Keimlinge amazonischer Überschwemmungswälder Überschwemmung als Ursache phänologischer und physiologischer Veränderungen Pia Parolin & Wolfgang J. Junk Max-Planck-Institut für Limnologie Plön, AG Tropenökologie 1 2 3 4 EINLEITUNG Durch periodische Wasserstandsschwankungen sind die Bäume amazonischer Überschwemmungswälder jedes Jahr bis zu 210 Tage geflutet (Abb. 1-6). Jungpflanzen sind dann, je nach Lage im Überschwemmungsgradienten und je nach ihrer Größe, im Wurzelbereich vernässt oder vollständig überschwemmt. Bei adulten Bäumen finden in der Überschwemmungsphase Wachstumsreduktionen statt, die sich in Form von Jahresringen zeigen. Die Photosyntheseaktivität sinkt zunächst, steigt aber vor Ende der Flut auf Werte, die mit denen der terrestrischen Phase vergleichbar sind. Auch Laubwurf findet bei Vernässung vermehrt statt, jedoch treiben die meisten Arten bereits viele Wochen vor Flutende wieder neu aus. Abb. 1, 2 Überschwemmungswald (Várzea) bei Manaus, Brasilien; 3 Ceiba pentandra; 4 Tabebuia barbata, 5 Tabernaemontana juruana, 6 Crudia amazonica bei Hochwasser. 5 6 ERGEBNISSE Mit Ausnahme der laubwerfenden Arten, die bei Vernässung in den zwei Experimenten ein unterschiedliches Verhalten zeigten, waren alle Ergebnisse der beiden Experimente vergleichbar und zeigten, dass die morphologischen, phänologischen und physiologischen Veränderungen durch die Flut- oder Trockenheitsbedingungen ausgelöst wurden. Alle vernässten Keimlinge brachten Adventivwurzeln, Lentizellen und / oder Stammhypertrophie hervor. Submersion und Trockenheit verursachten eine Ruheperiode, die aber durch schnelles Höhenwachstum nach Ende der Stressphase kompensiert wurde. Schon 5-12 Wochen nach Ende der Stressbedingungen hatten die Keimlinge die Höhe der Kontrollpflanzen erreicht. METHODEN In zwei zeitlich versetzten Flutexperimenten (Abb. 7, 8) wurde vor Ort untersucht, inwiefern Vernässung, Submersion oder Trockenstress direkt für den Laubwurf und physiologische und morphologische Veränderungen verantwortlich sind. Dabei wurden sechs Arten mit unterschiedlichen Wachstumsstrategien ausgewählt (Laubwerfer / Immergrüne, Pioniere / Nicht Pioniere). Ein Experiment wurde zur Zeit der höchsten Niederschläge und beginnender Überschwemmung durchgeführt, das zweite in der Phase höchster Überschwemmung und beginnender niederschlagsarmer Zeit (Abb. 8). 7 8 9 Abb. 7: Flutungsexperiment INPA / Manaus, Brasilien; Abb. 8: Wasserstand des Rio Negro (1987-1998), und Niederschlag auf der Ilha de Marchantaria bei Manaus. Flutungsexpe-rimente: Exp. F1 und F2; Experiment Regeneration nach Flutung: Exp. R. Abb. 9: Lage von Manaus, Brasilien. Abb. 10: Höhenwachstum bei Kontrollei, Vernässungg und Submersiont sowie Erholung nach Flutende (a) Cecropia latiloba, (b) Senna reticulata, (c) Nectandra amazonum, (d) Crateva benthami , (e) Tabebuia barbata, (f) Vitex cymosa. DISKUSSION Die meisten Arten amazonischer Überschwemmungsgebiete sind in der Lage, sich trotz der extremen Bedingungen effektiv zu etablieren. Sie sind zur Etablierung nicht auf Jahre mit Ausnahmewasserständen angewiesen. Das Verhalten der laubwerfenden Arten zeigt jedoch auch, dass die phänologischen Rhythmen der Bäume nicht von der Überschwemmung alleine gesteuert werden. Im Gegensatz zu den immergrünen Arten, welche die Blattproduktion bei Vernässung in beiden Experimenten gleichermaßen reduzierten, und wo die Flutbedingungen die Phänologie zu triggern scheinen, trat bei den Laubwerfern die laublose Phase nur in einem Experiment auf, und zwar zeitgleich zu der im Freiland. Hier sind also genetische oder andere Faktoren eher steuernd als die Überschwemmung. Dr. Pia Parolin; piaparolin@gmx.de