Die großflächige Umwandlung von tropischen Wäldern hat zu dramatischen Verlusten von Biodiversität und assoziierten Ökosystemdienstleistungen und –funktionen geführt. Indonesien ist ein besonders schwerwiegendes Beispiel für den Verlust von Waldflächen und Biodiversität. Landumnutzungen, in starkem Maße durch den Anbau von Ölpalmen vorangetrieben, stellen eine erhebliche Bedrohung für die außergewöhnlich hohe Biodiversität des Landes dar. Landwirtschaftssysteme, wie Agroforstsysteme, können hingegen genutzt werden, um die Biodiversität und Ökosystemfunktionen in von Ölpalmen dominierten Landschaften zu erhöhen. In Regionen, in denen Ölpalmplantagen bereits die Landschaft dominieren, kann diese Erhöhung nur durch systematische Renaturierung erfolgen. Die zugrunde liegenden ökologischen und soziökonomischen Prozesse und damit verbundene Beschränkungen und Kompromisse von Renaturierungsmaßnahmen in von Ölpalmen dominierten Landschaften sind jedoch weitgehend unbekannt.
Um diese Wissenslücke zu schließen, habe ich mit Kollegen aus Deutschland und Indonesien ein Langzeitexperiment zur Erhöhung der Biodiversität aufgebaut. Wir haben experimentell Bäume in Form von „Inseln“ in eine konventionelle Ölpalmplantage gepflanzt und hierbei systematisch die Flächengröße, das Diversitätslevel und die Artzusammensetzung variiert. Wir haben hierfür sechs multifunktionale heimische Baumarten ausgewählt. Auf der Fläche der Bauminseln haben wir einen Teil der Ölpalmen gefällt, um die Lichtverfügbarkeit für die gepflanzten Bäume durch eine reduzierte Ölpalmdichte zu erhöhen.
In dieser Doktorarbeit stelle ich den Aufbau des Experiments vor und gebe einen breiten Einblick in anfängliche Auswirkungen des Experiments, indem ich ökologische Aspekte in Betracht ziehe, sowie Veränderungen hinsichtlich des Ernteertrags. Da die Zeit kurz nach der Pflanzung ein Nadelöhr für die Langzeitetablierung der Bäume darstellt, ist sie sehr kritisch, um die erwünschten Renaturierungserfolge in der Zukunft zu erzielen. Des Weiteren kann die Anfangszeit auch aus der Sicht der Landwirte eine entscheidende Hürde darstellen, da der Nutzen der Bauminseln erst lange Zeit nach ihrer Pflanzung entsteht.
Zuerst beschreibe ich Umweltvariablen und biotische Charakteristika der den experimentellen Flächen assoziierten Vegetation, Invertebraten und Vögel vor der Errichtung des Experiments, sowie anfängliche Auswirkungen des Experiments auf die Fauna. Ein Jahr nach der Errichtung des Experiments hatten die Baumpflanzungen einen insgesamt positiven Effekt auf die Artengemeinschaften von Vögeln und Invertebraten in der Plantage. Die Größe der Bauminseln wirkte sich lediglich auf die Diversität und Abundanz von Invertebraten positiv aus, die somit auf kleinskalige Veränderungen reagierten. Ausgehend von diesen Ergebnissen erwarte ich einen weiteren Anstieg der Biodiversität und Ökosystemfunktionen in der Zukunft.
Danach berichte ich über den Anwuchserfolg der Bäume und ermittle die wichtigsten Determinanten für den Wuchs und das Überleben der Bäume. Insgesamt sind die Bäume gut angewachsen, jedoch gab es große Unterschiede zwischen den Baumarten hinsichtlich relativer Höhenwachstums-, Dickenwachstums- sowie Überlebensraten. Arten mit hohen Wachstumsraten wiesen vorwiegend auch hohe Überlebensraten auf. Auf Versuchsflächenebene hatten Standortbedingungen, Flächengröße und Diversitätslevel der gepflanzten Bäume lediglich einen geringen Einfluss auf das mittlere Baumwachstum und die Überlebensrate. Auf Individuenebene habe ich signifikante Nachbarschaftseffekte festgestellt. Hohe benachbarte Bäume und die Distanz zu verbleibenden Ölpalmen begünstigten die Entwicklung der Bäume. Noch ist es zu früh zu entscheiden, welche der Baumarten sich generell am besten eignen, um Renaturierungsziele zu erreichen. Unterschiede in der anfänglichen Entwicklung liefern jedoch wichtige Informationen für eine zukünftige Bewertung der Arten.
Zuletzt präsentiere ich Auswirkungen des Experiments auf den Ölpalmertrag. Nach zwei Jahren waren die Erträge pro Ölpalmindividuum erhöht, sowohl auf als auch direkt neben den Versuchsflächen. Die geschätzten Ertragsänderungen für die verschiedenen Flächengrößen unter Einbezug von Ernteverlusten durch gefällte Ölpalmen sowie Effekte auf benachbarte Ölpalmen deuten darauf hin, dass die erhöhten Ernteerträge insbesondere in großen Bauminseln mindestens das Fällen von Ölpalmen kompensiert haben. Diese Ergebnisse, die in der frühen Phase der Bauminseletablierung erzielt wurden, sind vielversprechend für die Erarbeitung nachhaltiger Managementoptionen für Ölpalmplantagen, die ökologische und ökonomische Funktionen in Einklang bringen.
Die anfänglichen Auswirkungen waren stärker und insbesondere aus ökonomischer Perspektive profitabler als ich erwartet habe. Die Nachbarschaftseffekte und die Auswirkungen der experimentell veränderten Variablen waren bislang jedoch überwiegend schwach. Ich erwarte, dass diese Auswirkungen mit der Zeit stärker ausgeprägt sein werden. Durch Erkenntnisse, die aus zukünftigen Langzeitbeobachtungen des Experiments, das ich in dieser Doktorarbeit vorstelle, gewonnen werden, können Wissenslücken geschlossen werden. Somit kann die Ausarbeitung von Managementrichlinien für von Ölpalmen dominierten Landschaften ermöglicht werden, die sowohl ökologisch verbessert als auch ökonomisch lohnenswert sind. Diese Doktorarbeit stellt einen wesentlichen Beitrag zur generellen Beurteilung des Experiments dar, wodurch darüber hinaus auch neue Erkenntnisse für die Renaturierungswissenschaft gewonnen werden können.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-002B-7CF1-5 |
| Date | 15 November 2016 |
| Creators | Gérard, Anne |
| Contributors | Kreft, Holger Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
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