Epiphyten in Kaffeeplantagen

Epiphytische Gefäßpflanzen wachsen auf Bäumen tropischer Regenwälder und tragen wesentlich zu deren Biodiversität bei. Feuchte Montanwälder, die besonders reich an Epiphyten sind, sind durch die Entwaldung stark betroffen und wurden in den Neotropen vielerorts durch Kaffeeplantagen ersetzt. Viele, aber nicht alle Epiphyten können allerdings auch die Schattenbäume von Kaffeeplantagen besiedeln, die zu einem wichtiges Lebensraum zur Erhaltung der Biodiversität wurden. Im geplanten Projekt soll untersucht werden, warum manche Arten Schattenbäume in junge Plantagen relativ rasch besiedeln, andere erst in alten Plantagen auftreten oder überhaupt nur in natürlichen Wäldern zu finden sind. Es werden jeweils drei junge Plantagen, drei alte Plantagen und drei Wälder ausgewählt und deren Struktur und Epiphytenbestand erhoben. Von jeder der drei wichtigsten epiphytischen Gruppen der Region (Bromelien, Orchideen und Farne) wird je eine Art ausgewählt, die entweder nur Wälder, nur Wälder und alte Plantagen, oder auch jungen Plantagen besiedelt. Die neun Arten und neun Standorte werden durch Erfassen der natürlichen Populationen und experimentelle Ansätze verglichen. Keimungsversuche sollen klären, ob die Arten in den jeweiligen Systemen keimen und sich etablieren können. An ausgebrachten Jungpflanzen und in natürlichen Populationen wird untersucht, ob die Pflanzen am jeweiligen Standort durch das unterschiedliche Mikroklima oder Herbivore limitiert sind. Das Vorhandensein von Bestäubern wird an Hand des Fruchtansatzes und durch Anlockung von Orchideenbienen quantifiziert. Populationsgenetische Analysen sollen die Hypothese testen, dass Populationen von Arten, die auf die wenigen noch vorhandenen natürlichen Wälder beschränkt sind, Tendenzen zu genetischer Verarmung und Isolation zeigen. Das Projekt trägt zum Verständnis der Diversität und Dynamik von Sekundärgesellschaften in den Tropen bei und liefert damit Grundlagen für ein Umwelt schonendes Management.

Epiphyten sind Pflanzen, die auf anderen Pflanzen - meist Bäumen - wachsen ohne im Boden zu wurzeln. Sie gehören in tropischen Regenwäldern und ganz besonders in Bergwäldern zu den artenreichsten Lebensformen. In Bergwäldern sind die Bäume oft überladen mit epiphytischen Orchideen, Bromelien und Farnen. Da die Epiphyten von Bäumen abhängen, sind sie von der Entwaldung besonders betroffen, aber für viele Arten können Baumkulturen wie die Schattenbäume in Kaffeeplantagen eine wichtige Rolle als Ersatzlebensräume spielen. Allerdings wurde festgestellt, dass bestimmte Arten in Kaffeeplantagen kaum vorkommen, womit ihr Überleben allein von den wenigen verbliebenen Waldfragmenten abhängt. In diesem Projekt gingen wir der Frage nach, was sensible Epiphyten an der Besiedlung von Kaffeeplantagen hindert. Dazu wurden Keimung, Wachstum und Überleben von Epiphyten mit unterschiedlichen Habitatansprüchen - die entweder nur in Wäldern, oder auch in Kaffeeplantagen mit alten Schattenbäumen vorkommen oder auch Kaffeeplantagen mit jungen, niedrigen Schattenbäumen besiedeln - in den erwähnten drei Lebensräumen (Wälder, alte Plantagen, junge Plantagen) verglichen. Keimexperimente mit 32.000 Bromelien-Samen zeigten, dass die Verbreitung der Arten mit den Keimraten in Zusammenhang steht, wobei mikroklimatische Faktoren (vor allem Feuchtigkeit) eine größere Rolle spielten als die Äste auf denen sie keimen (z. B. deren Bedeckung mit Moos). Da aber alle Arten in jedem Lebensraumtyp keimten, kann die Keimung zwar mit, aber kaum alleine für die Beschränkung von sensiblen Arten auf Wälder verantwortlich sein. Wie Transplantationsexperimente mit Keimlingen zeigten, hingen sowohl Mortalität als auch (in geringerem Ausmaß) Wachstumsraten von Orchideen vom Lebensraum ab. Bei Bromelien hingegen konnte ein solcher Zusammenhang nur für Wachstumsraten festgestellt werden. Dagegen wurden völlig unerwartet die Keimlinge zweier Bromelienarten in Kaffeeplantagen massiv von Heuschrecken geschädigt. Vergleiche der genetischen Struktur und Vielfalt epiphytischer Farne lieferten keine Hinweise darauf, dass die auf Wälder beschränkte Art durch beschränkten Genfluss an der Kolonisierung von Kaffeeplantagen gehindert würde. Mögliche negative Auswirkungen von Lebensraumverkleinerung und -fragmentierung wie Verlust von genetischer Vielfalt und genetische Erosion konnten weder bei der häufigen noch bei der seltenen Art festgestellt werden. Ein Management von sekundären Lebensräumen, das auf den Erhalt der Artenvielfalt ausgerichtet ist, erfordert Wissen über die Ansprüche sensibler Arten. Im Fall der untersuchten Epiphytenarten spielen sowohl das Bestandesklima als auch Eigenschaften des Trägerastes eine Rolle. Diese Bedingungen in bewirtschafteten Baumbeständen sind umso ähnlicher denen in einem natürlichen Wald je größer, älter und dichter die Bäume in diesem Bestand sind.