Abstract:
Anthropogene Eingriffe, insbesondere Abholzung, bedrohen die noch bestehenden Bergregenwälder. Eine mögliche Alternative zur Abholzung wäre nachhaltige Naturwaldbewirtschaftung. Daneben gefährden zunehmende Nährstoffeinträge dieses sensible Ökosystem, indem sie Limitierungen des Pflanzenwachstums durch N, oftmals auch P und weitere Elemente aufheben. In tropischen Regenwäldern befindet sich in der organischen Auflage ein Großteil der Nährstoffe, die durch Mineralisation freigesetzt werden. Die Mineralisation wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, unter anderem Bodentemperaturen und Nährstoffeinträge. Zieler dieser Arbeit sind, das Wissen über Steuergrößen von C- und Nährstoffkreisläufen zu erweitern und die Auswirkungen nachhaltiger Naturwaldbewirtschaftung und erhöhter Nährstoffeinträge auf diese Kreisläufe in einem tropischen Bergregenwald auf paläozoischem Schiefer und Meta-Sandstein Südecuador festzustellen. Die in dieser Arbeit überprüften Hypothesen waren, dass der Umsatz der organischen Substanz durch Auflichtung undZugabe limitierender Nährelementen erhöht und somit die Umsatzzeiten verkürzt werden.
Die untersuchten Flächen liegen auf 1.900?2.150m ü. NN. Juni 2004 wurden im Rahmen eines Naturwald-Managementexperimentes in einem Kleineinzugsgebiet auf einer Gesamtfläche von 4 ha 32 Bäume pro ha entnommen. In einem Düngeexperiment (numex) wurden Flächen zwei mal pro Jahr entweder mit 50 kg ha-1, kg ha-1 P, 50 kg ha-1 N + 10 kg ha-1 P oder 10 kg ha-1 Ca gedüngt. Die Probenahme der organischen Auflage erfolgte von April bis Juni 2009. Streufall und Freilandniederschläge wurden von Juni 2008 bis Mai 2009 analysiert. Es wurden Elementgehalte und -flüsse im bzw. mit dem Streufall, Nährstoffnutzungseffizienzen (NUE) sowie Elementgehalte, -vorräte und Umsatzzeiten in der organischen Auflage bestimmt.
Die in der Nähe des Grates auf sauren Böden gelegenen NUMEX-Flächen weisen niedrigere mittlere Elementgehalte im Streufall (K: 2,8, Mg: 1,9, N: 9,8, P: 0,35 g kg-1), Elementflüsse mit dem Streufall (Ca: 14, Mg: 8,2, N: 41, P: 1,5, S: 2,1 kg ha-1), höhere NUE (Ca: 307, K: 367, Mg: 529, N: 104, P: 2.882), niedrigere mittlere Elementgehalte (Ca: 0,23,K: 0,99, Mg: 0,31, N: 17, P: 0,45 g kg-1) und ?Vorräte (Ca: 50, K: 223, Mg: 68, P: 75 kg ha-1 a-1), höhere N-Vorräte (3.832 kg ha-1 a-1) und längere Umsatzzeiten in der organischen Auflage (KOL: Organische Substanz: 62, K: 20, Mg: 8,6 N: 98, P: 72 a) im Vergleich zu den am Hang gelegenen durchforsteten Flächen auf (Elementgehalte im Streufall: K: 6,7, Mg: 3,2, N: 16, P: 0,55 g kg-1; Elementflüsse mit dem Streufall: Ca: 149, Mg: 40, N: 205, P: 6,9, S: 5,7 kg ha-1 a-1; NUE: Ca: 90, K: 150, Mg: 324, N: 62, P: 1.822; Elementgehalte in der organischen Auflage: Ca: 7,6, K: 3,1, Mg: 1,6, N: 21,P: 1,1 g kg-1; Vorräte in der organischen Auflage: Ca: 1.229, K: 432, Mg: 243, N: 2.771, P: 137 kg ha-1a-1; Umsatzzeiten in der organischen Auflage: Organische Substanz: 11, K: 4,9, Mg: 5,0, N: 13, P: 17 a).
Viereinhalb Jahre nach der Durchforstung sind keine Unterschiede in den Gehalten im Streufall zwischen den geschlagenen Lücken und dem ungestörten Bestand festzustellen. Die Düngezugaben von N, P, N+P oder Ca bewirkten eine Steigerung der entsprechenden Elementgehalte im Streufall und in der organischen Auflage sowie der Elementvorräte in der organischen Auflage. Die NUE der entsprechend zugeführten Elemente war herabgesetzt. Zudem waren die mittleren Umsatzzeiten von N in den mit N (91 a) und N+P (79 a) gedüngten Flächen, die von P in den mit N+P (54 a) gedüngten Flächen und von Ca in den mit Ca (3,5 a) gedüngten Flächen gegenüber den Kontrollflächen (N: 107, P: 73, Ca: 4,1 a) verkürzt. In den mit N und N+P gedüngten Flächen stiegen die Streufallmassen im Vergleich zu den Kontrollflächen um mehr als 800 kg ha-1a-1an.
