Rainfall partitioning in differently used montane rainforests of Central Sulawesi, Indonesia

Abstract

Die Felduntersuchung wurde im Forschungsprojekts zur 'Stabilität von Regenwaldrandzonen in Indonesien' (STORMA) durchgeführt und konzentrierte sich auf den Randbereich des Lore Lindu Nationalparks in Zentralsulawesi, Indonesien. Gegenstand dieser Studie war es, (i) die strukturellen Unterschiede in den untersuchten Waldbeständen zu quantifizieren, die unter verschiedener Nutzung standen; (ii) den Bestandesniederschlag, Stammabfluss und Interzeption in diesen unterschiedlich genutzten Wäldern zu messen und bei den ermittelten Mustern der Niederschlagsaufteilung die Struktureigenschaften dieser Wälder zu berücksichtigen; und (iii) die Dauer von Blattnässe im vertikalen Kronenprofil zu bestimmen und diese mit zeitlichen Mustern der Niederschlagsverteilung und dauer zu vergleichen.Die Datenaufnahme zum Einfluss verschiedener Waldnutzungsintensitäten auf die Bestandesstruktur und die Niederschlagsaufteilung mit ihrer zeitlichen und räumlichen Verteilung fand in der Gegend um die Ortschaft Toro statt. Dort wurden vier zunehmend intensive Waldnutzungsformen analysiert, die in lokalen Traditionen verankert sind: (i) Naturwald (NF), (ii) Wald mit reiner Nutzung gering mächtiger Bäume (STE), (iii) Wald mit selektivem Einschlag starker Hölzer (LTE), und (iv) Kakao-Agroforst (AF) unter dem Schirm einzelner übriger Naturwaldbäume. Die jeweils 0,15 ha großen Untersuchungsflächen mit drei Wiederholungen pro Nutzungstyp lagen zwischen 800 und 1140 m ü NN innerhalb des submontanen Regenwaldes. Der Jahresniederschlag variierte in der Region kleinräumig zwischen 2437 und 3424 mm. In den Naturwäldern dominierten Meliaceae, Lauraceae, Sapotaceae, and Fagaceae, wobei die Artzahlen und Endemiten mit der Nutzungsintensität abnahmen und Kakao im Agroforst dominierte.Viele Bestandesstrukturparameter folgten dem Gradienten der Waldnutzungsintensität. Die Grundfläche (bhd ≥ 10 cm) fiel von relativ hohen Medianwerten der NF-Flächen zum AF, was auch mit einem Rückgang der Baumhöhen einherging. Der niedrigste Kronenöffnungsgrad fand sich im STE (7%), während er im AF (16%) die höchsten Werte erreichte. Der Blattflächenindex (LAI), ermittelt durch die Analyse hemisphärischer Fotos, einen Median von 6,4 m2 m 2 im NF; 5,2 im STE; 4,9 im LTE; und 5,7 im AF.Der Median des Bestandesniederschlags (Tf) aller NF-Flächen lag bei 70% des Freilandnieder schlags (Pg), und bei 79 bzw. 80% im STE und LTE, sowie bei 81% im AF. Der Stammabfluss (Sf) überstieg in keinem der untersuchten Nutzungstypen 1%, obwohl gelegentlich vorkommende Palmen ergiebige Mengen lieferten. Die Kombination von Baumhöhe und LAI erklärte über eine multiple lineare Regression 81% der Varianz der Interzeption. Als Grund für diesen Zusammenhang zwischen Baumhöhe, LAI und Interzeption ist denkbar, dass hohe Bestände die vertikale Ausdehnung der Blattfläche und anderer wasserspeichernder Kronenelemente erhöhen. Dies führt dann zu einer größeren Oberflächenrauhigkeit und einem effizienteren Energieaustausch mit der Atmosphäre. Unter den vorherrschenden Bedingungen der untersuchten Region könnte dadurch der Kronenraum höherer Bestände zwischen aufeinander folgenden Niederschlagsereignissen schneller abtrocknen, und somit bei relativ vergleichbarer Blattfläche mehr Wasserspeicher für die Interzeption bereitstellen.Lange Blattnässedauer und unvollständige Abtrocknung der Blätter stellte zudem das Blattnässeexperiment unter Beweis. In einem Beobachtungszeitraum von drei Monaten war der Kronenraum im Schnitt 25 30% der Zeit nass. Der Vergleich zweier extremer Szenarien von jeweils zwei Wochen innerhalb dieser Periode zeigte allerdings, dass Blattnässe auch in relativen Trockenperioden zu 5% der Zeit existierte, während in einer regenreichen Periode die Nässe in der Krone 45 55% der Zeit anhielt. In unteren, beschatteten Kronenbereichen währte die Blattnässe häufig bis über 22 Stunden, obwohl Niederschläge lediglich nachmittags in Form zeitlich begrenzter Gewitterschauer fielen. Die lange Dauer von Blattnässe hat Auswirkungen auf die Waldinterzeptionsmodellierung, die in den meisten Fällen annimmt, der Kronenraum trockne zwischen aufeinander folgenden Niederschlagsereignissen vollständig ab.