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Lianenverjüngung in Primär- und Sekundärwäldern Zentralamazoniens

dc.contributor.advisorHölscher, Dirk Prof. Dr.de
dc.contributor.authorRoeder, Mareikede
dc.date.accessioned2010-06-25T15:12:29Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T10:58:00Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:26Zde
dc.date.issued2010-06-25de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B130-3de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2300
dc.description.abstractLianen sind ein wichtiger Bestandteil tropischer Wälder. Obgleich sie nur im geringen Maße zur Waldbiomasse und -diversität beitragen, haben sie einen großen Einfluss auf die dynamischen Prozesse im Wald. Besonders in gestörten Waldflächen, wie Bestandeslücken, Waldrändern oder Sekundärwäldern, finden sich Lianen in hoher Abundanz. Da Primärwälder immer mehr fragmentiert werden und die Fläche der Sekundärwälder zunimmt, ist zu erwarten, dass die Bedeutung der Lianen in Zukunft steigt. Bisherige Untersuchungen zu Lianengesellschaften konzentrierten sich meist auf die Erhebung von Stammdichten großer kletternder Pflanzen. Dagegen gibt es wenige Informationen über Lianensamen, -keimlinge, -jungpflanzen und vegetative Sprosse (Trieb, Schössling), obwohl Verjüngung in viele ökologische Prozesse unterschiedlichster Skalen einbezogen ist und Hinweise auf die zukünftige Vegetation gibt. Das Wissen über die Verjüngung von Lianen kann für Naturschutz oder Waldbau von Bedeutung sein.Die Ziele dieser Arbeit waren:Die Freilanduntersuchungen wurden in einem Primärwald und zwei regional typischen Sekundärwaldtypen in Amazonien nahe Manaus (Brasilien) durchgeführt. Der Primärwald war tropischer immergrüner Tieflandregenwald. Die zwei Sekundärwaldtypen waren zum einen Vismiawald auf Flächen, die nach Kahlschlag abgebrannt und beweidet wurden, und zum anderen Cecropiawald auf ehemaligen Kahlschlagflächen ohne nachfolgende Beweidung oder intensives Abrennen. Lianenverjüngung, welche Keimlinge, Jungpflanzen und vegetative Sprosse ≤ 1,7 m Länge einschloss, wurde auf 8 10 Probeflächen pro Waldtyp erhoben, auf insgesamt 27 Probeflächen. Der Abstand der Sekundärwaldflächen zum Primärwald betrug zwischen 0,03 und 1,2 km. Bestandesmerkmale wie Kronendeckung, basierend auf hemisphärischen Fotos, Grundfläche des Baumbestandes und die Stammanzahl anderer Wuchsformen wurden auf allen Probeflächen aufgenommen. In der ersten Studie wurden die Dichte und Artenvielfalt von Lianenverjüngung in den drei genannten Waldtypen untersucht. Im Sekundärwald war die Dichte der Lianenverjüngung 50 % geringer als im Primärwald. Der Anteil der Lianen an der Gesamtverjüngung aller holzigen Pflanzen unterschied sich allerdings nicht zwischen den Waldtypen. Die Artenanzahl pro Probefläche war im Primärwald am höchsten und am niedrigsten im Vismiawald. Die aufaddierte Artenanzahl war ähnlich im Cecropia- und Primärwald. Mit zunehmendem Abstand zum Primärwald nahmen der Anteil der Lianen an der Gesamtverjüngung sowie die Artenanzahl ab. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Sekundärwaldtyp zwar die Artenvielfalt, nicht aber die Dichte der Lianenverjüngung beeinflusst. Die zweite Untersuchung behandelte die funktionellen Pflanzen- und Blattmerkmale der 26 häufigsten Lianenarten aus der ersten Studie. Funktionelle Merkmale (spezifische Blattfläche, Blattgröße und -form, Pflanzenlänge, Schlankheitsgrad des Stamms und Herbivorie) sowie die Wachstumsrate während eines Jahres wurden pro Art und pro Probefläche evaluiert. Die meisten Primärwaldarten hatten eine ähnliche Form und waren durch kleinen Wuchs und kleine, runde Blätter mit geringer spezifischer Blattfläche gekennzeichnet, während die funktionellen Merkmale der Sekundärwaldarten stark variierten. Die Auswertung der funktionellen Merkmale pro Probefläche bestätigte den Unterschied zwischen Primär- und Sekundärwald. Mit zunehmender Kronendeckung nahm die Herbivorie zu und die Variabilität der Blattgröße ab. Die relative Wachstumsrate nahm mit steigender Kronendeckung ab und war am höchsten im Vismiawald. Aus den Ergebnissen kann man folgern, dass die funktionellen Merkmale der Lianenverjüngung im Primärwald ähnlich waren und sich deutlich von denen im Sekundärwald unterschieden; die Kronendeckung konnte jedoch nur einen Teil dieser Unterschiede erklären. Der dritte Teil der Arbeit stellt die Samen- und Keimungseigenschaften von 20 Lianenarten vor. Biometrische Daten der Samen (Masse, Wassergehalt, längste und kürzeste Achse, die errechnete Austrockungstoleranz basierend auf dem Samen/Schalenverhältnis) wurden erhoben und der Keimlingstyp bestimmt. Zusätzlich wurden Keimversuche zur Untersuchung von Austrocknungstoleranz und Lichtabhängigkeit durchgeführt. Für einen Teil der Arten wurde der Einfluss von 12stündig wechselnden Temperaturen (20/30 °C, 15/35° C, mit 12 Lichtstunden) auf die Keimrate getestet. Die Trockenmasse der Samen unterschied sich 1000-fach zwischen den Arten (0,009 g 10,7 g). Die Arten mit austrocknungssensitiven Samen hatten alle Trockensamenmassen von ≥ 0,27 g. Für fünf Arten mit austrocknungssensitiven Samen wurde bisher in denselben Genera oder in einem Fall in derselben Familie nur von austrocknungstoleranten Samen berichtet. Lichtabhängige Keimung wurde bei drei kleinsamigen Arten gefunden (0,01 0,015 g Samentrockenmasse) und für zwei dieser Arten erstmals beschrieben. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass nur Samen von einer Mutterpflanze pro Art untersucht wurden. Weitere Studien sollten die gefundenen Ergebnisse validieren. Wechselnde Temperatur beeinflusste die Keimung von vier von neun untersuchten Arten: Für alle vier Arten verminderte sich die Keimrate bei täglicher Temperaturschwankung zwischen 15 und 35 °C, bei wechselnde Temperaturen zwischen 20 und 30 °C war die Keimrate je nach Art vermindert, erhöht oder gleichbleibend im Vergleich zu konstanter Temperatur von 25 °C. Samen- und Keimungseigenschaften der untersuchten Arten reichten von typischen Pionier- bis zu Klimaxartenmerkmalen, was bedeutet, dass die Lianenarten in einer Bandbreite von Lebensräumen keimen könnten.Diese Arbeit hat gezeigt, dass die Wuchsform Liane eine weite Bandbreite von Pflanzen- und Samenmerkmalen umfasst, womit die funktionelle Diversität dieser Gruppe unterstrichen wird. Der Erfolg der Lianenverjüngung in gestörten Habitaten ist artspezifisch und von verschiedenen Umweltfaktoren abhängig. Es ist somit schwer vorherzusagen, wann und wie Lianen während der Waldsukzession erfolgreich sind.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleLianenverjüngung in Primär- und Sekundärwäldern Zentralamazoniensde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedLiana regeneration in secondary and primary forests of Central Amazoniade
dc.contributor.refereeBehling, Hermann Prof. Dr.de
dc.date.examination2010-05-18de
dc.subject.dnb580 Pflanzen (Botanik)de
dc.description.abstractengLianas are an important component of tropical forests. Despite their moderate contribution to forest biomass and diversity, they have a strong influence on forest dynamics. Lianas are particularly abundant in disturbed forest areas such as forest edges and small fragments, tree-fall gaps, and secondary forests. Because old growth forests are becoming more fragmented and the area covered by secondary forests is increasing, the importance of lianas is expected to increase. Studies of liana communities in forests mainly focus on stem densities of mature ascending plants. Data on liana seeds, seedlings, saplings and sprouts are scarce, but regeneration is implicated in ecological processes of all scales and may indicate future vegetation. Thus, knowledge about liana regeneration can be useful in forest management and conservation.The objectives of the research were:Field work was conducted in a primary forest and in two regionally dominant secondary forests in Amazonia near Manaus, Brazil. The primary forest was a non-inundated tropical evergreen lowland forest. The secondary forests were the Vismia forest, established after formerly clear cut land was used for pasture and intensively burned, and the Cecropia forest, established on formerly clear cut land but without pasture usage or intensive fires. Liana regeneration, which includes seedlings, saplings and sprouts ≤ 1.7m in length, was assessed in 8 10 plots per forest type, with a total of 27 plots used. The distance of the secondary forest plots to the next primary forest edges ranged between 0.03 and 1.2 km. Stand characteristics, such as canopy cover based on analyses of hemispherical photos, basal areas of trees and stem density of other growth forms, were investigated in each plot. The first study investigated the density and species richness of liana regeneration in the three different forest types. The density of liana regeneration was 50% lower in the secondary forests than in the primary forests; whereas, the share of lianas on woody regeneration was similar in all forest types. Species richness was highest in the primary forest and lowest in the Vismia forest. Accumulated species richness in the Cecropia forest was similar to that in the primary forest. With increasing distance from the primary forest, species richness and the proportion of lianas on woody regeneration in the secondary forests decreased; however, distance did not explain all variations between secondary forests. These results indicate that secondary forest types influenced species richness of liana regeneration but not liana density. The second study focused on leaf and plant traits of the 26 most abundant species from the survey of the first part. Growth rate during one year and plant traits, that include specific leaf area, leaf size and shape, plant length, leaves per length, ratio of stem slenderness, and herbivory, were assessed at species and at community (plot) level. A principal component analysis suggested that most of the primary forest liana species exhibited similar plant and leaf traits and were characterized by short shoots and small, round leaves with low specific leaf area; whereas, secondary forest species had a broad range of trait characteristics. At the plot-level, separation of primary and secondary forest communities was confirmed. Plant size of lianas varied more within the secondary than within the primary forest plots. With increasing canopy cover, herbivory increased and variability of leaf size and plant length per plot decreased. The relative growth rate of lianas increased with decreasing canopy cover and was highest in Vismia forest plots. We concluded that plant functional characteristics of liana regeneration were more converged in the primary forest and differed substantially from secondary forests, yet canopy cover explained only partly the observed differences. The third study presents seed and germination characteristics of 20 liana species. Biometrical data of seeds (mass, moisture content, longest and shortest axes, desiccation tolerance calculated by seed-coat-ratio) were collected and the seedling type was classified. Germination trials for desiccation tolerance and light dependence were conducted at constant 25 °C. For a subsample of species the influence of 12/12h alternating temperatures (20/30 °C and 15/35 °C, 12 h light) on germination was tested. Dry seed mass differed 1000 fold between species (0.009 10.7 g). Species with desiccation sensitive seeds all had above 0.27 g dry seed mass. In five species desiccation sensitive seeds were found where so far only desiccation tolerant seeds have been reported in the same genus or family. Light depending germination was found in three small seeded species (0.01 0.015 g) and was first described for two of these species; however, it has to be noted that the results are based on seeds of only one mother plant per species. Further studies should validate these findings. Alternating temperature influenced germination of four out of the nine species. Compared to constant temperature of 25 °C, daily alternations between 15/35 °C always decreased the germination rate for these four species; alternations of 20/30 °C increased, decreased, or did not affect germination rate, depending on the species. The seed and germination characteristics of the studied species ranged from pioneer to climax traits, indicating that liana species could succeed in a range of environments.In conclusion, the growth form liana comprised a range of leaf, plant and seed traits what emphazises the functional diversity of the group. The success of liana regeneration in disturbed habitats depends on species identity and environmental factors; thus, it is difficult to identify when, where and how lianas will benefit during forest succession.de
dc.subject.topicForest Sciences and Forest Ecologyde
dc.subject.gerLianenverjüngungde
dc.subject.gerLianendiversitätde
dc.subject.gerPflanzenmerkmale von Lianende
dc.subject.gerLandnutzungsgeschichtede
dc.subject.gerLianensamende
dc.subject.gerKeimungde
dc.subject.geraustrocknungssensitivde
dc.subject.gertropischer Regenwaldde
dc.subject.gertropischer Sekundärwaldde
dc.subject.engliana regenerationde
dc.subject.engliana diversityde
dc.subject.engliana plant traitsde
dc.subject.england use historyde
dc.subject.engliana seedsde
dc.subject.enggerminationde
dc.subject.engdesiccation sensitivede
dc.subject.engtropical rain forestde
dc.subject.engtropical secondary forestde
dc.subject.bk42.44de
dc.subject.bk48.99de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2514-9de
dc.identifier.purlwebdoc-2514de
dc.affiliation.instituteFakultät für Forstwissenschaften und Waldökologiede
dc.subject.gokfullYQO 000: Ökologie {Forstbotanik}de
dc.identifier.ppn631913386de


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