Die Tropenstation La Gamba

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Die „Tropenstation La Gamba“ in Costa Rica – Wissenschaftlicher Bericht ASCHAN, G., 1997: Mikroklima, Wasserhaushalt und Energiebilanz tropischer und extratropischer Wälder. Ph. Diss: Heinrich-Heine-Univ. Düsseldorf. Math.-Naturwiss. Fakultät. Waldbestände existieren an bestimmten Standorten aufgrund eines dynamischen Gleichgewichtes zwischen der Vegetation und den gegebenen, durch das jeweils vorherrschende Makroklima geprägten mikroklimatischen Bedingungen, die ihrerseits wiederum durch den Waldbestand modifiziert werden. Waldökosysteme stehen somit über komplexe Energie- und Stoffflüsse in vielfältigen Interaktionen mit der umgebenden Landschaft. Für die vergleichende Analyse solcher strukturell, makro- und mikroklimatisch differenzierter Wälder wurden drei wichtige Waldtypen der Erde ausgewählt, die gemeinsam etwa 50% der globalen Waldflächen bedecken. Es sind dies die sommergrünen Laubwälder der temperaten Zone, warmtemperate immergrüne Laubwälder und tropische Feuchtwälder. In einem für den Naturraum des niederschlagsreichen Bergischen Landes typischen Kerbtal wurden während der Jahre 1993 bis 1995 Untersuchungen zur Bestandesstruktur, zum Meso- und Mikroklima sowie zum Wasserumsatz des die Talhänge dominierenden Buchenhochwaldes durchgeführt. Der untersuchte Hangbuchenwald kann nach floristischer Zusammensetzung, Bestandesstruktur und den mikroklimatischen Verhältnissen als typisch gelten für ein Laubwaldbiom der nordwestdeutschen Region unter atlantischem Klimaeinfluss. Das Bestandesmikroklima zeigte insbesondere hinsichtlich der Strahlungsverhältnisse eine deutliche Abhängigkeit von der phänologischen Entwicklungsphase des Bestandes. Der diumale und saisonale Bestandeswasserumsatz wurde auf der Basis der poromethschen Erfassung und Modellierung der stomatären Aktivität von Fagus sylvatica abgeschätzt. Bei jährlichen Transpirationssummen von 410 mm a -1 und Interzeptionsverlusten von 130 mm a -1 ergibt sich für dieses niederschlagsreiche Einzugsgebiet (940 mm a -1 ) eine positive Wasserbilanz (1994). Die ergänzenden edaphischen Studien unterstreichen den wesentlichen Beitrag der speicherfähigen Hangböden zu der hydrologischen Pufferkapazität des Einzugsgebietes. Im Rahmen einer umfassenden Analyse der ökosystemaren Verhältnisse im kanarischen Lorbeerwald werden im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit die dort herrschende meso- und mikroklimatische Situation und ihre saisonalen Veränderungen charakterisiert. Auf dieser Basis werden die diurnalen und saisonalen Energieumsätze im Lorbeerwald von Agua Garcia, Teneriffa abgeschätzt. Diese Quantifizierung der Energie- und Wasserumsätze erfolgt mit Hilfe von PENMAN-MONTEITH-Berechnungen auf der Grundlage standörtlicher Mikro- und Mesoklimadaten sowie modellhafter Beschreibung des stomatären Verhaltens der bestandsbildenden Lauraceen- Taxa. Demgemäß wird der Eintrag an Strahlungsenergie im Bestandesprofil stark abgeschwächt und kompartimentiert, wesentliche mikroklimatische Parameter wie Temperatur und Luftfeuchte werden in ihren Extremen deutlich abgepuffert. Die kalkulierten Bestandestranspirationsdaten erreichen Tagessummen zwischen 1 und 4 mm d -1 und Maximalwerte von über 6 mm d -1 . Die abgeschätzte aktuelle Evapotranspiration um 860 mm a -1 liegt unter der Jahressumme aus Niederschlag und Interzeptionsgewinn (960 mm a -1 ). Die Bestandesleitfähigkeiten und der daraus abgeleitete Kopplungskoeffizent (Ω) weisen ebenso wie die bestandesstrukturellen und mikroklimatischen Daten auf die vegetationskundlich bereits belegte Position der rezenten Lorbeerwäider als Bindeglied zwischen den mediterranen und mitteleuropäischen Waldformationen sowie den Wäldern tropischer Regionen hin. Eine als insgesamt positiv einzuschätzende Wasserbilanz unterstreicht die wichtige Funktion des Lorbeerwaldes für das ökologische, insbesondere hydrologische Gleichgewicht der Kanarischen Inseln. In tropischen Tieflandregenwäldem der Pazifikregion Costa Ricas wurden innerhalb zweier Messkampagnen grundlegende ökologische Untersuchungen zum Mikroklima, zur Bestandesstruktur, den edaphischen Verhältnissen und zum Gaswechsel charakteristischer Taxa einer ausgewählten Sekundär- und einer Primärwaldparzelle durchgeführt, die das Datenmaterial des dritten Teils der vorliegenden Arbeit bereitstellten. Dabei ergab sich eine erhebliche Abpufferung der klimatischen Extreme von waldfreien Flächen über natüriche Lichtungen bis hin zu den geschlossenen Regenwäldem, die sich hinsichtlich ihrer Bestandesstruktur, Zusammensetzung und Biomasse in das Spektrum der bisher für neotropische Regenwaldbiome publizierten Werte einfügen. Auf der Basis klimatischer Daten und einer aus zahlreichen Tagesgängen des Gaswechsels repräsentativer Taxa kalkulierten mittleren Bestandesleitfähigkeit wurden für die untersuchten Bestände aktuelle Wasserumsätze zwischen 1200 und 1500 mm a -1 ermittelt, die auf einen deutlichen Wasserüberschuß und eine hohe Abflusskomponente dieser niederschlagsreichen (4000 mm a -1 ) tropischen Region schließen lassen. In einem zusammenfassenden Vergleich der drei untersuchten Waldtypen wird der Einfluss des jeweils vorherrschenden Makro- bzw. Mesoklimas auf die Ausbildung der einzelnen, 52
Die „Tropenstation La Gamba“ in Costa Rica – Wissenschaftlicher Bericht unterschiedlichen Bestandesstrukturen und deren assoziierte, standortspezifische Mikroklimate aufgezeigt. Die vorliegenden Ergebnisse unterstreichen insgesamt die bedeutende Rolle intakter Waldbestände in der Regulation des lokalen bis überregionalen Klimas, des Wasserhaushaltes sowie des atmosfärischen Stoffaustausches und weisen auf die destabilisierende Wirkung anthropogener Eingriffe in das dynamische Gleichgewicht dieser komplexen Ökosysteme hin. Anschrift des Autors: Dipl. Biol. Dr. Guido Aschan Heinrich-Heine Univ. Düsseldorf Institut für ökologische Pflanzenphysiologie und Geobotanik guido.aschan@uni-essen.de 53
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