Das Forschungsprojekt Araukarienwald ist interdisziplinär angelegt. Ausser Arbeitsgruppen der Universität Tübingen ist hieran die Hochschule für Forstwirtschaft in Rottenburg beteiligt. Die PUCRS ist mit ihrem Umwelt-Institut federführend in der Organisation aller Forschungsvorhaben, an denen weiterhin die Federalen Universitäten in Porto Alegre und in Santa Maria mitwirken.
Die bis zur Mitte des 20. Jhd. noch flächendeckend in den südlichen brasilianischen Bundesländern Rio Grande do Sul, Santa Catarina und Paraná vorhandenen Araukarienwälder wurden durch intensive Rodungen fast vollständig vernichtet. Als Voraussetzung für eine Wiederbewaldung der Küstengebirge mit Araukarien-Mischwald müssen die Zusammensetzung und vernetzten Funktionen dieses Ökosystems analysiert werden. Über den südbrasilianischen Araukarienwald lagen nur wenige wissenschaftliche Informationen vor, was einen dringenden Forschungsbedarf in den wenigen Restflächen von Naturwald begründet, die insbesondere im Biosphären-Reservat “Südliche Mata Atlântica” auf der Serra Geral von Rio Grande do Sul noch existieren.
In drei Teilprojekten wurden folgende Aspekte bearbeitet:
- Interorganismische Beziehungen zwischen Tieren und Pflanzen im Araukarienwald.
- Genetische Diversität, Mykorrhizierung und Ökophysiologie von Araucaria angustifolia.
- Naturnahe Wiederbewaldung mit Araukarien-Mischwald,
Entwicklung von nachhaltigen Konzepten für ein künftiges integriertes Forstmanagement.
Die zoologischen Untersuchungen gehörten überwiegend zum Teilprojekt 1. Schwerpunktmässig haben wir analysiert, wie Insekten zur Funktion und Stabilität des Ökosystems Araukarienwald beitragen. Bienen erfüllen als Bestäuber angiospermer Bäume Schlüsselaufgaben. Als Pollenüberträger garantieren sie den Samen- und Fruchtansatz, eine Voraussetzung für die Regeneration des Waldes, und besonders wichtig für eine schnelle Besiedlung von Rodungsflächen mit Pioniervegetation. Ameisen und Raubwanzen sind als Prädatoren wichtig für die Begrenzung herbivorer Invertebraten. Die Rolle der Termiten besteht im Recycling schwer abbaubarer Biomasse. Eine Bestandsaufnahme Araukarien-assoziierter Insekten wurde auch durchgeführt, um potentielle Schädlinge zu erfassen, die bei den Wiederaufforstungs-Versuchen auftreten könnten. Bei früheren Monokultur-Aufforstungen mit Araukarien waren Blattschneiderameisen ein grosses Problem, sie entnadelten oftmals ganze Schonungen. Unsere Ergebnisse belegen, dass bei naturnaher Wiederbewaldung keine derartigen Schäden zu befürchten sind. Wie durch kontinuierliche Aufzeichnungen einer im Waldschutzgebiet eingerichteten Wetterstation belegt, sind hohe Niederschläge für das Areal typisch. Im und um den Araukarien-Regenwald konnte ein reiches Artenspektrum von Amphibien nachgewiesen werden. Frösche sind als Räuber von Invertebraten, aber auch als Beute von Vertebraten, speziell von Vögeln, wichtige Glieder in der Nahrungskette dieses Ökosytems.
Die Brasilkiefer Araucaria angustifolia stand im Mittelpunkt der botanischen Forschungen im Teilprojekt 2. Die genetische Variabilität wurde an Hand von DNA-Analysen und Isozym-Mustern untersucht, wobei Samenproben aus Naturwäldern an Standorten im gesamten Verbreitungsgebiet der brasilianischen Araukarienwälder verglichen wurden. Die gefundenen Unterschiede sind möglicherweise mit einer Frostresistenz korreliert. Sie können auch dazu dienen, die Herkunft von Saatgut zu ermitteln, um somit bei künftigen Wiederaufforstungen gezielt Araukariensamen eines bestimmten Ökotyps verwenden zu können. Erstmalig konnten die Mykorrhiza-Pilze der Araukarien-Wurzeln identifiziert werden, sie gehören zum Arum-Typ, der bislang noch nicht von Gymnospermen bekannt war. Um die Vitalität von Sämlingen beurteilen zu können, wurde in den Blattnadeln die Chlorophyll-Fluoreszenz gemessen. In Abhängigkeit vom Alter der jungen Pflanzen und der Lichtintensität am Anzuchtort bestehen erhebliche Unterschiede, sie belegen eine Anpassungsfähigkeit an wechselnde Standortfaktoren im Wald, am Waldrand und auf Campo-Flächen.
Experimente zur Wiederaufforstung wurden im Teilprojekt 3 durchgeführt, was die Ermittlung von Standort-Voraussetzungen für eine Wiederbewaldung einschliesst. Zunächst wurden in einer Befliegung aktuelle Fotos der Vegetation im Waldschutzgebiet Pró-Mata gewonnen, aus denen mit ergänzenden Aufnahmen im Gelände detaillierte Areal-Karten über Geomorphologie und Vegetationstypen erstellt werden konnten. An zahlreichen Punkten wurden die Wasserverfügbarkeit, der Nährstoffgehalt und die Mächtigkeit von Böden im Wald, in der Zone der Pioniervegetation und auf Freiflächen bestimmt. An Hand dieser Daten wurden für die Aufforstungs-Versuche geeignet erscheinende Flächen ausgesucht. Unterschiedlich alte Sämlinge wurden in verschiedener Dichte ausgepflanzt, teilweise vermischt mit Mate-Setzlingen, außerdem wurden Araukarien-Samen ausgebracht. In den Experimenten wurde auf den Einsatz von Pestiziden verzichtet, speziell auf eine Bekämpfung von Blattschneiderameisen mit Insektiziden. Dem Stickstoffmangel der Böden wurde in gezielten Düngeversuchen begegnet. Insbesondere der naturnahe Ansatz einer Ausbringung von Jung-Araukarien in bereits vorhandene Sekundärvegetation stellte sich als erfolgreich heraus, nur in geringem und tolerierbarem Umfang wurden die jungen Araukarien durch Blattschneiderameisen und sonstige Insekten geschädigt. In ersten Ansätzen wurde eine agro-forstliche Nutzung durch Mischkultur mit Mais und Bohnen getestet. Damit sollen bereits während der Anfangsphase einer Wiederbewaldung den Grundbesitzern Einnahmequellen ermöglicht werden.
In allen 3 Teilprojekten konnte das Ziel erreicht werden, grundlegende Informationen über das wissenschaftlich bislang nur unzureichend bekannte Ökosystem Araukarienwald zu gewinnen. Solche Kenntnisse sind unerlässliche Voraussetzung für die Erhaltung der noch vorhandenen Restwälder, vor allem aber für die geplante naturnahe Wiederbewaldung der anderweitig kaum nutzbaren Hochflächen der südbrasilianischen Küstengebirge. Entsprechende Versuche sollen in unseren 2. Projektphase an mehreren Orten des Araukarien-Plateaus begonnen werden. Der Schlussbericht steht hier als pdf-Datei zur Verfügung.
Die brasilianische Regierung hat den Schutz der Mata Atântica zum vorrangigen Anliegen erklärt, hierfür wurde ein neues Forschungsprogramm eingerichtet. Eine Wiederaufforstung der tropisch-subtropischen Regenwälder ist zwar geplant, hierüber liegen allerdings bisher keine Erfahrungen vor. Die Stabilität der empfindlichen Tropenwald-Ökosysteme, vor allem ihre Regenerationsfähigkeit, hängt von vielen und grossenteils noch nicht erkannten Standortbedingungen und Wechselbeziehungen zwischen Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen ab. Die reproduktiven Vernetzungen durch viele Pflanze-Tier-Interaktionen in diesen durch hohe Biodiversität ausgezeichneten Biomen stellen Schlüsselfunktionen dar, deren wissenschaftliche Bearbeitung erst angelaufen ist. Die bisherigen Ergebnisse des interdisziplinär angelegten brasilianisch-deutschen Grossprojektes Araukarienwald können als wichtiger Beitrag hierzu gewertet werden. Aus globaler Sicht bedeutet Wiederbewaldung auch die Bindung erheblicher CO2-Mengen in neu gebildeter Biomasse, ein für das Weltklima höchst erwünschter Effekt. Die wieder in erreichbare Dimensionen gerückte Verfügbarkeit des wertvollen Araukarienholzes wird auf längere Sicht nicht nur für die lokale Wald- und Holzwirtschaft grosse Bedeutung erlangen, sondern auch zur Akzeptanz des Waldschutzes in der regionalen Bevölkerung und damit zum Erhalt von Biodiversität beitragen können.