Ökosystem tropischer Regenwald:
Bäume dicht an dicht, wohin man auch schaut, in Stockwerken angeordnet, damit jeder seinen Platz hat. Alles überragen Riesenbäume (Überständer) mit mächtigen Stammumfängen, Brettwurzelbäume, Palmen, Lianen, Epiphyten, Baumfarne. In keinem anderen Ökosystem gibt es so viele Pflanzenarten pro Quadratkilometer wie hier. In Australien nehmen die Regenwälder nur 0,3% der Fläche ein, beherbergen aber ca. 50% aller Pflanzenarten. Endloses Grün, eine erdrückende Fülle der Vegetation. Das kann doch nur Ausdruck von Überfluss und Fruchtbarkeit sein!?
Dieser Fehleinschätzung unterlagen und unterliegen viele, die diese Fülle erleben: von Alexander von Humboldt bis zum Milliardär, der im Regenwaldgebiet des Amazonas mit Hilfe von Baumanpflanzungen Zellulose herstellen wollte.
Ökologie des Regenwaldes - Biomasse:
Die Biomasse erreicht im tropischen Regenwald 1000 Tonnen pro Hektar, der Anteil der Tiere davon macht weniger als 0,03to aus, sie sind fast nicht vorhanden, sie spielen von der Menge her keine Rolle. (In den Savannen Afrikas ist das ganz anders, dort kann zweitweise sogar die tierische Biomasse die pflanzliche übersteigen.)
Bei solch einer Biomasse müsste doch eine meterdicke Schicht an Laub und Humus den Boden bedecken. Aber tatsächlich ist die Humusschicht nur dünn, darunter befindet sich in manchen Regenwäldern sogar nur reiner Sand.
Aber eigentlich ist diese Betrachtung nur teilweise richtig. Denn nur die Blätter und eine dünne Schicht unter der Rinde der Bäume bestehen aus lebenden Zellen. Der Rest wie das Holz oder die Borke bestehen aus totem Material. Wenn wir alle toten Teile der Bäume ausklammern, bleiben nur ca. 30 to pro Hektar an lebender Substanz übrig. Und damit bewegen wir uns im unteren Bereich tropischer Savannen.
Vertreter der Krautschicht des Regenwaldes: links: ein Farn (Dicranopteris linearis), rechts ein Moosfarn (Selaginella spec.)
Grundlagen des Wachstums (Untergrund, Regen):
In unseren gemäßigten Breiten beruht das gesamte Wachstum auf der Fruchtbarkeit des Untergrundes, auf dessen Mineralsalzgehalt, auf dessen Wasserhaltevermögen.
Dagegen finden wir in Regenwaldgebieten sehr alte Böden (aus dem Tertiär und älter), die tiefgründig verwittert sind. Der Boden ist durch die schweren Regenfälle ausgelaugt, unfruchtbar und nährstoffarm. Es kann sogar einfacher Sand sein (Fraser Island und Coloola NP).
Wie ist bei solch einem Untergrund dieses überbordende Wachstum der Pflanzen möglich?
Wie bereits in dem Kapitel "Bodenentwicklung und Bodentypen der Sommerfeuchten Tropen" erwähnt, unterscheiden sich die Böden der Feuchten Savannen und Immerfeuchten Tropen kaum. Auch die Böden der Immergrünen Regenwälder sind sehr alt und reichen oft bis in das Tertiär zurück. Fast alle Bodentypen sind extrem tiefgründig verwittert.
Wie es der Name schon sagt, die Wälder benötigen viel Regen, mehr als 1500 mm Regen pro Jahr. Dabei darf der Regen nicht saisonal fallen wie im Nordwesten Australiens, wo die Bäume die halbjährige Trockenzeit nur durch das Abwerfen von Laub überleben und ein ganz anderer Wald entsteht (Monsunregenwald).
Die Lage und Richtung von Gebirgsketten hat einen großen Einfluss auf das Klima. So stauen sich die feuchten Luftmassen des Südostpassates an der Great Dividing Range im Osten Australiens und regnen sich als Steigungsregen ab. Dadurch gibt es in manchen Berghängen Queenslands Regenmengen bis zu 7.000 mm pro Jahr.
Nährstoffkreislauf im tropischen Regenwald:
Wären die Nährsalze im Boden gespeichert, müssten diese bei solchen Regenmengen in die Bäche und Flüsse gespült werden, so wie das in den gemäßigten Breiten nach schweren Regenfällen der Fall ist. Das Wasser der Bäche ist aber klar und enthält nur ganz geringe Mineralsalzmengen. Manche der Bäche und Flüsse haben sogar so reines Wasser, dass man es mit destilliertem Wasser vergleichen kann. Unter solchen Bedingungen können sich keine Algen entwickeln. (Geringste Spuren von Huminsäuren färben das Wasser manchmal bräunlich.)
Der Regen prasselt durch das Blätterdach des Regenwaldes, von Stockwerk zu Stockwerk. Dabei nimmt er sogar noch Nährsalze und Humusbestandteile auf, ehe er den Boden erreicht.
Wenn fast reines Wasser abfließt, muss das gesamte Wurzelsystem des Waldes die Nährstoffe herausgefiltert haben. Wie funktioniert das?
Ein Blatt altert. Sofort entzieht der Baum dem Blatt einen Teil der Nährsalze, einen Teil der Stickstoff-Verbindungen, des Phosphors, Kaliums, Calciums, Magnesiums und Natriums. Wenn es also zu Boden fällt, ist schon ein Teil der wertvollen Bestandteile wiederverwertet worden. Am Boden angelangt treiben sofort Pilze ihre Pilzhyphen in das Blatt, Asseln, Tausendfüßler und viele Kleinstinsekten zerkleinern das Blatt. Bakterien beginnen mit ihrer Zersetzungsarbeit, wodurch die entstehenden Nährstoffe/Nährsalze für Pflanzen verfügbar sind. Auf Grund der hohen Temperatur und der großen Feuchtigkeit verläuft dieser Prozess viel schneller als in den gemäßigten Breiten.
Tropischer Regenwald: Bedeutung der Mykorrhiza
80% der Wurzelmasse der Bäume befinden sich in den oberen 30cm des Bodens. Ihre feinen Haarwurzeln, die die Nährsalze aus dem Boden aufnehmen, wachsen nach oben (von dort kommt der Nährstoffnachschub) und durchdringen recht schnell ein herabgefallenes Blatt. Gleichzeitig sind die Wurzeln eine Symbiose mit Pilzen eingegangen, der sogenannten Mykorrhiza. Die Pilze können viel feiner und dichter tote Biomasse durchdringen, als es dem Baum mit seinen Wurzelhärchen möglich ist (Wurzelhärchen sind 10x dicker als Pilzfäden (= Pilzhyphen). Dadurch gelingt es ihnen viel besser auch die geringsten Spuren von Nährstoffen aufzunehmen, die sie dann an die Baumwurzeln weiter geben. Dafür erhalten sie vom Baum Kohlenhydrate (Zucker) und Aminosäuren. Diese Symbiose ist zum Teil so eng, dass manche Pilze sogar in die Zellen der Wurzeln eindringen (endotrophe Mykorrhiza). Bei manchen Baumarten ist diese Symbiose sogar unabdingbare Voraussetzung für ihr Gedeihen.
Dieses Netz aus Wurzelhärchen und Pilzhyphen ist so dicht, dass sie praktisch alle freiwerdenden Mineralsalze aufnehmen, so dass keine mehr ins Gewässer gelangen. Praktisch die gesamte Menge der Salze wird sofort wieder in das lebende System zurückgeführt und dort gespeichert. Nichts wird verschwendet.
Ein Regenwald bildet also einen geschlossenen Nährstoffkreislauf. Er ist ein perfektes Recycling-System. Er erhält sich aus sich heraus selbst, nur Regen und Sonnenenergie müssen von außen zugefügt werden.
Bei hohem Nährstoffangebot im Boden aber, z.B. bei vulkanischen Böden oder an Berghängen, verzichtet der Regenwald auf einen perfekten Kreislauf, der sehr Energie aufwändig wäre. Wie gut die Speicherung der Nährsalze durchgeführt wird, kann man dann am Salzgehalt der Flüsse erkennen.
Tropischer Regenwald: Ergänzung der Nährstoffverluste:
Kein System arbeitet aber ohne Verluste. Ein ganz kleiner Prozentsatz der Nährsalze geht über die Bäche und Flüsse für immer dem System Regenwald verloren. Woher kommt der Ersatz? Aus dem Boden kann er bei einem Tieflandregenwald nicht gespeist werden.
Die Antwort geben uns die Epiphyten.
Vom Regen werden die Salze im Staub der Luft ausgewaschen und dem Regenwald zugeführt. Dabei kann der Staub aus weit entfernten Landstrichen kommen, beim Amazonas-Regenwald nimmt man an, dass er - so unglaublich es klingt - aus der Sahara stammt. Die Verluste, die die Flüsse ins Meer schwemmen, werden durch den heran gewehten Staub ersetzt. Dass dieser Transport bedeutsam ist, zeigt uns die Möglichkeit als Epiphyt zu leben. Diese können teilweise so gut davon leben, dass in manchen Regenwäldern die Gesamtmasse der Epiphyten sogar die aller Blätter der Bäume übertrifft.
Siehe auch die Seiten:
Artenvielfalt und Diversität, Brettwurzeln und Stammblütigkeit, Würgefeige, Lianen, Rotangpalme, Fächerpalmen, Epiphyten, Baumfarne, Bootfarne
