The Spatio-Temporal Distribution of Fog in French Guiana as a Precondition for the Appearance of a new Vegetation Type - the Tropical Lowland Cloud Forest

Tropical cloud forests are characterized by high epiphyte diversity and abundance with a crucial driver for this being the frequent occurrence of fog that constitutes an additional water source for epiphytic vegetation. The ecological value of fog in these ecosystems is widely recognized and althoug...

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Main Author: Obregón Flores, André
Contributors: Bendix, Jörg (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2015
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Tropische Nebelwälder sind gekennzeichnet durch hohe Diversität und Abundanz von Epiphyten. Ein wichtiger Faktor ist hierfür das häufige Auftreten von Nebel, der eine zusätzliche Wasserquelle für die epiphytische Vegetation darstellt. Der ökologische Wert von Nebel in diesen Ökosystemen ist allgemein anerkannt. Obwohl Nebelwälder in tropischen Bergregionen für ihre Biodiversität und Abundanz an Epiphyten bekannt sind, weisen neuere Studien auf ein ähnlich hohes Niveau an Diversität und Abundanz in tropischen Tiefland-Systemen hin. Eine wichtige Frage ist hierbei, ob Nebel in Tiefland-Systemen eine ähnliche Rolle wie in Bergregionen spielt, insbesondere da die physikalischen Prozesse der Nebelbildung im tropischen Tiefland bisher wenig verstanden sind. Hauptziel der vorliegenden Arbeit war eine umfassende Untersuchung des Nebelphänomens in Französisch-Guyana, einschließlich der raum-zeitlichen Nebeldynamik, und somit ein besseres Verständnis der Auswirkung von Nebel auf die epiphytische Vegetation in tropischen Tieflandwäldern. Die Hypothesen dieser Arbeit umfassen das häufige Auftreten von Strahlungsnebel in Tieflandwäldern in Französisch-Guyana, unterstützt von nächtlichen Kaltluftabflüssen, sowie die Bildung des epiphytenreichen „Tieflandnebelwaldes“ (LCF) als neue Vegetationseinheit, beschränkt auf Gebiete unter häufigem Nebeleinfluss. Die Überprüfung der Hypothesen erforderte ein spezifisches Messdesign, einen interdisziplinären Ansatz sowie die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Nebelerkennung. Die erste Hypothese, hinsichtlich der hohen raum-zeitlichen Frequenz von Talnebel konnte anhand der statistischen Auswertungen der meteorologischen Daten sowie der Ergebnisse des satelliten-basierten Nebelerkennungs-Verfahrens verifiziert werden. Die herausgearbeiteten meteorologischen Prozesse bestätigen den vermuteten Mechanismus der Bildung von Strahlungsnebel und zeigten, dass katabatische Flüsse eine Rolle spielen. Daher sollten nächtliche Kaltluftabflüsse, welche typisch in komplexem Gelände der Mittelbreiten sind, auch als ein Auslöser der Nebelbildung im tropischen Tiefland betrachtet werden. Die integrative Bewertung von Mikroklima im Kronenbereich und der epiphytischen Parameter verifizieren die zweite Hypothese. Es wurde belegt, dass Epiphytendiversität, -abundanz und –biomasse signifikant höhere Werte in Wäldern in Tallagen aufweisen infolge eines günstigeren Mikrolimas im Kronenbereich aufgrund häufiger Nebelereignisse. Die Resultate liefern einen deutlichen Beleg für die Existenz des bisher vernachlässigten tropischen Tieflandnebelwaldes als neuer Waldtyp. Demzufolge belegen die Ergebnisse, dass LCF und LRF nicht länger als zusammengehörige Einheit betrachtet werden sollten. Epiphytendiversität und – verteilung in LCF und LRF könnten nützliche Eigenschaften darstellen, um zwischen diesen beiden Waldtypen zu differenzieren. Ferner zeigen die Befunde, dass Gebiete mit häufiger Bildung von Strahlungsnebel als optimale Habitate für tropische Tieflandnebelwälder betrachtet werden können. Zusammengefasst können die beiden zentralen Hypothesen dieser Arbeit bestätigt werden. Die Untersuchungen der vorgelegten Studie haben gezeigt, dass Nebelbildung ein regelmäßig in Raum und Zeit auftretendes Ereignis in Französisch-Guyana darstellt mit erheblichen Auswirkungen auf die epiphytische Vegetation.