Functional and Morphological Diversity of Trees in Different Land Use Types along a Rainforest Margin in Sulawesi, Indonesia

Abstract

Die vorliegende Arbeit wurde in Zentralsulawesi, Indonesien durchgeführt, als ein Teil der ersten Phase des deutsch-indonesischen Forschungsprojektes SFB 552. Es wurden die Physiologie, Morphologie und Chemie an Sonnenblättern von Altbäumen in den vier dominierenden baumbasierten Landnutzungstypen Naturwald (NF), Sekundärwald (SF), Waldgarten (FG) und Agroforstsystemen (AF) untersucht. Beziehungen zwischen verschiedenen Eigenschaften sowie die funktionale und morphologische Vielfalt wurden inter- und intraspezifisch und auf Landnutzungsebene ausgewertet. Maximale lichtgesättigte Nettophotosynthese (Amax) und stomatäre Leitfähigkeit (gs) wurden mit tragbaren Porometern an insgesamt 60 Altbäume von 19 ausgewählten Arten gemessen. Die NF-Arten zeigten das niedrigste Amax-Mittel (7.5 ± 3.7 mmol m-2 s-1) und die SF-Arten das höchste (17.5 ± 3.3 mmol m-2 s-1), während die AF-Arten im Durchschnitt dazwischen lagen (13.2 ± 5.9 mmol m-2 s-1). Die NF-Arten zeigten auch die kleinsten gsmax-Werte von den drei untersuchten Landnutzungsformen (NF: 368 ± 232, SF: 609 ± 205, AF: 521 ± 267 mmol m-2 s-1), wobei kein Unterschied in Wassernutzungskoeffizient der Photosynthese (WUE) zwischen den Landnutzungstypen nachgewiesen werden konnte. Die Zufallsbeprobung für Erfassung chemischer und morphologischer Blatteigenschaften umfasste 354 Altbäume die in 107 Arten unterschieden werden konnten. Sie ergab u.a., dass SF im Mittel die größten, rundesten Blätter mit dem höchsten spezifischen Blattgewicht (SLA) hatte, während NF kleine, längliche Blätter niedrigerer SLA hatte. Die AF-Bäume hatten die kleinsten Blätter mit dem höchsten SLA. NF und FG zeigten die niedrigsten P-Konzentrationen und SF die höchsten. Blattstickstoffkonzentrationen waren am geringsten im NF und FG und am höchsten im AF. N hatte allgemein eine viel größere Bedeutung für die Blattphysiologie der untersuchten Arten als häufig behauptet wird. Stattdessen zeigte sich P als ein wichtigerer Faktor. Wenn 19 Arten von drei Landnutzungsformen zusammen betrachtet wurden, konnte die Kombination P und SLA die blattphysiologischen Eigenschaften am besten vorhersagen. Jedoch zeigten die Ergebnisse, dass für eine genauere Vorhersage von Amax bzw. gsmax oder in verschiedenen Landnutzungstypen unterschiedliche Parameter benutzt werden sollten. Das Hauptergebnis der Variationskoeffizientanalyse für die untersuchten Parameter war, dass die interspezifische Vielfalt für die Mehrzahl der Parameter am höchsten im NF war. P zeigte eine höhere Varianz als N in allen Landnutzungstypen, außer im SF. Arten mit Generalist-Lifehistories hatten oft höhere Varianz in den untersuchten Parametern als andere Arten. Verschiedene Beprobungsmethoden für blattmorphologische und chemische Vergleichsstudien wurden ausgewertet und verschiedene Klassifizierungsmethoden für funktionale Gruppen unter den untersuchten Arten ausprobiert und diskutiert. Die Einteilung der 107 untersuchten Arten in 10 funktionalen Gruppen anhand einer Clusteranalyse zeigte, dass die funktionale Vielfalt von Bäumen nicht nur im NF, sondern auch im SF beträchtlich ist. Wenn jedoch die Variationskoeffizienten und Lifehistories mitbetrachtet werden, wurde festgestellt, dass der Wandel von Naturwald in Sekundärwald und Agroforstsysteme nicht nur zu einer Reduktion der taxonomischen Vielfalt führt, sondern auch zu großem Verlust an funktionaler Diversität.