Ecological information of ring width, stable carbon isotope composition and wood anatomical variables in tropical tree rings - a contribution to dendrochronology in the tropics

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Esther Fichtler

ProblemstellungDie tropischen Wälder stellen mit ihrem hohen Biomassevorrat einen für die Stabilität des Weltklimas bedeutenden Kohlendioxid-Speicher dar. Die tropischen Feuchtwälder sind im Vergleich zu den geschlossenen Trockenwäldern noch auf ausgedehnten Flächen vorhanden. Diese werden aber mit Rodungsraten zwischen 0,5 und 3 % jährlich in andere Landnutzungsformen überführt. Das Ausmaß und die Dynamik der Zerstörung des Tropenwaldes (12,5 Mio. ha/Jahr, das entspricht der Waldfläche der Bundesrepublik Deutschland) verlangen jedoch nach schnellen und effizienten Maßnahmen zu seiner Erhaltung, denn die großflächige Rodung und Umwandlung der Wälder trägt stark zur Zunahme der Emission von Gasen (Methan, Stickstoff und Kohlendioxid) in die Atmosphäre bei. Die Folgen der momentanen Entwicklung sind global, da die großflächige Waldrodung zum Treibhauseffekt und zum möglichen Temperaturanstieg sowie dem damit verbundenen Anstieg des Meeresspiegels beiträgt.Zum Schutz von Tropenwäldern stehen derzeit zwei unterschiedliche Ansätze zur Diskussion. Der erste Ansatz ist die vollständige Unterschutzstellung von Tropenwäldern, der zweite ist eine nachhaltige Nutzung der Holzressourcen und eine möglichst weitgehende Erhaltung der ökologischen, ökonomischen und sozialen Funktionen der Wälder. Beide Ansätze haben jedoch entscheidende Schwachpunkte was die Kenntnisse über das Wachstum und die Dynamik von Tropenwäldern anbelangt: Es existieren so gut wie keine Daten über die Wachstumsraten und über das Alter von Tropenbäumen. Dadurch ist zum einen nicht deutlich, wie viel Holz im Rahmen einer geregelten Forstwirtschaft entnommen werden kann ohne die Nachhaltigkeit zu gefährden. Zum anderen ist unklar, ob und wie viel Kohlenstoff in einem unbeeinflussten tropischen Naturwald in bestimmten Zeitabschnitten (Jahren) festgelegt werden kann.Einführung in die JahrringanalyseEiner der Hauptgründe für die oben genannten Informationslücken ist der bis in die heutige Zeit hinein erhaltene Mythos des kontinuierlichen Wachstums der Pflanzen in den Tropen und der daraus resultierenden Annahme der Nichtexistenz von Jahresringen. Dem gegenüber konnte seit etwa 100 Jahren für viele tropische Baumarten die Existenz von Jahresringen nachgewiesen werden. Da der Großteil der Tropen durch eine saisonale ausgeprägte Trockenzeit gekennzeichnet ist, sind die dort auftretenden Zuwachszonen Jahresringen gleichzusetzen. Diese Tatsache eröffnet die Möglichkeit zu angewandten Untersuchungen in obengenannten Fragestellungen mit Hilfe von jahresringanalytischen Methoden. Das Wachstum und die Gestalt von Bäumen wird durch deren genetischen Code bestimmt. Durch die Kombination von endogenen (alter, Sensitivität, u.a.) und exogene Faktoren (Klima, Boden, Konkurrenz, Umweltverschmutzung, u. a.) werden diese Eigenschaften beeinflusst und modifiziert.Bäume überdauern Zeiten nachteiliger Wuchsbedingungen indem das Kambium die Teilungsaktivität stark reduziert oder ganz einstellt. In dieser Phase werden unterschiedliche anatomische Strukturen gebildet, welche sich im Querschnitt als sichtbare Grenzen wiederspiegeln. Der Stammquerschnitt eines Baumes dient somit als Strukturdatenträger und auf ihm können in Kombination mit Umweltdaten eine Reihe von wichtigen Erkenntnissen über das Baumalter, den jährlichen Zuwachs, die Klimaeinflüsse, der Ontogenese des Baumes, seine Wachstumsstrategie, die Konkurrenzsituation und des Sukzessionsstadium eines Bestandes gemacht werden.Zielsetzung des geplanten ForschungsvorhabensIm Rahmen des Forschungsvorhabens soll eine Basis geschaffen werden, auf deren Grundlage die Analyse der Wachstumsperiodizität und die Zuwachsbestimmung von Tropenbäumen standardisiert durchgeführt werden kann. Es sollen digitalisierte Datenbanken zu Holzstrukturen für die jahresringanalytische Zuwachsbestimmung und zum Zuwachs von Tropenwäldern auf der Grundlage verschiedener Methoden erstellt werden. Dazu stehen Holzproben aus verschiedensten Klimabereichen der Tropen zur Verfügung.Zu diesen Datenbanken soll ein Leitfaden erstellt werden, der eine vollständige Handlungsanweisung zur Jahresringuntersuchung und zur Zuwachsbestimmung an Tropenbäumen beinhaltet und Forschern eine Grundlage für das selbständige Analysieren von Jahresringen ermöglicht. Hierbei steht die möglichst einfache und kostengünstige Analyse im Vordergrund, um auch die Durchführbarkeit in tropischen Ländern zu erleichtern.

Förderzeitraum:
01.02.2002 - 31.12.2005

Institut:
Georg-August-Universität Göttingen
Institut für Forstbotanik

Betreuer:
Prof. Dr. Martin Worbes

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