Wasserhaushalt und Wassernutzungseffizienz von vier perennierenden Pflanzenarten im Vorland einer zentralasiatischen Flussoase

Abstract

Am Südrand der Taklamakan-Wüste herrscht bei nur 33 mm Jahresniederschlag eine potentielle Evaporation von 2600 mm. Die Oasen werden von Flüssen aus dem Kunlun-Gebirge gespeist, die zur Zeit der Schneeschmelze im Sommer Hochwasser führen. Zwischen Oase und Wüste liegt ein Gürtel natürlicher Vegetation, der als Schutz gegen Sanddrift sowie als Quelle für Viehfutter, Brennholz und Baumaterial dient. Am Beispiel der Oase Qira wurden der Wasserhaushalt und die Wassernutzungseffizienz von vier ökonomisch und ökologisch wichtigen Arten der Vorlandvegetation, Alhagi sparsifolia Shap., Tamarix ramosissima Lebed., Populus euphratica Oliv. sowie die C4-Art Calligonum caput-medusae Schrenk., auf zu diesem Zweck abgegrenzten Flächen untersucht. Die Auswirkungen einer experimentellen Bewässerung und einer simulierten Nutzung oberirdischer Pflanzenbiomasse auf den Wasserhaushalt der Arten wurden erforscht. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, ökologische Grundlagen für die Restauration und die nachhaltige Nutzung der Vegetation des Oasenvorlandes zu schaffen. Die Pflanzen der Oasenvorlandvegetation hatten einen hohen Wasserverbrauch (Saftflusssumme der Vegetationsperiode 1999: C. caput-medusae 183 kg H2O*m-2, A. sparsifolia 391 kg H2O*m-2, T. ramosissima bis zu 441 kg H2O*m-2; für P. euphratica liegt ein mit dem PENMAN-MONTEITH-Ansatz berechneter Wert von 392 kg H2O*m-2 vor), den sie nur aus dem Grundwasser decken können, da die Bodenwassergehalte außerhalb von Überflutungsperioden bis in größere Tiefen vernachlässigbar gering sind und der größte Teil des Vorlandes nicht von den Sommerüberflutungen erreicht wird. Die Wasserpotentiale deuteten nicht auf starken Trockenstress hin und weder Transpiration noch Saftfluss wiesen eine mittägliche Einschränkung auf. Eine experimentelle Bewässerung hatte keinen positiven Effekt auf den Wasserhaushalt der untersuchten Arten. Die verbrauchten Wassermengen waren auf den unbewässerten Flächen niedriger als auf den bewässerten Flächen. Die Produktivität war bei A. sparsifolia und C. caput-medusae auf den unbewässerten Flächen höher, bei T. ramosissima und P. euphratica niedriger als auf den bewässerten Flächen. Dies war aber nicht auf einen Bewässerungseffekt zurückzuführen. Zwischen den unbewässerten und bewässerten Untersuchungsflächen existierten prinzipielle Unterschiede, die sich auf den Wasserhaushalt und die Produktivität auswirkten: bei C. caput-medusae und T. ramosissima konnten diese Unterschiede auf eine größere Entfernung der Pflanzen auf den unbewässerten Flächen zum Grundwasser zurückgeführt werden; bei P. euphratica und vielleicht auch bei A. sparsifolia, beides Arten mit klonalem Wachstum, liegen vermutlich genetische Unterschiede zwischen den Flächen vor. Die experimentelle Nutzung durch Ernte oberirdischer Biomasse wirkte sich bei A. sparsifolia negativ auf die Produktion im folgenden Jahr, bei den anderen Arten positiv auf die Produktivität der verbleibenden Triebe aus. Aus der Produktivität und dem Jahreswasserverbrauch aus Saftflussmessungen wurde die Wassernutzungseffizienz der Produktion (WUEp) errechnet. Die untersuchten Arten hatten eine sehr hohe Produktion im Vergleich mit Arten in anderen Trockengebieten. Die WUEp war bei der C4-Pflanze C. caput-medusae mit 1,16 g TG*kg H2O-1 am höchsten, bei A. sparsifolia mit 0,60 g TG*kg H2O-1 am niedrigsten. T. ramosissima erreichte 0,82 g TG*kg H2O-1. Die Werte für die WUEp liegen insgesamt sehr niedrig im allgemeinen Artvergleich. Die Kohlenstoff-isotopenverhältnisse (δ13C) zeigten einen Jahresverlauf, der unabhängig von der Bewässerung absank, was auf metabolische Prozesse zurückzuführen ist. Weder eine Einschränkung der Wasserverfügbarkeit im Jahresverlauf noch ein positiver Bewässerungseffekt konnte auf Grundlage dieser Ergebnisse angenommen werden. Eine natürliche Regeneration der Vorlandvegetation erfolgt offenbar nur in Flussnähe, für den Großteil der Fläche müssten Anpflanzungen und Bewässerung erfolgen. Eine Regeneration kann nur erfolgreich sein, wenn die Pflanzen das Grundwasser erreichen. C. caput-medusae ist als Art mit der höchsten Wassernutzungseffizienz für Pflanzungen zur Dünenbefestigung zu empfehlen, allerdings dürfen die Nutzungsinteressen der lokalen Bevölkerung nicht außer Acht gelassen werden: A. sparsifolia ist eine wichtige Futterpflanze, T. ramosissima als Holzlieferant mit hoher Produktivität bedeutend; auch diese Arten sollten daher gefördert werden. P. euphratica als geschützte Art sollte gefördert werden bis sich Bestände erholt haben; prinzipiell sind Populus-Bestände eine bedeutende Ressource für Holz und könnten zudem als innerer Schutzgürtel um die Oasen einen Beitrag zur Verhinderung von Sandverwehung leisten. Ein Managementplan für Beweidung und Nutzung des Vorlandes ist Voraussetzung für eine nachhaltige Nutzung. Eine intakte Vorlandvegetation zusammen mit angepflanzten Schutzgürteln bietet den effektivsten Schutz gegen Sanddrift.