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Schutzgebietsmanagement zur Bewahrung der letzten intakten Regenwälder Zentralafrikas

Die Regenwälder des Kongobeckens erstrecken sich über mehrere Länder in Zentralafrika und bilden das zweitgrößte tropische Regenwaldgebiet der Welt. Seit Jahrtausenden bewohnen indigene Völker (Pygmäen) diese Wälder und stehen in engem Kontakt mit den Bantu-Völkern. Kolonialmächte nutzten bestehende Handelsrouten zur Ausbeutung der Wälder und siedelten die Einheimischen entlang von Straßen um. Die Holzindustrie begann im frühen 20. Jahrhundert und führte zu erheblichen Umwelt- und Sozialauswirkungen. Schutzgebiete wurden eingerichtet, um die Biodiversität zu erhalten, aber der Druck durch menschliche Aktivitäten nimmt zu. Das Sangha-Trinational (TNS) ist ein grenzüberschreitendes Schutzgebiet. Es wurde 2021 von der United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO) als Welterbestätte anerkannt und beherbergt viele Arten, darunter Waldelefanten (Loxodonta cyclotis) und westliche Flachlandgorillas (Gorilla gorilla). Das TNS fördert den Ökotourismus und stärkt die kulturelle Identität der Einheimischen. Trotz dieser Erfolge bedrohen illegale Jagd und Holzfällerei die Wildtierpopulationen und die Lebensgrundlagen der lokalen Gemeinschaften. Erfolgreiche Schutzgebiete erfordern effektive Überwachung, lokale Beteiligung, ausreichende Finanzierung und angemessene rechtliche Rahmenbedingungen. Das TNS, unterstützt von internationalen Organisationen, ist eines der bestverwalteten Gebiete im Kongobecken. Dennoch stellen illegale Jagd und Holzfällerei eine Bedrohung dar. Trotz erfolgreicher Schutzmaßnahmen, Tourismus und existierendem Treuhandfonds bleibt die Finanzierung schwierig. Die Wälder im Kongobecken, insbesondere im TNS, stehen vor erheblichen Herausforderungen: zunehmende Randdegradation, Brandrodung, Holzfällerei, Klimawandel, illegale Bergbauaktivitäten und Mensch-Wildtier-Konflikte. Langfristige Maßnahmen, Schutz- und Klimaschutzstrategien sowie nachhaltige Finanzierungsmechanismen sind entscheidend, um ökologische Werte zu bewahren und Konflikte zu minimieren.

Strukturelle und funktionelle Regeneration bewirtschafteter tropischer Regenwälder im östlichen Afrika

Ziel des Projektes ist es, ein besseres Verständnis über die strukturelle und funktionelle Regeneration von Regenwäldern nach Aufgabe forstlicher Nutzung zu erlangen. Dadurch soll das Projekt Erkenntnisse zur Entwicklung von zielgerichteten, nachhaltigen und standortsspezifischen Restaurationsansätzen liefern. Im Rahmen des Projektes soll hierzu in Kooperation mit lokalen Projektpartnern ein Netzwerk von Langzeitforschungsflächen in Waldbeständen entlang eines Gradienten eingerichtet werden, der unterschiedliche Regenerationsstadien nach Holzeinschlag repräsentiert (time-since-logging gradient). Das einzurichtende Flächennetzwerk soll über die inhaltliche Ziele des Projektes hinaus den Projektpartnern als Plattform zur Kooperation für weiterführende Forschungsarbeiten dienen, und damit effektiv zum Capacity Building beitragen.

Nutzung von ATTO-Daten zum Testen von Erdsystemmodellen auf der km-Skala (ICON), ATTOsynthesis - Wassernutzung und Speicherkapazität amazonischer Indikator-Baumarten unterschiedlicher Ökosysteme in Zeiten des Klimawandels

Biodiversität und Systematik der Herpetofauna vietnamesischer Regenwälder

Im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit dem Kölner Zoo und Partnern in Vietnam hat das Projekt das Ziel, die Herpetodiversität in Vietnam zu erfassen und verschiedene Naturschutzprojekte zu realisieren.

Veraenderungen in der Umwelt und oekologische Probleme in Ost-Quintana Roo/Mexico

Wie neuere Forschungen gezeigt haben, ist der Raum an der Ostkueste des Bundesstaates Quintana Roo/Mexico und das Gebiet westlich des Grenzflusses (Rio Hondo) zu Belize von zwei grundlegenden Problemrahmen bestimmt. 1) Offenbar wird die gegenwaertige Umwelt durch sehr junge geotektonische und geomorphologische Veraenderungen und Prozesse bestimmt, die sich an einer alten geologischen Stoerungslinie orientieren. 2) Der Einfluss des rodenden und siedelnden Menschen ueberpraegt diese natuerliche Grundstruktur wesentlich. Er rodet den tropischen Regenwald und veraendert die Lagunen und kleinen Seen nachhaltig. Das sind sowohl der sich ausweitende Anbau von Zuckerrohr, wie auch die Ejido-Politik der Regierung mit ihren grosszuegigen Ansiedlungen, als auch die ersten Auswirkungen eines (noch) Lokaltourismus in der Naehe der Bundeshauptstadt Chetumal. In diesem Zusammenhang sind Kartierungen der geomorphologischen Verhaeltnisse, der Dokumentation der Konfiguration und Genese der Lagunen und Seen vorgesehen, wie auch die Analyse des juengsten Kulturlandschaftswandels in den Rodungszonen des Rio-Hondo-Gebietes.

Computersimulation des tropischen Regenwaldes (RAFOM) - Modellierung tropischer Regenwälder

Unter Einsatz der wichtigsten bekannten morphologischen und funktionellen Parameter eines Regenwaldes wurde auf der Basis einer individiumsbezogenen Berechnung und naturnahen Bildschirmdarstellung ein Regenwaldmodell konstruiert, mit dem die wesentlichsten Vorgänge simuliert werden können. Dazu gehören etwa Regeneration, Artenverteilung, Konkurrenz, Artendominanz, Biomasseverteilung und -entnahme, Trockenheitstoleranz u. v. m. Dadurch ist es möglich sowohl angewandte Probleme der Forstwirtschaft als auch theoretische Fragestellungen zu lösen. In einem komplexen praxisorientierten Computermodell können Abläufe des Regenwaldwachstums und der Regenwaldevolution wirklichkeitsnahe simuliert werden. Zusätzlich zu Nährstoffbilanzen, Lichtwerten und zahlreichen ökologischen Einflüssen wird das Wachstum und Aussehen des Waldes naturnahe am Bildschirm sichtbar gemacht und kann per Maus analysiert und verändert werden. Nachdem nunmehr das Modell funktioniert, soll es als Experimentalfeld für auch angewandte Fragestellungen dienen.

Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen

Die in den äquatornahen Bereichen der Tropen innerhalb des ganzen Jahres relativ gleichbleibenden Lufttemperaturen veranlassten viele Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass die Jahrringforschung in den gesamten Tropen nicht bzw. nur sehr schwer möglich ist. Sie gingen von einem kontinuierlichen Wachstum der Bäume und infolgedessen von einem Nichtvorhandensein von Jahrringen aus. In den letzten Jahren gelang es jedoch verschiedenen Wissenschaftlern die Existenz von Jahrringen und Zuwachszonen anderer Periodizität in tropischen Hölzern nachzuweisen. Somit konnten die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erbrachten Ergebnisse früher Pioniere auf dem Gebiet der Jahrringforschung bestätigt werden. Zuwachszonen in tropischen Hölzern entstehen dann, wenn die kambiale Aktivität aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen reduziert wird oder zum erliegen kommt. Als Ursache können hier die Trockenphasen in Gebieten mit Trockenzeiten sowie die submerse Phase in periodisch überschwemmten Gebieten genannt werden. Die Periodizität des Wachstums tropischer Bäume zu erkennen und zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Beantwortung vieler Fragen zu Zustand und Entwicklung der tropischen Wälder. Nur mit diesem Wissen und durch die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Wachstum können ökologische Fragestellungen angegangen, Fragen bezüglich der nachhaltigen Bewirtschaftung tropischer Waldökosysteme geklärt und auch die gerade in jüngster Zeit an Bedeutung gewinnenden Aspekte der Bedeutung der tropischen Wälder für das globale Klimageschehen ausreichend genau beantwortet werden. Das Institut für Waldwachstum erforscht in Zusammenarbeit mit Partnern an der Universidade Federal de Santa Maria (Brasilien) das Wachstum verschiedener wertvoller heimischer Baumarten aus Rio Grande do Sul (Brasilien). Es werden Ansätze zur nachhaltigen Bewirtschaftung naturnaher Wälder hergeleitet. Das Institut für Waldwachstum hat darüber hinaus das Ziel, für tropische Bäume geeignete Analysemethoden zu schaffen, mit deren Hilfe auch große Stichproben weitestgehend automatisiert analysiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht eine enge Kooperation in Forschung und Lehre mit Dr. Martin Worbes, Universität Göttingen.

Muster und Ursachen der Diversität tropischer Nachtfalter in einem Höhengradienten in Costa Rica

In komplexen Ökosystemen wie tropischen Regenwäldern bietet die Analyse von Umweltgradienten, insbesondere Höhengradienten, die beste Möglichkeit, Muster und Ursachen der Diversität sehr artenreicher Organismengruppen zu verstehen. Die Nachtfalterfamilie Geometridae hat sich als Modellgruppe unter anderem in Untersuchungen in Ecuador sehr bewährt. Nun soll im Rahmen eines renommierten internationalen Projektes (ALAS) in Costa Rica eine neue Studie durchgeführt werden. Hier besteht die weltweit einmalige Möglichkeit, die Diversität der Geometridae entlang eines mehr als 2600 m umfassenden Höhengradienten zu untersuchen und mit anderen Arthropodengruppen sowie Parametern der Vegetation und des Klimas zu korrelieren. Dabei sollen die für Artenreichtum und Artenturnover verantwortlichen Umweltparameter gefunden werden. Messungen der Körpertemperaturen sollen klären, ob es einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen der niedrigen Flugtemperatur von Geometriden und ihrer Höhenverbreitung gibt. Zuchten und Fraßexperimente werden zusätzlich wichtige Ergebnisse zur Frage der Spezialisierung tropischer herbivorer Insekten erbringen.

Dynamik, Variabilität und bioklimatische Effekte von niedrigen Wolken im westlichen Zentralafrika

Niedrige Wolken sind Schlüsselbestandteile vieler Klimazonen, aber in numerischen Modellen oft nicht gut dargestellt und schwer zu beobachten. Kürzlich wurde gezeigt, dass sich während der Haupttrockensaison im Juni und September im westlichen Zentralafrika eine ausgedehnte niedrige Wolkenbedeckung (engl. „low cloud cover“, LCC) entwickelt. Eine derart wolkige Haupttrockenzeit ist in den feuchten Tropen einzigartig und erklärt wahrscheinlich die dichtesten immergrünen Wälder in der Region. Da paläoklimatische Studien auf eine Instabilität hinweisen, kann jede Verringerung des LCC aufgrund des Klimawandels einen Kipppunkt für die Waldbedeckung darstellen. Daher besteht ein dringender Bedarf, das Auftreten, die Variabilität und die bioklimatischen Auswirkungen des LCC in westlichen Zentralafrika besser zu verstehen.Um diese Ziele zu erreichen, wurde ein Konsortium aus französischen, deutschen und gabunischen Partnern aufgebaut, zu dem Meteorologen, Klimatologen und Experten für Fernerkundung und Waldökologie gehören. Die meteorologischen Prozesse, welche die Bildung und Auflösung der LCC im Tagesgang steuern, werden anhand von zwei Ozean-Land-Transekten auf der Grundlage einer synergistischen Analyse von historischen In-situ Beobachtungen, von Daten einer Feldkampagne und anhand von atmosphärischen Modellsimulationen untersucht. Die Ergebnisse werden mit einem kürzlich entwickelten konzeptionellen Modell für LCC im südlichen Westafrika verglichen.Die intrasaisonale bis interannuale Variabilität des LCC wird durch die Analyse von In-Situ-Langzeitdaten und Satellitenschätzungen quantifiziert. Unterschiede im Jahresgang des LCC (d.h. jahreszeitlicher Beginn und Rückzug, wolkenarme Tage) und die Ausdehnung ins Inland werden dokumentiert. Ansätze, die auf Wettertypen und äquatorialen Wellen basieren, werden verwendet, um intrasaisonale Variationen des LCC zu verstehen. Die Auswirkungen lokaler und regionaler Meeresoberflächentemperaturen auf die LCC-Entwicklung und ihre Jahr-zu-Jahr Variabilität werden bewertet, wobei statistische Analysen und spezielle Sensitivitätsversuche mit einem regionalen Klimamodell verknüpft werden.Schließlich wird der Einfluss von LCC auf die Licht- und Wasserverfügbarkeit bzw. die Waldfunktion anhand von In-Situ-Messungen untersucht. Die Ergebnisse werden mit Messungen aus der nördlichen Republik Kongo, wo die Trockenzeit sonnig ist, sowie mit einem einfachen Wasserhaushaltsmodells, das an die Region angepasst ist, verglichen. Die Wasserhaushaltsanalysen sollen die Kompensations- oder Verstärkungseffekte von Regen im Vergleich zur potenziellen Evapotranspiration, beide moduliert durch die LCC, auf das Wasserdefizit aufzeigen.Die Ergebnisse von DYVALOCCA werden zum ersten konzeptionellen Modell für Wolkenbildung und -auflösung im westlichen Zentralafrika führen und eine Hilfestellung für die Bewertung von Klimawandel-Simulationen mit Blick auf potentielle Kipppunkte für die immergrünen Regenwälder in der Region geben.

Ökologische Untersuchungen an Gefäßpflanzen in einem amazonischen Tieflandregenwald im Süden Venezuelas (Surumoni-Projekt)

Das bereits seit dem Jahre 1993 laufende Forschungsprojekt beruht auf der neuartigen Möglichkeit, die Baumkronen des Regenwalds ohne weitere Störungen beobachten zu können (Kranbeobachtungsstation). Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und den Universitäten Bonn, Mannheim, Graz und dem UFZ durchgeführt. Inhaltlich geht es um die Aufklärung der komplexen ökologischen Zusammenhänge innerhalb des Regenwaldes, wo besonders Interaktionen zwischen Tieren und Pflanzen von Bedeutung sind. Wichtige Fragestellungen sind dabei Ameisenpflanzensysteme, blütenökologische Aspekte, Fruchtverbreitung, Schadinsekten und die Regeneration sekundärer Flächen. Um die Themen sinnvoll eingrenzen zu können und um entsprechende Hypothesen zu erstellen, wird vorerst das phänologische und fruchtökologische Spektrum von mehr als tausend Bäumen erarbeitet. In Ergänzung zu den Freilandarbeiten werden in den Labors die angefallenen Fragestellungen durch moderne Methoden weiter aufgearbeitet. Zentrale Themen sind dabei Ultrastrukturen der Oberflächen, genetische Variabilität, chromosomale Differenzierung und Wachstumstumsverhalten während der Keimung. Die Ergebnisse sollen neue Einblicke in das Evolutionsgeschehen tropischer Regenwälder geben und das Verständnis über die Funktion des Regenwaldes und die Entstehung und Erhaltung der Biodiversität erweitern.

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