Zur Struktur und Diversität der Bodenvegetation in Laubwäldern mit unterschiedlicher Baumartenvielfalt

Abstract

In dieser Dissertation wird der Frage nachgegangen, ob es Zusammenhänge zwischen Baumschichtvielfalt und sowohl Krautschichtdiversität als auch -produktivität in Laubwäldern gibt und welche Umweltfaktoren für diese maßgeblich sind. Diese Fragestellung ist insbesondere vor dem Hintergrund zu sehen, dass viele Waldbauprogramme die Entwicklung von Laubholzmischbeständen anstelle von Buchenreinbeständen vorsehen. Das Untersuchungsgebiet ist der Nationalpark Hainich in Thüringen. Leitende Hypothesen der Dissertation und zugehörige Ergebnisse: I. Die Diversität der Waldbodenvegetation wird von einer zunehmenden Vielfalt in der Baumschicht positiv beeinflusst. Auf den Untersuchungsflächen im Hainich stieg die Diversität der Waldbodenvegetation einschließlich Verjüngung mit einer zunehmenden Vielfalt der Baumschicht an. Es konnte gezeigt werden, dass die Krautschichtdiversität dabei maßgeblich indirekt über Baumarteneffekte beeinflusst wurde, welche die Umweltfaktoren Bodenazidität und Streuauflage veränderten. Dabei hatte ein geringerer Buchenanteil in der Baumschicht offensichtlich größere Auswirkungen als die Anzahl der Begleitbaumarten. Es wurde kein Zusammenhang zwischen der Krautschichtdiversität und der Lichtdurchlässigkeit des Kronendaches gefunden. Zudem hatte eine kleinräumige Licht- und Bodenheterogenität keinen Einfluss auf die Vielfalt der Krautschicht. Das Vorkommen zahlreicher Krautschichtarten stand in engem Zusammenhang mit der Baumschichtdiversität sowie mit Umweltparametern. II. Die Produktivität der Waldbodenvegetation ist positiv mit zunehmender Krautschicht- und Baumschichtvielfalt korreliert. Auf den Untersuchungsflächen im Hainich stieg die krautige Biomasse der Waldbodenvegetation mit einer zunehmenden Diversität der Baumschicht an. Die Produktivität der Krautschicht könnte hierbei von einer ansteigenden Nährstoffversorgung und Basensättigung sowie erhöhten Bodentongehalten gefördert worden sein. Gleichzeitig deutet sich an, dass ein zunehmender Buchenanteil die Krautschichtproduktivität hemmt. Ferner fanden sich positive Zusammenhänge zwischen Krautschichtbiomasse und Krautschichtdiversität. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass eine steigende Krautschichtvielfalt die Krautschichtproduktivität auf den Untersuchungsflächen im Hainich fördert. Allerdings ist es besonders in langlebigen Waldökosystemen schwierig, die solchen Beziehungen zugrunde liegenden Mechanismen zu ergründen und beispielsweise Sampling-Effekte und Komplementaritätseffekte zu erkennen. III. Die Buche (Fagus sylvatica) wirkt sich als „Ökosystemingenieur“ besonders stark auf die zugrunde liegenden Ökosystemprozesse aus. Ökosystemingenieure verändern die physischen Eigenschaften der Umwelt in hohem Maße und beeinflussen dadurch die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften und die Funktion von Ökosystemprozessen. Unter den im Hainich vorkommenden Baumarten zeichnete sich die Buche zum einen durch ihre enge Beziehung zur Bodenvegetation aus, zum anderen wies keine andere der Baumarten auf den Untersuchungsflächen alle Eigenschaften auf, welche gebündelt die Konkurrenzstärke von Fagus sylvatica ausmachen, wie z. B. Schattentoleranz, Kronenplastizität und Fähigkeit zur effektiven Nährstoff- und Wasseraufnahme. Im Hainich konnte auch in solchen Beständen, in denen Fagus sylvatica nicht vorherrschend war, der starke Einfluss dieser Baumart auf physische Umweltfaktoren wie Streumächtigkeit und Oberbodenazidität festgestellt werden. Dies äußerte sich insbesondere dadurch, dass der Anteil keiner anderen Baumart derart eng mit den die Waldbodenvegetation beeinflussenden Umweltfaktoren korreliert war wie derjenige der Buche.