Dynamics and Structure of the Natural Regenerative Layer in a Floodplain Forest in the District of Arapixuna, Santarém, Pará

Im Herzen des Amazonas, wo der große Fluss mit den Jahreszeiten anschwillt und zurückgeht, liegt eine einzigartige Welt aus Überschwemmungsregenwäldern, die Várzea genannt wird. Im Gegensatz zu den trockenen Hochlandwäldern, die einen Großteil der Region bedecken, sind diese Gebiete jedes Jahr für Monate unter Wasser gesetzt, was eine lebensfeindliche Umgebung schafft, in der das Wasser sowohl Lebensspender als auch Killer ist. Damit Pflanzen hier überleben können, müssen sie spezielle Tricks besitzen, um mit dem langen Unterwassersein fertig zu werden, wie etwa Wurzeln zu entwickeln, die an der Luft atmen können, oder ihr Wachstum zeitlich auf das Steigen und Fallen der Gezeiten abzustimmen. Wissenschaftler haben lange Zeit die hohen, ausgewachsenen Bäume untersucht, die diese Wälder dominieren, aber die jungen Pflanzen, die unter ihnen wachsen – die Keimlinge und Sämlinge, die eines Tages das Kronendach des Waldes bilden werden – blieben weitgehend ein Mysterium. Das Verständnis dieser verborgenen Schicht des Neuwachstums ist entscheidend, da sie den Schlüssel zur Zukunft des Waldes hält. Wenn die jungen Pflanzen die Überschwemmungen nicht überleben können, kann sich der Wald nicht erneuern, und das gesamte Ökosystem droht zu kollabieren.

Forscher machten sich daran, die Geheimnisse dieser regenerativen Schicht in einem bestimmten Abschnitt des Überschwemmungsregenwaldes in der Nähe der Stadt Arapixuna im Bundesstaat Pará zu entschlüsseln. Zu diesem Zweck markierten sie zwei lange, schmale Landstreifen, die jeweils 10 Meter breit und 50 Meter lang waren, und begannen mit einer sorgfältigen Bestandsaufnahme jeder verholzenden Pflanze, die zwischen 50 Zentimetern und 3 Metern hoch war. Sie erfassten die Arten, maßen ihre Höhen und versah jedes Individuum mit einem kleinen Aluminiumetikett. Das Team kehrte drei Jahre später, im Jahr 2021, zu denselben Parzellen zurück, um zu sehen, welche Pflanzen den unerbittlichen Zyklus der Überschungen überstanden hatten und welche abgestorben waren. Das Gebiet, das sie untersuchten, wird durch nährstoffreiches Wasser aus dem Amazonas gespült, das bei jeder Überschwemmung fruchtbaren Schlamm ablagert, aber das Wasser kann bis zu drei Meter hoch steigen und den Wald sieben bis acht Monate im Jahr unter Wasser setzt.

Die erste Erhebung im Jahr 2018 offenbarte eine belebte Gemeinschaft von 236 jungen Bäumen und Sträuchern, die zehn verschiedene Pflanzenfamilien und sieben identifizierte Arten repräsentierten. Die häufigste Familie war die Familie der Leguminosen (Hülsenfrüchte), zu der viele bekannte Bäume und Sträucher gehören, dicht gefolgt von der Familie, die die Brasilnüsse hervorbringt. Unter den spezifischen Pflanzen war ein schnell wachsender Baum namens Paricá besonders abundant, neben anderen Arten wie Jenipapo und einer Art von Ouratea. Die Forscher stellten fest, dass viele der jungen Pflanzen schwer auf die exakte Artebene zu bestimmen waren, da sie noch nicht geblüht hatten, weslich wurden sie nach ihren Familiennamen gruppiert. Trotz der Schwierigkeiten bei der Identifizierung zeichneten die Daten ein klares Bild eines Waldes in den frühen Stadien seines Wiederaufbaus.

Als das Team im Jahr 2021 zurückkehrte, hatte sich die Szenerie dramatisch verändert. Nachdem sie drei volle Überschwemmungszyklen durchlitten hatten, war die Zahl der jungen Pflanzen auf nur noch 65 Individuen eingebrochen. Dies stellte einen erschütternden Verlust dar, wobei 72 Prozent der ursprünglichen Pflanzen abgestorben waren. Einige Arten trafen es härter als andere; einige Arten, darunter bestimmte Arten von Lianen und kleine Bäume, wurden vollständig ausgelöscht, wobei jedes einzelne Individuum in den Untersuchungsflächen verschwand. Doch nicht alle Hoffnung war verloren. Ein paar widerstandsfähige Arten schafften das Unheil zu überstehen, wobei einige, wie etwa Ouratea sp., keinen einzigen Verlust erlitten, während andere, wie Mabea fistulifera, nur eine Reduktion ihrer Anzahl um 50 % verzeichneten. Der Paricá-Baum, der zu Beginn die häufigste Pflanze war, blieb der am häufigsten überlebende Baum und bewies damit seine Fähigkeit, den strapaziösen feuchten Bedingungen standzuhalten.

Die Studie zeigte, dass der Wald kein statischer Ort ist, sondern ein dynamisches Schlachtfeld, auf dem nur die am besten angepassten Pflanzen bestehen können. Die hohe Sterblichkeitsrate unter den jungen Pflanzen deutet darauf hin, dass die Umgebung extrem selektiv ist und Arten herausfiltert, die mit den langen Perioden der Submersion nicht zurechtkommen. Die Überlebenden, insbesondere der Paricá und der Jenipapo, besitzen spezifische biologische Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, dort zu gedeihen, wo andere scheitern. Diese überlebenden Pflanzen sind diejenigen, die schließlich zu den hohen Bäumen des zukünftigen Kronendachs heranwachsen und die Struktur des Waldes für Jahrzehnte prägen werden. Die Forscher fanden heraus, dass die Mischung der Arten in der jungen Schicht die Mischung der Arten in der adulten Schicht eng widerspiegelte, was darauf hindeutet, dass der Wald sich erfolgreich selbst ersetzt, auch wenn dieser Prozess brutal und kostspielig in Bezug auf die verlorenen Leben ist.

Diese Arbeit unterstreicht die Zerbrechlichkeit und Resilienz der Überschwemmungsregenwälder des Amazonas. Während die hohe Sterblichkeitsrate alarmierend erscheinen mag, ist sie ein natürlicher Teil des Zyklus des Ökosystems, angetrieben durch die gewaltigen Kräfte des Flusses. Die Tatsache, dass bestimmte Arten diese Bedingungen ertragen und weiterhin regenerieren können, ist ein Zeichen für die Fähigkeit des Waldes, sich von natürlichen Störungen zu erholen. Die Studie weist jedoch auch auf einen besorgniserregenden Mangel an Diversität hin, da nur eine Handvoll Arten die Landschaft dominiert. Diese geringe Vielfalt macht den Wald anfälliger für zusätzlichen Druck, wie etwa den Klimawandel oder menschliche Aktivitäten, die das Gleichgewicht so weit verschieben könnten, dass seine Fähigkeit zur Erholung verloren geht. Indem wir verstehen, welche jungen Pflanzen stark genug sind, um die Überschwemmungen zu überstehen, können Wissenschaftler und lokale Gemeinschaften diese lebenswichtigen Ökosysteme besser verwalten und schützen, um sicherzustellen, dass der Wald sich auch für kommende Generationen weiter erneuert.