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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-84470
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8447/


Durán Rangel, Cristabel

Forest gaps structure and tree regeneration in a montane Guayanan forest, Sierra de Lema, Venezuela

Lückenstruktur und Baumverjüngung in Nebelwäldern der Sierra de Lema, Venezuela

Dokument1.pdf (2.002 KB) (md5sum: a2664429645b2e6dd619906ca94b9668)

Kurzfassung in Englisch

Natural forests are considered to be a mosaic of structural patches of developing, developed and decaying phases. This successional process is initiated after damage occurs to a part of the forest stand. Gaps are the result of natural, small-scale disturbances in forests, and constitute the first phase of this successional process. Gaps in tropical forests create a variety of microclimatic niches and microhabitats for species. The high levels of diversity present in tropical forests have been partially explained by the regeneration niche hypothesis, which states that plant species coexist by occupying different habitats. Therefore, forest gaps have been deemed to be important sites for diversity in tropical forests.
The general objective of this study is the characterisation of the structure of gaps and of their tree regeneration. The study was carried out in a delimited area of 53.5ha located in a montane forest in Sierra de Lema, situated at an altitude of approximately 1430m a.s.l., in the Venezuelan Guayana.
The focus of the thesis is on three aspects: the structural characterisation of the gaps, the floristic and functional characterisation of the tree regeneration in gaps, and the description of the relationship between the microhabitats created during gap formation and the tree regeneration.
In order to characterise the gap structure the following questions were addressed: What are the patterns of gap formation? How are gaps structured? What are the effects of gap disturbances on forest stands?
The gap sizes observed (canopy gaps: 31-896m², extended gaps: 83-1235m²) were between 30 to 90% larger than those reported for most tropical forests. Gap formation resulted in a loss to the basal area and volume of the stand of approximately 5.8 and 0.5%, respectively. Canopy gaps occupied 1.4% of the forest area, which is in the range reported for tropical forests. The microhabitat ‘undisturbed ground’ accounted for the largest area within the gaps. From the large gap sizes and the high proportion of undisturbed ground in the gaps, one might reasonably expect high survival rates of advance regeneration, and of numerous new seedlings and saplings of pioneer species.
The second aspect studied was the characterisation of the tree regeneration in gaps, in terms of its floristic composition and the corresponding ecological tree groups (ETG). The specific questions were: Are there changes in the species and ETG compositions at locations within gaps with differences in canopy cover? Do the species and ETG compositions change in the first years after gap formation? The tree taxa were classified according to four ETG on the basis of their shade tolerance: small pioneers (SP), tall pioneers (TP), partially shade tolerant (PST) and shade tolerant (ST). The ST group exhibited the highest total abundance in all gap classes, followed by PST, TP and SP. The abundances of each ETG within the gap classes were similar. The similarity of the tree regeneration between the gap compartments and the gap age classes was probably due the high abundance of shade tolerant tree species in the advance regeneration. The most remarkable feature of the tree regeneration in the forest gaps was the scarcity of pioneers. This scarcity of juveniles of typical pioneers in the study region was attributed to the low fertility of the soil.
The third aspect of this thesis involved investigating whether the various disturbed areas within a gap serve as microhabitats for regenerating tree species. The floristic composition (FLCO) of the tree regeneration did not differ between the microhabitats. It was concluded that the FLCO of the tree regeneration in the gaps of Sierra de Lema, composed mainly of individuals of shade tolerant taxa stemming from the advance regeneration, was similar in the different microhabitats because of the absence of an influence of light demanding pioneer species, which were found to be scarce in the gaps studied.
Finally, the gaps in the montane forest of Sierra de Lema can be described as small-scale disturbances created mainly by the fall of numerous uprooted trees. The gaps are amongst the largest reported in tropical forests. The tree regeneration in the gaps is composed mainly of advance regeneration, seedlings and saplings in place prior to gap formation. This tree regeneration is dominated by individuals of PST and ST taxa, and individuals of pioneer species are scarce. The FLCO and functional composition of the tree regeneration is similar across the diverse microhabitats and during the first years after gap formation.


Kurzfassung in Deutsch

Naturwälder stellen ein räumliches Mosaik struktureller Einheiten verschiedener Entwicklungs- und Zerfallphasen dar. Sukzessionsprozesse werden dabei nach Störungen ausgelöst, die sich in Teilen des Waldbestandes ereignen. Lücken sind das Ergebnis natürlicher, kleinräumiger Störungen und lösen die erste Phase eines solchen Sukzessionsprozesses aus. Die Lücken in tropischen Wäldern bieten eine Vielzahl von mikroklimatischen Nischen und unterschiedlichen Mikrohabitaten für Arten. Die hohe Artenvielfalt in tropischen Wäldern wird insbesondere durch die Regenerationsnischentheorie erklärt, die besagt, dass Pflanzenarten nebeneinander koexistieren indem sie unterschiedliche ökologische Nischen besetzen. Daher werden Waldlücken als wichtige Standorte für die Artenvielfalt tropischer Wälder erachtet.
Das Hauptanliegen der vorliegenden Arbeit ist die Charakterisierung der Waldlückenstruktur und der Verjüngung der Baumarten in diesen Lücken. Die Untersuchungen wurden in einem begrenzten Gebiet von 53.5ha Flächengröße im montanen Wald in Sierra de Lema durchgeführt. Dieser liegt in durchschnittlich 1430m Höhe ü. NN in der venezuelanischen Guayana.
Das Hauptaugenmerk der Arbeit richtet sich auf die folgenden drei Aspekte: Eine strukturelle Charakterisierung der Waldlücken, eine floristische und funktionelle Charakterisierung der Baumartenregeneration in den Lücken und der Beschreibung der Beziehungen zwischen den Mikrohabitaten, die durch die Lücken entstanden sind, und der Baumartenregeneration.
Zur Charakterisierung der Lückenstruktur stellten sich folgende Fragen: Wie sind die Lücken strukturiert? Welchen Effekt haben die Störungen durch Lücken auf die Waldbestände?
Die beobachtete Lückengröße (Kronenlücken: 31-896m², erweiterte Lücken: 83-1235m²) war zwischen 30 bis 90% größer als bisher bekannte Lückengrößen in tropischen Wäldern. Die Kronenlücken nahmen insgesamt 1.4% der Waldfläche ein, was den bisherigen Werten für tropische Wälder entspricht. Der Mikrohabitattyp “ungestörter Untergrund” nahm den größten Flächenanteil innerhalb der Lücken ein. Aufgrund der hohen Lückengrößen und dem großen Anteil von ungestörtem Untergrund in diesen Lücken ist eine hohe Überlebensrate zugunsten der Regeneration und viele neue Keimlinge und Jungwuchs der Pionierarten zu erwarten.
Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Baumregeneration im Hinblik auf die Zusammensetzung der Arten sowie Ökologischer Baumgruppen (ÖBG) in den Lücken.
Die spezifischen Fragestellungen waren: Gibt es Veränderungen bezüglich der Arten und der ÖBG Zusammensetzung und ändert sich diese Zusammensetzung während der ersten Jahre nach der Lückenentstehung?
Die Baumtaxa wurden entsprechend der ÖBGs hinsichtlich ihrer Schattentoleranz klassifiziert: kleine Pioniere (KP), hohe Pioniere (HP), sehr schattentollerant (SST) und schattentolerant (ST). Die ST Gruppe war mit der größten absoluten Abundanz in allen Lückenklassen vertreten, es folgten SST, HP und KP. Die Ähnlichkeit der Baumregeneration zwischen den verschiedenen Lückenbereichen und den eingeteilten Altersklassen ist wahrscheinlich durch die hohen Abundanzen schattentoleranter Arten in der fortgeschrittenen Regeneration zu erklären. Insbesondere beachtenswert während der Baumartenregeneration in Waldlücken war das seltene Auftreten von Pionierarten. Diese Seltenheit juviniler Individuen typischer Pionierarten im Untersuchungsgebiet kann zurückgeführt werden auf die geringe Bodenfruchtbarkeit.
Im dritten Teil der Arbeit wurde untersucht ob mehrfach gestörte Flächen innerhalb einer Lücke als Mikrohabitate zur Baumregeneration dienen können. Die floristische Zusammensetzung (FLZU) der Baumartenverjüngung unterschied sich nicht zwischen den Mikrohabitaten. Es wurde geschlussfolgert, dass die FLZU der Baumartenregeneration in den Lücken von Sierra de Lema hauptsächlich von Individuen schattentoleranter Taxa gesteuert wird, die aus vortgeschrittenen Regenerationsstadien stammen. Sie war ähnlich in den verschiedenen Mikrohabitaten, weil lichtbedürtige Arten nur spärlich in den Lücken vertreten waren.
Schließlich können die Waldlücken im montanen Wald von Sierra de Lema als kleinräumige Störungen betrachtet werden, die durch das Umfallen zahlreicher entwurzelter Bäume entstehen. Die Lückenflächen gehören zu den größten, die bisher für tropische Wälder beschrieben wurden. Die Baumartenverjüngung in Lücken ist hauptsächlich durch Keimlinge und Jungwuchs von Arten zusammengesetzt, die fortgeschrichttenen Regenerationsphasen zugeordnet werden können, und welche bereits vor der Entstehung dieser Lücken existierten. Die Baumartenverjüngung ist bestimmt durch Individuen der PST und ST Taxa und Pionierpflanzen sind selten. Die FLZU und die funktionale Zusammensetzung der Baumartenverjüngung bleibt ähnlich in verschiedenen Mikrohabitaten und währen der ersten Jahre nach der Lückenentstehung.


SWD-Schlagwörter: Lücken in Tropenwald , Guayana Schield , Baumverjüngung , Ökologischer Baumgruppen , Mikrohabitate
Freie Schlagwörter (englisch): tropical forests gaps , Venezuelan Guayana , tree regeneration , ecological tree groups , gap microhabitats
Institut: Waldbau-Institut
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Reif, Albert (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.11.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 09.02.2012
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