Wie werden Arten und Ökosysteme durch die vom Menschen verursachte Waldfragmentierung beeinflusst? Es gibt einige grundlegende Theorien, die Ökologen über die Ansiedlung von Sämlingen in der Nähe von Wäldern gefunden haben. Beispielsweise nimmt die Häufigkeit schnell wachsender, ressourcenschonender Arten nach der Fragmentierung im Vergleich zu langsam wachsenden, ressourcenschonenden Arten normalerweise zu. Schnell wachsende, schattentolerante Arten haben jedoch oft dünnere Blätter und sind möglicherweise anfälliger für Pflanzenfresser und Pilze.
Meghna Krishnadas und Kollegen von der Yale University, Center for Cellular and Molecular Biology, India und dem Smithsonian Tropical Research Institute untersuchten, wie sich Pflanzengemeinschaften mit der Entfernung zu den Waldrändern verändern, und testeten, ob das Fehlen von Insekten und Pilzen die Etablierung von Sämlingen beeinflusst. Das haben sie gefunden Näher an den Rändern befanden sich mehr Pflanzen mit kleinen Samen, und die Anzahl dieser Pflanzen nahm zu, als sie Insektizide entlang des Gradienten von Rand zu Innenraum aufbrachten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Pflanze-Pflanze- und Pflanze-Feind-Interaktionen die funktionelle Vielfalt an fragmentierten Waldrändern vermitteln. Auch Meghna Krishnadas und Liza Comita berichteten kürzlich dass „Randeffekte“ die Vielfalt der Sämlinge während eines jährlichen Zyklus der Rekrutierung von Sämlingen beeinflussten.
Krishnadas und Kollegen führten Experimente im Western Ghats Biodiversity Hotspot, Karnataka, Südindien, durch, wo 60 % der 3,600 ha großen Landschaft aufgrund von Teeplantagen, Straßen und Grasland fragmentiert sind. Die Forscher wählten 15 Standorte aus und wendeten entweder Fungizide, Insektizide, Wasser oder keine Behandlung in unterschiedlichen Abständen vom Waldrand (0–5 m, 20–30 m, 50–60 m und 90–100 m) an und setzten 292 Samen an Fallen und überwachte 730 Setzlingsparzellen.
Sie maßen sechs funktionelle Merkmale (z. B. spezifische Blattfläche, Blatt-C:N-Verhältnis, Holzdichte, Samengröße) von 72 Baumarten. Sie berechneten die funktionale Diversität entlang des Rand-zu-Innen-Gradienten und untersuchten die Distanz zum Rand und die Beziehung zwischen Eigenschaft und Rekrutierung.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Keimlingsentwicklung hauptsächlich von zwei Merkmalen bestimmt wurde: der spezifischen Blattfläche (SLA) und der Samengröße. Entlang des Gradienten vom Rand zum Inneren war die funktionelle Diversität der Pflanzen in 90–100 m Entfernung vom Rand höher als in 0–5 m Entfernung. Die Insektizidbehandlung führte zu einem Anstieg kleinsamiger – vermutlich akquisitorischer – Arten, während die Fungizidanwendung in 90–100 m Entfernung vom Rand zu einem Anstieg von Arten mit geringerer SLA – vermutlich konservativen – Arten – führte. In Randnähe gab es mehr Arten mit kleineren Samen als Arten mit größeren Samen.
Diese Studie ergab, dass es einen „Randeffekt“ auf Pflanzenmerkmale in der Nähe von fragmentierten Wäldern gibt. Die Überdachung schien keinen Einfluss auf die funktionelle Diversität zu haben, daher ist es wahrscheinlich, dass biotische Wechselwirkungen (Pflanze-Feinde und Pflanze-Pflanze) die Vermittler verschiedener Merkmale (SLA und Samengröße) während der Keimlingsbildung sind.
„Die verstärkte Rekrutierung von Arten mit kleineren Samen in der Nähe von Waldrändern könnte anhalten, wenn Randeffekte die biotischen Interaktionen nach der Ausbreitung schwächen, die die Rekrutierung von Sämlingen regulieren – ein Faktor, der zur 'festgehaltenen Sukzession' fragmentierter Wälder beitragen könnte“, schrieben Krishnadas und Kollegen.
Dieses groß angelegte Experiment in einem Biodiversitäts-Hotspot zeigt, dass komplexe Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und ihren natürlichen Feinden berücksichtigt werden müssen, wenn versucht wird, diese fragmentierten Ökosysteme zu verwalten und wiederherzustellen.
„Um die Gesundheit des Ökosystems in vom Menschen veränderten Wäldern zu erhalten, könnte es erforderlich sein, dass Wiederherstellungsbemühungen die Wiederherstellung wichtiger ökologischer Wechselwirkungen umfassen, die die Gemeinschaftsstruktur regulieren.“
