Fragment quality rather than matrix habitat shapes forest regeneration in a South African mosaic-forest landscape

Weltweit werden Wälder in alarmierender Geschwindigkeit zerstört und fragmentiert. Landschaften bestehen zunehmend aus Mosaiken mit Waldfragmenten in variablem Matrixhabitat. Es ist daher essentiell zu verstehen, inwiefern diese Habitatveränderungen Funktion und Stabilität von Waldökosystemen beeinflussen. Die komplexen Zusammenhänge zwischen anthropogener Störung von Wäldern, Artenverlust und Ökosystemfunktionen sind jedoch noch nicht hinreichend geklärt. In der vorliegenden Arbeit untersuchte ich den Einfluss von Waldfragmentqualität und Matrixhabitat auf Biodiversität und ökologische Prozesse der Waldregeneration. Ich führte drei Studien in einer fragmentierten Waldlandschaft in KwaZulu-Natal, Südafrika durch. Ich erfasste 1) Samenprädation durch Nager, 2) Etablierung von Baumkeimlingen und -schösslingen sowie 3) Blattschäden an Baumkeimlingen und -schösslingen durch Insekten und Pathogene auf 24 Untersuchungsflächen in Fragmenten so genannter Hangwälder („scarp forests“). Die Waldfragmente waren von vier verschiedenen Matrixhabitaten umgeben: Zwei natürliche, heterogene (Wald, Grassland) und zwei modifizierte, homogene Matrices (Eukalyptus-Plantagen, Zuckerrohrfelder). Für die erste Studie nahm ich die Nagerdiversität auf und führte Samenprädationsexperimente durch. Zudem schätzte ich als Maß für die Fragmentqualität die Bodenbedeckung durch krautige Pflanzen. Für die zweite Studie bestimmte ich die Diversität der Bäume auf 500 m² pro Fläche, die der Keimlinge auf 10 m² und die der Schösslinge auf 50 m². Ich unterteilte Bäume, Keimlinge und Schösslinge in Pionier- und Klimaxarten. Des Weiteren differenzierte ich zwischen Keimlingen und Schösslingen mit externer und lokaler Herkunft, abhängig von der Präsenz artgleicher Bäume im Fragment, um so auf eventuellen Sameneintrag durch Samenausbreiter rückschließen zu können. Außerdem nahm ich Kronenbedeckung, Lichtintensität und Vegetationskomplexität als Parameter der Fragmentqualität auf. Für die dritte Studie ermittelte ich mit einem Klopfschirm die Arthropoden-Gemeinschaft. Zusätzlich schätzte ich den Blattschaden durch Insektenherbivorie und Pathogenbefall an Baumkeimlingen und -schösslingen. Bezüglich der Fragmentqualität nahm ich Baumdiversität, Kronenbedeckung und Vegetationskomplexität auf. Meine Untersuchungen deuteten auf ein erhöhtes Nagervorkommen und verstärkte Samenprädation in kleinen Fragmenten hin, was vermutlich mit der höheren krautigen Bodenbedeckung zusammenhing. Speziell in Fragmenten im Zuckerrohr waren Nagervorkommen und Samenprädation signifikant höher als in Fragmenten mit Waldmatrix. Ferner konnte ich eine reduzierte Keimlings- und Schösslingsetablierung in den Waldfragmenten mit modifizierten Matrices feststellen. Es kam außerdem zu einer Verringerung von Klimaxarten in diesen Fragmenten. Dies wurde hauptsächlich durch abnehmende Kronenbedeckung und erhöhte Lichtintensität bedingt. Jedoch fand Sameneintrag in allen Waldfragmenten statt, was auf die Matrixdurchlässigkeit für Samenausbreiter hindeutete. Des Weiteren kam es zu einem Anstieg an Arhtropoden-Prädatoren und einem Rückgang an Arhtropoden-Herbivoren mit zunehmender Fragmentqualität. Der Einfluss der Fragmentqualität auf Herbivorie war variabel. Diese Abweichungen könnten mit schwachen trophischen Interaktionen zusammenhängen. Das Matrixhabitat hatte nur marginale Effekte auf die untersuchten Faktoren. Insgesamt zeigen meine Ergebnisse, dass Waldfragmentqualität und Matrixhabitat Biodiversität und ökologische Prozesse der Waldregeneration beeinflussen, jedoch waren die Effekte dabei unterschiedlich. Generell schien die Fragmentqualität jedoch eine wichtige Bedeutung für die Regeneration zu haben, was ihr Potential für den Naturschutz hervorhebt. Ferner lassen die schwachen Effekte der variablen Matrices in unserem Untersuchungsgebiet eine vergleichbar hohe Durchlässigkeit für die untersuchten Artengruppen erkennen. Das unterstreicht den Wert der Waldfragmente als Habitatinseln in modifizierten Landschaften und für den Erhalt von Biodiversität und ökologischen Prozessen auf der Landschaftsebene. Nichtsdestotrotz ist bei der Verallgemeinerung der Aussagen Vorsicht angebracht. Aufgrund der historischen, natürlichen Fragmentierung der Hangwälder, die zu einer hohen Robustheit der Artengruppen gegenüber menschlich verursachter Fragmentierung beigetragen haben könnte, sind die Ergebnisse eventuell nur eingeschränkt auf andere Regionen übertragbar. Die Fragmente zeichnen sich zwar durch ihre hohe Habitatqualität für verschiedene Artengruppen aus, jedoch könnten die Verschiebungen in den Pflanzengemeinschaften von Klimax- zu Pionierarten in Fragmenten mit modifizierten Matrices unvorhersehbare Kaskadeneffekte mit sich bringen. Das macht den Erhalt von großen zusammenhängenden Wäldern als Quelle für Klimaxarten und Habitat für spezialisierte Arten unerlässlich.