Nutrient dynamics and their control in land use systems of forest margins in Central Sulawesi, Indonesia

Abstract

In dieser Studie wurden Veränderungen von Bodenparametern nach Brandrodung des Regenwaldes in Zentral-Sulawesi, Indonesien, untersucht. Zusätzlich wurde die Nachhaltigkeit verschiedener Landnutzungssysteme in Bezug auf Bodenfruchtbarkeit bewertet. Das Untersuchungsgebiet ist durch fortschreitende Waldumwandlung, hauptsächlich durch Kleinbauern, geprägt. Die Studie war in 3 Teile gegliedert: Im ersten Teil (A) wurde der Einfluss des Landnutzungssystems und der Anbaudauer auf verschiedene Bodenparameter untersucht. Im zweiten Teil (B) wurden brutto-N Transformationsprozesse im Naturwald, Agroforst und Mais gemessen und verglichen. Im dritten Teil (C) wurden die Nährstoffein- und austräge in Naturwald, Mais und Agroforst in einer Fallstudie gemessen. Mit diesen Informationen wurden Nährstoffbilanzen für diese Systeme erstellt.Insgesamt wurden 74 Flächen von 5 Landnutzungssysteme (Naturwald, Waldbrache, Agroforst, Mais und Grasbrache) untersucht. Dieser Bodensurvey (A) zeigte, dass die Böden des Untersuchungsgebietes generell fruchtbar waren. Basensättigung, pH-Werte, KAK und Gesamt-C und -N Vorräte waren relativ hoch.Umwandlung von Regenwald in Agroforst oder Maisfelder verursachte einen Rückgang der Oberbodenvorräte von C und N um etwa 20 % im Vergleich zum Naturwald, im Maisanbau nahmen allerdings die C und N Vorräte während des Anbaus weiter ab, während sie im Agroforst-system stabil blieben. Diese Ergebnisse zeigten, dass Agroforstsysteme nachhaltiger sind in Bezug auf Bodenfruchtbarkeit als der Maisanbau. Diese Studie belegt den positiven Einfluss von N2-fixierende Leguminosen als Schattenbäume im Agroforstsystem. Die Leguminosen gleichen N Verluste aus und stabilisieren die organische Substanz des Bodens. Diese Ergebnisse wurden durch die Messungen der brutto N Transformationsprozesse bestätigt. Agroforstsysteme hatten höhere N-Mineralisation, NH4+-Aufnahme und schnelleren N-Umsatz als die Maisflächen.Trockenraumdichte und Basensättigung auf umgewandelten Flächen waren höher als im ungestörten Naturwald. Bei andauerndem Maisanbau stieg die Trockenraumdichte, während sie im Agroforstsystem stabil blieb. Grasbrachen hatten niedrigste pH- Werte und KAK.Die Fallstudie der Nährstoffbilanzen (Einträge durch Regen und Austräge durch Auswaschung und Ernteentzug) zeigte negative Bilanzen für alle Makronährstoffe sowohl im Naturwald, als auch in Mais und Agroforst. Nur für P und K waren im Naturwald keine Verluste zu verzeichnen. Wichtigster Austragsmechanismus für N, P und K war Ernteentzug, während Ca, Mg und Na hauptsächlich durch Auswaschung verloren gingen. Regen ersetzte nur geringe Anteile des verlorenen N, aber durchaus bedeutsame Anteile des verlorenen Na und K.Die partiellen Nährstoffbilanzen ergaben zwar höhere Verluste für das Agroforstsystem als im Mais, jedoch müssen die nicht gemessenen Nährstoffflüsse berücksichtigt werden. Diese Flüsse ersetzen wahrscheinlich zumindest teilweise die netto Verluste, die in der partiellen Bilanz errechnet werden. Dies zeigt deutlich, dass partielle Nährstoffbilanzen alleine nicht geeignet sind, um die Nachhaltigkeit von Landnutzungssystemen zu bewerten.