Litter decomposition in the Atlantic Rainforest of Brazil

Tropische Primärregenwälder werden in zunehmendem Maße durch Sekundärwälder ersetzt. Es stellt sich daher die Frage, ob diese sekundären Habitate geeignet sind die Biodiversität und Ökosystemfunktionen der ursprünglichen Wälder zu erhalten. Ziel meiner Dissertation ist es, im stark gefährdeten Atlantischen Küstenregenwald Brasiliens, Einblicke in den wichtigen Prozess der Laubstreuzersetzung und seiner Dynamik während der sekundären Waldsukzession zu erhalten. Ich hoffe damit Rückschlüsse auf die Regenerationsfähigkeit des Zersetzungsprozesses ziehen zu können. Im ersten Teil meiner Arbeit untersuchte ich den Einfluss der Laubartenzahl, der Zusammensetzung der Laubmixturen und der Aktivität der Makro- und Mesoinvertebratenfauna auf die Laubstreuzersetzung. Hierfür nutzte ich ein Mischungsexperiment um Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Streuzersetzung und Baumdiversität zu ziehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zersetzungsrate durch Laubartenidentität und Zusammensetzung der Laubmixturen beeinflusst wurde, nicht aber durch die Laubartenzahl an sich. Allerdings zeigten die Streuzersetzungsraten mit zunehmender Laubartenzahl eine geringere Variabilität, was auf einen stabilisierenden Effekt der Laubartenzahl hindeuten könnte. Dies ist möglicherweise ein Effekt von Interaktionen zwischen den verschiedenen Laubarten innerhalb einer Mischung. In vielen Fällen waren die Streuzersetzungsdynamiken nicht-additiv, die beobachteten Gesamtzersetzungsraten der Mischungen wichen also von denen ab, welche aufgrund der einzelnen Zersetzungsraten der Streuarten zu erwarten gewesen wären. Der Ausschluss von Meso- und Makroinvertebraten beeinflusste ebenfalls die Streuzersetzung. Dieser Effekt variierte jedoch erheblich zwischen den Laubarten und Mischungen. Insgesamt deuten meine Ergebnisse daraufhin, dass der Zusammenhang zwischen Streuzersetzung und Baumdiversität größtenteils unvorhersagbar ist. In der zweiten Studie analysierte und verglich ich die Artenzahl und Artenzusammensetzung von streubewohnenden Pilzen und von Bäumen auf Waldflächen unterschiedlichen Sukzessionsalters. Anhand der Ergebnisse sollten Erkenntnisse über die Sukzessionsdynamiken streubewohnender Pilzgemeinschaften, welche maßgeblich an der Streuzersetzung beteiligt sind, im Zusammenhang zur Baumsukzession gewonnen werden. Während die Baumartenzahl mit zunehmendem Sukzessionsalter der Flächen anstieg, zeigten die Artenzahlen der Pilze keinen signifikanten Unterschied zwischen den einzelnen Altersstadien. Die Artenzusammensetzung der Pilze hingegen unterschied sich signifikant zwischen den Flächen unterschiedlichen Sukzessionsalters und korrelierte zudem mit der Artenzusammensetzung der Baumgemeinschaften. Eine Erklärung für die gefundenen Mustern ist einerseits eine schnelle Neubesiedlung durch Pilze die der Baumsukzession folgt, andererseits das Vorhandensein von sogenannten „latenten-Arten“, welche als eine Art Samenbank für die Pilzsukzession dienen. Streubewohnende Pilzgemeinschaften scheinen sich also sehr schnell der jeweiligen Baumartenzusammensetzung anzupassen und wären somit in hohem Maße resilient oder resistent gegenüber Störungen. Im dritten Teil führte ich ein Streu-Transfer-Experiment entlang eines Sukzessionsgradienten durch. Ich untersuchte, ob ortspezifische Laubstreu an ihrem Herkunftsort schneller als an anderen Orten abgebaut wird und zwar innerhalb und zwischen den Sukzessionsstadien. Ein schnellerer Abbau auf dem Herkunftsstandort, würde auf einen Heimvorteil (HFA – home-field advantage) in der Streuzersetzung hindeuten. Das Experiment sollte Einblicke in die Sukzessionsdynamiken und die Regenerationsfähigkeit der Zersetzerorganismen und ihrer Funktionalität liefern. Insgesamt deuteten meine Ergebnisse nicht auf einen Heimvorteil in der Zersetzung von ortspezifischer Laubstreu hin. Die Zersetzergemeinschaft ist also in ihrer Fähigkeit verschiedene Streuarten zu zersetzen in hohem Maße redundant oder hochgradig flexibel. Es muss allerdings erwähnt werden, dass der Effekt der Makro- und Mesoinvertebratenfauna in meinem Experiment, wahrscheinlich aus klimatischen Gründen, stark reduziert war. Die hohe Flexibilität der Zersetzergemeinschaft könnte auf der Fähigkeit der mikrobiellen Zersetzer beruhen, sich schnell auf die Zersetzung unterschiedlicherSubstrate einzustellen, indem sie ihre Gemeinschaftsstruktur ändert. Die Ökosystemfunktionalität in Bezug auf den Streuzersetzungsprozess scheint also, wenigstens teilweise, in hohem Maße resistent oder fähig zu sein, sich schnell im Laufe der Sekundärsukzession zu erholen.