Biomass and Nutrient Studies of Selected Tree Species of Natural and Plantation Forests: Implications for a Sustainable Management of the Munessa-Shashemene Forest, Ethiopia : Dissertation, Universität Bayreuth, Fakultät Biologie / Chemie / Geowissenschaften

Bayreuth

2004

166 S.

30 Abb., zahlr. Lit. Ang.

Monographie

133748

Als Reaktion auf hohe Entwaldungsraten und eine fortschreitende Degradierung der Naturwälder wurden in Äthiopien Forstplantagen mit exotischen Baumarten angelegt. Diese Aufforstungen sollten der stetig wachsenden Nachfrage nach Brennholz und anderen Waldprodukten gerecht werden. Für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Forstplantagen ist es von herausragender Bedeutung, die ökologischen und sozioökonomischen Bedingungen im aufzuforstenden Gebiet zu verstehen. Aus diesem Grund wurde im Munessa-Shashemene-Wald im Rahmen eines interdisziplinären Projekts begonnen, wichtige Ökosystemprozesse zu erforschen. Begleitet werden die Studien von sozio-ökonomischen Untersuchungen. Die vorliegende Arbeit bildet einen integralen Bestandteil des interdisziplinären Forschungsprojektes. Ihre Anliegen bestanden darin, 1) die Feinwurzeln und die oberirdische Biomasse sowie 2) die Vorräte der Makronährstoffe der Feinwurzeln und der oberirdischen Komponenten von ausgewählten Baumarten in Naturwald und Forstpflanzungen zu quantifizieren und 3) die Anzeichen der Veränderungen in Biomasse und Makronährstoffen für ein nachhaltiges Waldmanagement zu evaluieren. In der Studie wurden vier Baumarten untersucht. Podocarpus falcatus (Thunb.) Mirb. (Podocarpaceae) und Croton macrostachys Hochst. ex Del. (Euphorbiaceae) wurden als Naturwaldarten, Cupressus lusitanica Miller (Cupressaceae) und Eucalyptus globulus Labill. (Myrtaceae) in den Forstpflanzungen ausgewählt. Das Wurzelwerk ausgesuchter Bäume dieser vier Arten wurde freigelegt und die lebende Feinwurzelbiomasse (Durchmesser < 2 mm) jeweils in der Trocken- und Regenzeit in einem Abstand von einem, zwei und drei Metern vom Stamm bestimmt. Bei jeder dieser Entfernungen wurden Bohrkerne in Bodentiefen von 0-10, 10-35, 35-60, 60-85 und 85-100 cm entnommen. Über lineare Regressionsgleichungen wurde die oberirdische Biomasse auf Grundlage der Beziehung zwischen dem Brusthöhen-Durchmesser und dem Trockengewicht der oberirdischen Pflanzenkomponenten bestimmt. Die Konzentrationen der Makronährstoffe wurden über Standardlabormethoden bestimmt. Untersuchungen der Wurzelarchitekur zeigten, dass C. lusitanica im Gegensatz zu E. globulus flach wurzelt und somit anfälliger gegenüber Windwurf ist. Mit Ausnahme von E. globulus war die lebende Feinwurzelbiomasse aller untersuchter Bäume in der Trockenzeit niedriger als in der Regenzeit. Diese jahreszeitliche Schwankung in der Feinwurzelbiomasse war mit dem Wechsel in der Bodenfeuchte des Untersuchungsgebietes korreliert. Alle untersuchten Bäume zeigten in allen Probenahmeabständen die höchste lebende Feinwurzelbiomasse im Tiefenintervall von 0-10 cm. Die günstige Bodentextur, der pH sowie der Gehalt an organischer Substanz in der Bodentiefe von 0-10 cm könnten hierfür verantwortlich sein. Die verglichen mit C. macrostachys (0,32 kg/m¬) signifikant höhere lebende Feinwurzelbiomasse von P. falcatus (1,34 kg/m¬), die verbunden ist mit höheren Gehalten an Makronährstoffen, stellt die Bedeutung von P. falcatus für die Nachhaltigkeit des Naturwaldes heraus, da bei dieser Art verstärkt Makronährstoffe über die Feinwurzeln in den Boden transferiert werden. In ähnlicher Weise zeigte die verglichen mit E. globulus (0,27 kg/m¬) signifikant höhere lebende Gesamtbiomasse der Feinwurzeln von C. lusitanica (0,88 kg/m¬) verbunden mit ihren höheren Gehalten an Makronährstoffen eine geringere Verarmung der Bodennährstoffe an. Die Bestandesstruktur des Naturwaldes unterschied sich maßgeblich von der in Forstpflanzungen. Im Naturwald war die Dichte von C. macrostachys (143 ء 72 Bäume je ha) verglichen mit der von P. falcatus (73 ء 39 Bäume je ha) viel höher. Der durch das selektive Fällen von P. falcatus verursachte Strukturwandel im Naturwaldes hat negative Auswirkungen auf seine Nachhaltigkeit. Die Unterschiede in der Struktur der Pflanzungen von C. lusitanica und E. globulus resulierten trotz ihrer ähnlichen Bestandesdichten in einem signifikant schwächeren Unterwuchs aus Kräutern und Sträuchern bei der ersteren. Die Auswirkung des geringeren Unterwuchses auf die Mächtigkeit der Streuschicht und dadurch auf das Nährstoffpotential des Bodens könnte die Nachhaltigkeit der C. lusitanica-Plantage negativ beeinflussen. Mit dem Stammholz von C. lusitanica und E. globulus werden beachtliche Mengen an Nährstoffen aus dem Plantagengebiet entfernt. Des weiteren resultiert das Sammeln von Laub, Zweigen und Ästen zur Brennholznutzung durch die lokale Bevölkerung in einer weiteren Verarmung an Nährstoffen. Um die Forstpflanzungen nachhaltig zu gestalten, sollte daher das zukünftige forstliche Management die Bewahrung von Laub und Borke auf dem Standort erwägen. Weiterer Forschungsbedarf besteht vor allem in Bezug auf eine Zeitreihenanalyse der über- und unterirdischen Biomasse sowie auf den Umsatz der Feinwurzeln und der Nährstoffkonzentrationen in den Forstpflanzungen, um dadurch besseren Einblick in ihre Nachhaltigkeit zu gewinnen.