum und Zusammensetzung der Gemeinschaften nur langsam. Die Verteilung der Ameisentaxa entlang des Sukzessionsgradienten folgte einem verschachtelten Muster: Taxa in jüngeren Sukzessionsstadien waren eine Teilmenge der Taxa, welche auch in älteren Sukzessionsstadien lebten. Die Bodenbedingungen hatten nur einen geringen Einfluss auf das generelle Muster der Regeneration. Allgemein war der Artenreichtum in Wäldern mit vernässten Böden geringer als in Wäldern mit Böden ohne hydromorphe Merkmale. Die hypogäische Ameisengemeinschaft regenerierte langsamer als die epigäische Ameisengemeinschaft. Darüber hinaus weisen Schätzungen von 50 bis zu mehrere hundert Jahre für eine vollständige Regeneration, auf einen wesentlich längeren Zeitraum hin als bisher angenommen wurde. Die funtionelle Diversität der Ameisengemeinschaft war eng gekoppelt an ihre Arten-Diversität. Da Artengemeinschaften von Ameisen eine relativ geringe funktionelle Redundanz aufwiesen, resultierte die verrringerte Arten-Diversität in Sekundärwäldern in eine proportional verringerte funktionelle Diversität. Seltene, jedoch zugleich funktionell einzigartige Arten, fehlten in der Regel in Sekundärwäldern. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß Sekundärwälder im Vergleich zu Primärwäldern lediglich eine reduziert Ökosystemfunktion ausüben können. Das Wissen über die Mechanismen nach denen sich lokale Artengemeinschaften aus dem regionalen Artenpool zusammensetzen, ist eine wertvolle wissenschaftliche Basis für den Schutz von Biodiversität. Günstige Resourcenverfügbarkeit und Habitatbedingungen übten einen stärkeren Einfluss auf die Zusammensetzung der Ameisengemeinschaften aus als interaktive Prozesse, wie etwa Konkurrenz zwischen den Arten. Trotz ausgeprägter Unterschiede in Artenreichtum und Zusammensetzung lokaler Ameisengemeinschaften, variierte das Muster der Besetzung des Nischen-Raums entlang des Sukzessionsgradienten nur wenig. In einem Feld-Experiment untersuchte ich die Köderpräferenzen von Ameisen (Protein- im Vergleich zu Kohlenhydrat-Ködern) in Sekundärwäldern und Primärwäldern. In Sekundär-wäldern präferierten Ameisen Protein-Köder, während sie in Primärwäldern Kohlenhydrat-Köder bevorzugten. Dies weist auf eine Verschiebung der stoichiometrischen Gleichgwichte zwischen Sekundär- und Primärwäldern hin, was die funktionellen Interaktionen in diesen Habitaten beeinflussen könnte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, daß Sekundärwälder nur für einen relativ geringen Teil typischer Waldarten als Ersatzhabitate fungieren können. Die Struktur lokaler Ameisengemeinschaften ist in erster Linie ein Produkt der lokalen Umweltbedingungen. Der gleichzeitige Verlust von Artendiversität und funktioneller Diversität in Sekundärwäldern gibt keinen Anlass zur Hoffnung, daß die Auswirkungen des Artenverlustes in Sekundärwäldern durch funktionelle Redundanz der Ameisengemeinschaften abgemildert werden könnte. Folglich können Sekundärwälder nur einen reduzierten Teil der ökosystemaren Dienste von Primärwäldern bereitstellen. Diese Ergebnisse unterstreichen daher die kritische Bedeutung von Primärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen in der tropischen Waldlandschaft.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2009.0129