title: Laubstreuzersetzung im Atlantischen Regenwald von Brasilien
title: Litter decomposition in the Atlantic Rainforest of Brazil
Creators: name: Gießelmann, Urs Christian
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Regenwald
Mata Atlantica
Biowissenschaften, Biologie

description: Tropische Primärregenwälder werden
      in zunehmendem Maße durch Sekundärwälder ersetzt. Es stellt
      sich daher die Frage, ob diese sekundären Habitate geeignet
      sind die Biodiversität und Ökosystemfunktionen der
      ursprünglichen Wälder zu erhalten. Ziel meiner Dissertation
      ist es, im stark gefährdeten Atlantischen Küstenregenwald
      Brasiliens, Einblicke in den wichtigen Prozess der
      Laubstreuzersetzung und seiner Dynamik während der sekundären
      Waldsukzession zu erhalten. Ich hoffe damit Rückschlüsse auf
      die Regenerationsfähigkeit des Zersetzungsprozesses ziehen zu
      können. Im ersten Teil meiner Arbeit untersuchte ich den
      Einfluss der Laubartenzahl, der Zusammensetzung der
      Laubmixturen und der Aktivität der Makro- und
      Mesoinvertebratenfauna auf die Laubstreuzersetzung. Hierfür
      nutzte ich ein Mischungsexperiment um Rückschlüsse auf den
      Zusammenhang zwischen Streuzersetzung und Baumdiversität zu
      ziehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zersetzungsrate durch
      Laubartenidentität und Zusammensetzung der Laubmixturen
      beeinflusst wurde, nicht aber durch die Laubartenzahl an
      sich. Allerdings zeigten die Streuzersetzungsraten mit
      zunehmender Laubartenzahl eine geringere Variabilität, was
      auf einen stabilisierenden Effekt der Laubartenzahl hindeuten
      könnte. Dies ist möglicherweise ein Effekt von Interaktionen
      zwischen den verschiedenen Laubarten innerhalb einer
      Mischung. In vielen Fällen waren die
      Streuzersetzungsdynamiken nicht-additiv, die beobachteten
      Gesamtzersetzungsraten der Mischungen wichen also von denen
      ab, welche aufgrund der einzelnen Zersetzungsraten der
      Streuarten zu erwarten gewesen wären. Der Ausschluss von
      Meso- und Makroinvertebraten beeinflusste ebenfalls die
      Streuzersetzung. Dieser Effekt variierte jedoch erheblich
      zwischen den Laubarten und Mischungen. Insgesamt deuten meine
      Ergebnisse daraufhin, dass der Zusammenhang zwischen
      Streuzersetzung und Baumdiversität größtenteils
      unvorhersagbar ist. In der zweiten Studie analysierte und
      verglich ich die Artenzahl und Artenzusammensetzung von
      streubewohnenden Pilzen und von Bäumen auf Waldflächen
      unterschiedlichen Sukzessionsalters. Anhand der Ergebnisse
      sollten Erkenntnisse über die Sukzessionsdynamiken
      streubewohnender Pilzgemeinschaften, welche maßgeblich an der
      Streuzersetzung beteiligt sind, im Zusammenhang zur
      Baumsukzession gewonnen werden. Während die Baumartenzahl mit
      zunehmendem Sukzessionsalter der Flächen anstieg, zeigten die
      Artenzahlen der Pilze keinen signifikanten Unterschied
      zwischen den einzelnen Altersstadien. Die
      Artenzusammensetzung der Pilze hingegen unterschied sich
      signifikant zwischen den Flächen unterschiedlichen
      Sukzessionsalters und korrelierte zudem mit der
      Artenzusammensetzung der Baumgemeinschaften. Eine Erklärung
      für die gefundenen Mustern ist einerseits eine schnelle
      Neubesiedlung durch Pilze die der Baumsukzession folgt,
      andererseits das Vorhandensein von sogenannten
      „latenten-Arten“, welche als eine Art Samenbank für die
      Pilzsukzession dienen. Streubewohnende Pilzgemeinschaften
      scheinen sich also sehr schnell der jeweiligen
      Baumartenzusammensetzung anzupassen und wären somit in hohem
      Maße resilient oder resistent gegenüber Störungen. Im dritten
      Teil führte ich ein Streu-Transfer-Experiment entlang eines
      Sukzessionsgradienten durch. Ich untersuchte, ob
      ortspezifische Laubstreu an ihrem Herkunftsort schneller als
      an anderen Orten abgebaut wird und zwar innerhalb und
      zwischen den Sukzessionsstadien. Ein schnellerer Abbau auf
      dem Herkunftsstandort, würde auf einen Heimvorteil (HFA –
      home-field advantage) in der Streuzersetzung hindeuten. Das
      Experiment sollte Einblicke in die Sukzessionsdynamiken und
      die Regenerationsfähigkeit der Zersetzerorganismen und ihrer
      Funktionalität liefern. Insgesamt deuteten meine Ergebnisse
      nicht auf einen Heimvorteil in der Zersetzung von
      ortspezifischer Laubstreu hin. Die Zersetzergemeinschaft ist
      also in ihrer Fähigkeit verschiedene Streuarten zu zersetzen
      in hohem Maße redundant oder hochgradig flexibel. Es muss
      allerdings erwähnt werden, dass der Effekt der Makro- und
      Mesoinvertebratenfauna in meinem Experiment, wahrscheinlich
      aus klimatischen Gründen, stark reduziert war. Die hohe
      Flexibilität der Zersetzergemeinschaft könnte auf der
      Fähigkeit der mikrobiellen Zersetzer beruhen, sich schnell
      auf die Zersetzung unterschiedlicherSubstrate einzustellen,
      indem sie ihre Gemeinschaftsstruktur ändert. Die
      Ökosystemfunktionalität in Bezug auf den
      Streuzersetzungsprozess scheint also, wenigstens teilweise,
      in hohem Maße resistent oder fähig zu sein, sich schnell im
      Laufe der Sekundärsukzession zu erholen.
description: Primary tropical rainforests are
      increasingly replaced by secondary forests. Whether these
      secondary habitats are able to maintain the biodiversity and
      ecosystem functionality of the original forests is still a
      matter of debate. My dissertation aims to provide insights
      into the important ecosystem process of litter decomposition
      and its dynamics during secondary forest succession in the
      highly endangered Atlantic Rainforest of Brazil. I am
      intended to draw conclusions on the resilience of the
      decomposition process after disturbance. In the first part
      (Chapter 2) of my thesis I investigated the influence of
      plant litter species richness, litter mixture composition and
      macro- and meso-invertebrate activity on litter
      decomposition. Using a litter-mixing experiment I aimed to
      draw conclusions on the relationship between the
      decomposition subsystem and plant species diversity in the
      Atlantic Rainforest. The results of my experiment indicated
      that plant species identity and litter mixture composition,
      but not species richness per se, significantly influenced
      litter decomposition rates. However, litter decomposition
      rates were less variable between mixtures of high species
      richness suggesting a stabilising effect of species richness.
      Maybe this effect is due to interacting effects between
      component species as, in many cases, litter decomposition
      dynamics were non-additive, i.e. observed decomposition rates
      of litter mixtures differed from what would be expected from
      the decomposition rates of their component species. The
      exclusion of invertebrates also influenced litter
      decomposition, although this effect varied between species
      and mixtures. In summary, the relationship between the
      decomposition subsystem and species diversity in the Atlantic
      Rainforest appeared to be largely idiosyncratic. In the
      second part (Chapter 3) I analysed and compared species
      richness and community composition of litter dwelling fungi
      and of trees on forest sites of different successional age. I
      was intended to get insights into the successional dynamics
      of litter dwelling fungi communities and its relationship to
      tree succession, because litter dwelling fungi are known to
      have a substantial impact on litter decomposition. While tree
      species richness increased with increasing successional age,
      species richness of fungi showed no differences among
      successional stages. Fungi species composition, however,
      significantly differed between successional stages and was
      correlated with tree community composition. Beside a fast
      re-colonisation of fungi following plant succession the
      occurrence of so called latent species which act as a seed
      bank for fungal succession seems to be likely. Hence, litter
      dwelling fungal communities seem to adopt quickly to the
      respective tree communities. Thus, they appear to be highly
      resilient or resistant to disturbance. In the third part
      (Chapter 4) I set up a litter-transfer experiment along a
      successional chronosequence. I tested whether site specific
      litter decomposes faster on its home site than on other sites
      within and between successional stages indicating home-field
      advantage (HFA). I expected this experiment to provide
      insights into the successional dynamics of decomposers and
      the resilience of decomposer communities. Overall, my results
      did not support a home-field advantage of decomposability of
      site specific litter. Thus, the decomposer community is
      redundant or highly flexible in its ability to decompose
      different litter types. However, it should be noted that the
      effect of macro- and meso-invertebrates seemed to be reduced
      in my experiment, possibly due to climatic reasons. The high
      flexibility of the decomposer community could be due to the
      ability of microbial decomposers to quickly adjust to the
      decomposition of different substrates by shifting their
      community structure. Therefore, ecosystem functionality
      regarding litter decomposition at least partly appears to be
      highly resistant or able to recover quickly during secondary
      forest regeneration.