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Umweltveränderungen durch natürliche und/oder menschliche Einflüsse (insbesondere der Verlust und die Fragmentierung von Lebensraum) sind wichtige Faktoren, die zum weltweiten Artenschwund beitragen. Einer der entscheidendsten Beiträge zum weltweiten Rückgang der biologischen Vielfalt, ist der kommerzielle Holzeinschlag. Insbesondere in tropischen Regenwäldern, etwa in Westafrika, ist dies besonders besorgniserregend, da wenig untersuchte, diverse Wirbeltiergemeinschaften von einem starken kommerziellen Holzeinschlag betroffen sind. Frühere Studien haben bereits die negativen Auswirkungen großflächiger Abholzung auf die taxonomische und funktionale Vielfalt von Amphibiengemeinschaften, aber auch auf die Gesundheit von Individuen identifiziert. Umweltveränderungen können sich also auch nachteilig auf eine Wirts- Parasit-Beziehung auswirken, was nicht zuletzt zu einer verringerten Überlebensfähigkeit der Wirtsarten führen kann. Die Untersuchung der Auswirkungen von Störungen Abholzung und Umweltveränderungen auf Amphibien, sowie auf bestehende Wirts-Parasiten-Beziehungen sind daher von größter Bedeutung um nachhaltige Waldwirtschaft und zukünftige Naturschutzmaßnahmen planen zu können. In dieser Arbeit möchte ich mittels eines Regenerationsgradienten nach einer Störung (Abholzung) untersuchen, wie sich die Dynamik einer Amphibiengemeinschaft verschiebt und wie diese Störung die Wirts-Parasit-Beziehung beeinflusst. Ich verwende einen kombinierten Datensatz (Amphibie [Wirt], Milbe [Parasit] und Umweltbedingungen [Habitat]) der über zwei Zeiträumen im Abstand von 15 Jahren (1999-2000 und 2016-2017) an identischen Standorten (vor 45 Jahren abgeholzter Wald und Primärwald) im Taï-Nationalpark (TNP) in der Elfenbeinküste gesammelt wurde, um die Anpassungsfähigkeit von Fröschen und ihren Parasiten an sich ändernde Umgebungen zu untersuchen. In einem ersten Artikel unterstreiche ich die Bedeutung auch kleiner Waldgebiete als potenzielle Quellen für unbeschriebene Biodiversität. In einem kleinen, nie zuvor untersuchten Sumpfwald in der südöstlichen Elfenbeinküste fand ich eine neue Blattstreufroschart der Gattung Phrynobatrachus. Anhand charakteristischer morphologischer Merkmale, einer beträchtlichen, molekulargenetischen Distanz zu anderen westafrikanischen Phrynobatrachus-Arten, sowie eines individuellen, männlichen Anzeigerufes beschreibe ich Phrynobatrachus tanoeensis sp. nov. als eine für die Wissenschaft neue Art. Im zweiten Artikel untersuche ich die Widerstandsfähigkeit westafrikanischer Frösche in Wäldern, die vor über 45 Jahren selektiv abgeholzt wurden. Ich vergleiche die Diversität, Abundanz, Zusammensetzung und den Lebensraum von Amphibiengemeinschaften in abgeholzten und Primärwäldern innerhalt zweier Zeiträume (2000 und 2016- 2017). Ich konnte herausarbeiten, dass sich die Struktur des zuvor abgeholzten Waldes im Laufe von 45 Jahren langsam der des Primärwaldes annäherte, wobei die sichtbarsten Veränderungen in den letzten 15 Jahren auftraten. Während ich 30 Jahre nach dem Holzeinschlag zwar keine Unterscheide mehr in der Diversität und Abundanz der Amphibiengemeinschaft zum Primärwald feststellen konnte, beobachtete ich jedoch eine fortschreitende Konvergenz der Zusammensetzung der Amphibiengesellschaften in beiden Waldtypen. In den zuvor abgeholzten Wäldern erholten sich mehrere waldspezialisierte Arten (FS), während die Zahl mehrerer Generalisten (FG) über den 15-jährigen Probenahmezeitraum stetig abnahm. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass 45 Jahre nach der Abholzung der gestörte Lebensraum allmählich die Heterogenität des ungestörten Lebensraums annimmt, der in der in der Lage ist die originale Amphibiengemeinschaft aus Waldspezialisten (FS) zu erhalten. Im dritten Artikel untersuche ich die Faktoren, die zu einem erhöhten Milbenbefall in den Amphibiengesellschaften des TNP führen. Ich fand heraus, dass die Wirts-Parasit-Beziehung zwischen Milben der Gattung Endotrombicula sehr spezifisch auf Frösche der Gattung Phrynobatrachus zugeschnitten ist, da offensichtlich nur die vier Arten P. phyllophilus, P. alleni, P. villiersi und P. plicatus befallen werden. Ebenso zeigte sich der Milbenbefall abhängig von der Art (höchste Prävalenz bei P. phyllophilus gefolgt von P. alleni), des Geschlechts (höhere Prävalenz bei Männchen als bei Weibchen, sowohl bei P. alleni und P. phyllophilus), des Alters (höhere Prävalenz bei Erwachsenen als bei Jungtieren in P. alleni) sowie der Jahreszeit (höhere Prävalenz während der Regenzeit im Vergleich zur Trockenzeit bei P. phyllophilus). Ich diskutiere diese Ergebnisse mit Bezug auf die Ökologie der Endotrombicula-Milben, die stark von feuchten Bedingungen abhängig sind, sowie die Überschneidung dieser Bedingungen mit denen der Wirtsfroscharten überschneiden. Des Weiteren beobachtete ich, dass die Prävalenz des Milbenbefalls in den letzten 15 Jahren (1999-2000 bis 2016-2017) abgenommen hat. Dieser steht möglicherweise im Zusammenhang mit den lokalen Auswirkungen des Klimawandels, was die in den letzten Jahren deutlich zurückgegangenen Niederschläge erklären würde. Meine Arbeiten zeigen, dass das Verständnis der Vielfalt westafrikanischer Amphibien noch lange nicht vollständig ist. Es zeigt sich, dass weiterhin Forschungsarbeit geleistet werden muss, um den tatsächlichen Amphibienreichtum besser abschätzen zu können. Darüber hinaus habe ich gezeigt, dass sich Amphibiengemeinschaften in abgeholzten Wälder zurück zum ursprünglicheren Zustand regenerieren können, was die Bedeutung unterstreicht, genutzten Wäldern ausreichend Zeit zu lassen, um sich zu regenerieren. Ob die Milbenprävalenz tatsächlich auf Grund des Klimawandels abnahm, sollte in Zukunft genauer untersucht werden. Environmental changes due to both natural phenomena and/or human disturbance (i.e. habitat loss, disturbance and fragmentation) are important factors contributing to global species declines. Commercial logging is amongst the greatest contributor to this disturbance resulting in widespread biodiversity declines. In tropical rainforests, particularly those of West Africa, this is particularly troubling as diverse vertebrate assemblages are subject to heavy commercial logging. Previous studies have identified negative impacts of these logging practices on the taxonomic and functional diversity of amphibian communities and species. Furthermore, logging and other environmental changes may affect host-parasite interactions, resulting in exacerbated negative impacts of these pressures and reduced survivability of host species. As such, determining the effects of logging on amphibians, their subsequent recovery following selective logged forest, and the effects of environmental change on host-parasite relationships, will be paramount for informing future conservation action. In this thesis, I aim to determine how amphibian community dynamics shift over a regeneration gradient following disturbance (logging), and how this disturbance influences amphibian-parasite interactions. I use combined data sets (amphibian, parasite and habitat) from two time periods 15 years apart (1999-2000 and 2016-2017) collected in identical sites (logged forest since 45 years and old growth forest) within Taï National Park (TNP) Ivory Coast, in order to examine the adaptive capacities of frogs and their parasites to changing environments. In the first paper, I underline the importance of forest, even small, as potential source of undescribed biodiversity. In that small swamp forest, never survey before located in southeastern Ivory Coast, I found a new leaf-litter species of the Phrynobatrachus genus. Based on morphological characteristics, considerable molecular genetic distance to other West African Phrynobatrachus species, as well as advertisement calls, I describe Phrynobatrachus tanoeensis sp. nov. as a species new to science. In the second paper, I investigate the resilience of West African frogs in forests selectively logged over 45 years ago by comparing data (amphibian diversity, abundance, composition and habitat) from previously logged and old growth forest over two time periods (2000 and 2016-2017). I found that the structure of previously logged forest slowly recovered toward old growth forest states over the course of 45 years, with most visible changes occurring in the last 15 years. I also found no changes in amphibian diversity and abundance in the previously logged forest over time but observed a progressive convergence of amphibian composition in previously logged forests toward that of unlogged forest amphibian communities. In contrast, several forest specialist species (FS) recovered, whilst forest generalist (FG) species declined in the previously logged forest over the 15 years sampling period. These findings suggest that 45 years since logging activities the previously logged forest gradually provides habitat heterogeneity capable of maintaining FS amphibian species and more intact amphibian communities. In paper 3, I investigate the factors leading to increased mite infestation in the amphibian assemblages of TNP. I found that mites of the Endotrombicula genus seem to be specific to Phrynobatrachus frogs and infested only four leaf-litter species (P. phyllophilus, P. alleni, P. villiersi and P. plicatus). I also found that mite infestation was associated with species (highest prevalence in P. phyllophilus followed by P. alleni), sex (higher prevalence in males than females in P. alleni and P. phyllophilus), age (higher adult prevalence than juveniles in P alleni) as well as season (higher prevalence during the wet compared to the dry season in P. phyllophilus). I discuss these findings with reference to the ecology of Endotrombicula mites which rely heavily on humid conditions, conditions which overlap with the reproductive requirements of the host taxa. Additionally, I observed that the prevalence of mite infestation decreased over the last 15 years (1999-2000 to 2016-2017). This decreased mite infestation over time is potentially linked to local climate change, which exhibited distinctly lower rainfall in recent years. These studies show that West African amphibian diversity is far to be complete. Thus, more survey work needs to be done in order to have an idea of amphibian richness. Additionally, I showed that to environmental changes in the context of recovery following logging have a positive impact on amphibian. Forest amphibian community recovers in the previously logged forest, which highlight the importance to leave those forest to regenerate. However, although mite prevalence decreased over time, future research of post logging restoration and climate change impact on mite prevalence need be more investigate.

Shifting cultivation systems (SCSs) have been practiced all over the tropics for centuries as the primary subsistence strategy for smallholders. However, since the mid-20th century, SCSs have been submitted to changes, driven by a combination of geographic, economic, socio-political, and demographic factors. Consequently, land use changes lead to agricultural intensification and the replacement of more profitable and permanent practices. The implementation of forest conservation policies (FCPs) is one of the changing drivers to SCSs. They have been designed to reduce or eliminate it, criminalize traditional practices, restrict resources access, displace locals, and increase inequalities and land conflicts. In Brazil, SCSs have been practiced by smallholders and indigenous groups, including Quilombolas, descendants of African enslaved who rebelled against the Portuguese regime. After the abolition of slavery, they remained spread over the country without any state legitimation. Their recognition and rights to ancestors land were possible only in 1988, with the Brazilian Constitution. The Ribeira Valley (Southeastern Brazil) is home to dozens of Quilombos, one of the most significant Atlantic Forest remnants, and high biodiversity. Its first Quilombos were formed in the 18th century and relied on SCS to survive, relatively isolated, up to the 1950s. However, in the context of SCS changes, Quilombos are under a transitional process in different dimensions, including constraints to their traditions by FCPs, generating conflicts. Inspired by this challenging scenario, the Thesis goals are to evaluate Quilombolas’ socioeconomic conditions and the perception of FCPs implementation and integrate two modeling tools. The tools will model the impact of agricultural transitions on family wealth, income, landscape structure, and tree community β diversity and model the impact of FCPs over the equal economic and ecological dimensions. Socioeconomic data were gathered in 2017 in 14 communities through interviews of 164 farmers. Quilombolas’ perception of FCPs and constraints for agricultural practice were investigated. The modeling implementation used MPMAS (Mathematical Programming-based Multi-Agent Systems) to simulate land use change in agriculture and forestry. MPMAS was integrated (through land use maps) with a Generalized Dissimilarity Modeling tool (GDM) to predict beta diversity as a function of environmental variation. The modeling exercise was implemented for Pedro Cubas territory, a Quilombo with 52 households located in Eldorado (SP). A combination of primary and secondary data from different sources was used, including a socioeconomic census of 2014 and a collection of tree data in 2016. Five economic/political scenarios were created for comparisons, with a baseline and four different counterfactual situations, varying in market access and FCPs versions. Seven yield curve scenarios and 30 Sobol’ repetitions were combined, totalizing 1050 simulations. A tradeoff analysis was applied over the political scenarios. MPMAS sensitivity/uncertainty analyses revealed variation on staples consumptions among yield curve scenarios, the sensitivity of income to different parameters, and each income source relevance. The GDM calibration highlighted the importance of climate predictors for tree species, indicating vulnerability to potential climate variability. Results revealed that only 32% of the families were practicing SCS in 2017, but it was still relevant for food security. 83% of the interviewees were unsatisfied with the FCPs, especially the timing of issuing the licenses for SCS. The political scenarios comparison indicates that agricultural intensification caused an improvement in average income. Still, it was accompanied by economic inequality, diminished rotation of plots, lower diversity of habitats, and a less permeable landscape structure (on fallows and because of the emergence of pasture and perennial areas). GDM results showed a significant change in landscape structure/tree community for at least 10% of the territory in the last decades. Regarding FCPs implementation, scenario comparison showed that well-being conditions improved when FCPs were excluded, although more ecological impacts occur. However, such effects refer to only 2.6% of the territory where 90% is covered by mature forest, and GDM indicates that the total ß diversity would not be significantly affected. The tradeoff analysis showed that FCPs are significant for conservation in the present context when perennials and pasture areas occur. In the isolated scenario case, when SCS is the only economic activity, a combination of good well-being and conservation performances was found, suggesting it is causing even lower environmental impacts. I recommend more flexible policies for SCS implementation in the Quilombos in general, for the potential of improving well-being conditions by impacting a small share of the territories. FCPs flexibilization would be even more relevant to the communities that don’t have access to alternatives to SCS. Wanderfeldbau wurde jahrhundertelang von Kleinbauern im gesamten Tropengürtel als Hauptstrategie für Subsistenzlandwirtschaft ausgeübt. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts werden Wanderfeldbausysteme durch eine Kombination geographischer, wirtschaftlicher, soziopolitischer und demografischer Faktoren stark beeinflusst. Folglich sind Veränderungen in der Landnutzung zu beobachten, welche zu landwirtschaftlicher Intensivierung und Ersatz durch rentablere, nicht-rotierende Verfahren führen. Die Umsetzung von Waldschutzmaßnahmen spielt eine große Rolle bei Veränderungen von Wanderfeldbausystemen, da diese Schutzmaßnahmen konzipiert wurden, um Wanderfeldbau einzuschränken bzw. zu eliminieren, indem sie traditionelle Methoden kriminalisieren, Ressourcenzugriff beschränken und Vertreibung erzwingen, was zu wachsender Ungleichheit sowie zu Landkonflikten führt. In Brasilien wird Wanderfeldbaus von Kleinbauern und indigenen Bevölkerungsgruppen praktiziert, u.a. auch von den Quilombolas, den Nachkommen afrikanischer Sklaven die gegen die portugiesischen Kolonisatoren rebellierten. Nach der Abschaffung der Sklaverei blieben die ehemaligen Sklaven ohne staatliche Legitimation über das ganze Land verteilt. Ihre Anerkennung und ihre Rechte an den Ländern ihrer Vorfahren wurden erst 1988 mit der brasilianischen Verfassung ermöglicht. Das Ribeira-Tal (Südosten Brasiliens) beherbergt Dutzende von Quilombos sowie die größten verbleibenden Reste Atlantischen Regenwaldes mit hoher Biodiversität. Die ersten Quilombos dort wurden im 18. Jahrhundert gegründet und sie überlebten auf Basis von Wanderfeldbau in relativer Abgeschiedenheit bis in die 1950er Jahren Im Kontext der Veränderungen der Wanderfeldbausysteme befinden sich die Quilombos in einem multidimensionalen Übergangsprozess. Hierzu gehört auch die Einschränkung ihrer Traditionen durch die Waldschutzmaßnahmen, die Konflikte erzeugen. Vor diesem anspruchsvollen Hintergrund hat sich die vorliegende Arbeit zum Ziel gesetzt, sowohl die sozioökonomischen Bedingungen und die Wahrnehmung der Implementierung solcher Waldschutzmaßnahmen aus Sicht der Quilombolas zu evaluieren, als auch die Auswirkung der landwirtschaftlichen Intensivierung und der Waldschutzmaßnahmen auf Familieneinkommen, und vermögen, Landschaftsstruktur und Beta-Diversität der Baumgemeinschaft zu modellieren. Sozioökonomische Daten wurden im Jahr 2017 durch Interviews mit 164 Bauern aus 14 Gemeinschaften erfasst. Damit wurden die Wahrnehmung der Waldschutzmaßnahmen durch Quilombolas und die Einschränkungen der Landwirtschaftsmethoden untersucht. Als Werkzeug für die Simulation der Landnutzungsänderungen in der Land- und Forstwirtschaft wurde MPMAS (Mathematical Programming-based Multi-Agent-Systems) verwendet. Die Ergebnisse von MPMAS sind dann als Landnutzungskarten in das Generalized Dissimilarity Modeling Tool (GDM) integriert worden, um die Beta-Diversität als Funktion der Umweltvariation abzuschätzen. Die Modellierung wurde für das Pedro Cubas Gebiet durchgeführt, ein Quilombo mit 52 Haushalten in Eldorado, im Bundesstaat São Paulo. Dafür wurde eine Kombination primärer und sekundärer Daten aus verschieden Quellen gesammelt, u.a aus dem sozioökonomischen Zensus von 2014 und Daten einer Baumerhebung von 2016. Fünf wirtschaftliche bzw. politische Szenarien wurden dann zum Vergleich erstellt, davon eines als Referenz und vier als kontrafaktische Szenarien angelegt wurden, die vor allem Unterschiede im Marktzugang und den Fassungen der Waldschutzordnungen abbilden. Um mit Unsicherheit umzugehen, wurden sieben Pflanzenertragskurvenszenarien und 30 Sobol-Wiederholungen kombiniert, was insgesamt 1050 Simulationen ergab. Auf die politischen Szenarien wurde eine Trade-off-Analyse angewandt. Unsicherheitsanalysen für MPMAS-Simulationen zeigten Schwankungen sowohl im Konsum von Grundnahrungsmitteln zwischen den verschiedenen Szenarien, als auch in der Empfindlichkeit der Einkommen gegen die unterschiedlichen Parameter sowie in der Relevanz der unterschiedlichen Einkommensquellen. Die GDM-Kalibrierung hob die Bedeutung von Klimavorhersagen für die Baumarten und die Anfälligkeit für potenzielle Klimavariabilität hervor. Die Ergebnisse zeigten, dass 2017 nur 32% der Familien Wanderfeldbausysteme praktizierten, dies jedoch weiterhin für die Ernährungssicherheit relevant war. 83% der Befragten waren mit den Waldschutzmaßnahmen unzufrieden, insbesondere mit dem Zeitpunkt der Erteilung der Lizenzen für den Wanderfeldbau. Dier Vergleich der politischen Szenarien zeigt an, dass die Intensivierung der Landwirtschaft zu einer Verbesserung der durchschnittlichen Einkommen führt, dies ging jedoch einher mit wirtschaftlicher Ungleichheit, verminderter Rotation der Parzellen, geringerer Vielfalt der Lebensräume und einer weniger durchlässigen Landschaftsstruktur (auf Brachflächen und aufgrund der Entstehung von Weiden und Dauergrünland). Die GDM-Ergebnisse zeigten in den letzten Jahrzehnten für mindestens 10% des Territoriums eine große Veränderung der Landschaftsstruktur bzw. Baumgemeinschaft. In Bezug auf die Umsetzung von Waldschutzmaßnahmen zeigte ein Szenarienvergleich, dass sich die Bedingungen für die Wohlfahrt der Quilombolas verbesserten, wenn diese Maßnahmen abgeschafft würden, das würde gleichzeitig aber die ökologischen Auswirkungen verstärken. Diese Auswirkungen betreffen jedoch nur auf 2,6% des Gebiets, in dem 90% von altem Wald bedeckt sind, und die GDM Simulationen weisen darauf hin, dass die gesamte Beta-Diversität nicht sehr betroffen wäre. Die Trade-Off-Analyse ergab, dass Waldschutzmaßnahmen im gegenwärtigen Kontext mit Dauerkulturen und Weideflächen für die Walderhaltung wichtig sind. Für das Szenario einer wirtschaftlichen Isolation wie bis Anfang der 1950er Jahre, in dem Wanderfeldbau die einzige wirtschaftliche Aktivität ist, haben wir eine Kombination aus gutem wirtschaftlichem Auskommen und Waldschutz festgestellt, was darauf hindeutet, dass dies noch geringere Umweltauswirkungen verursacht. Wir empfehlen flexiblere Richtlinien für die Implementierung solcher Systeme in Quilombos im Allgemeinen, um die wirtschaftliche Wohlfahrt zu verbessern, bei Beeinflussung nur eines kleinen Teils der Gebiete. Die Flexibilisierung von Waldschutzmaßnahmen wäre für die Gemeinschaften, die keine Alternativen zum Wanderfeldbau haben, noch relevanter.

Tropical forests harbour more than 50% of our world���s biodiversity. Crucially, this biological diversity is under serious pressure due to anthropogenic factors such as forest degradation, land-use, and climate changes. These factors alter tropical forest structure and threaten the persistence of native populations and communities. In order to successfully manage and conserve tropical forests and their affiliated species and ecosystem functions, we need a better understanding of the mechanisms that drive their structure and unparalleled diversity. In this context, the vertical stratification of tropical forest ecosystems as a key factor promoting tropical forest diversity came into focus. Plant and animal organisms inhabit a variety of niches along the vertical forest gradient. Communities of birds, bats, primates, and small non-flying mammals are vertically stratified in terms of species abundance, richness, and community composition. As many animal species from these taxa are important nectarivores and frugivores in tropical forests, the vertical structure of their communities likely induces differences among strata in the patterning of associated ecological processes such as pollination and seed dispersal. These mutualistic interactions are considered the backbone of ecological communities as they are ultimately linked to the organization, functioning, and integrity of ecosystems. However, our understanding of how interactions among plants and animals are structured across the vertical gradient is very limited. To date, the few studies examining patterns of vertical stratification in plant���animal interactions are scarce and limited to plant���frugivore interactions. Further, we know little about the drivers creating the potentially vertically stratified structure of interaction networks. Generally, resource availability and animals��� functional traits were considered as the most important drivers of network structure. Recently, the role of microbes as ���hidden players��� influencing mutualistic interactions also came into focus. Plants harbour a wide diversity of microbes on their internal and external tissues, rendering their interactions with animals a tripartite interaction among the plants, its microbes, and the animals. Yet, the roles animals��� functional traits and microbes as ���hidden players��� might play in structuring differences among strata in plant���animal interactions are poorly understood. With this thesis, I aim to narrow these gaps by addressing the following questions: i) how pronounced are the patterns of vertical stratification in seed-dispersing vertebrate communities and their interactions with plants in tropical forests? ii) can patterns of vertical stratification in plant���animal interactions reported elsewhere be generalized for a specific resource that is available across forest strata? More specifically, iii) do nectarivores and frugivores preferentially forage in a distinct vertical niche even if the same resource is available along the entire vertical gradient and iv) if so, which drivers are causing the vertically stratified interaction structure? Chapter II is a literature review that summarizes current knowledge about the vertical stratification of vertebrate seed disperser communities and their resources in tropical forests, with particular emphasis on plant���seed disperser interactions and species networks. In Chapter III and IV, I used Marcgravia longifolia as a model species to study whether vertebrate nectarivore and frugivore communities feeding in a single liana species that flowers and fruits across forest strata show patterns of vertical stratification and which driving factors cause these patterns. I applied a network approach to assess differences in community composition and interaction frequency of nectarivores and frugivores among strata. Then, I examined whether animals��� functional traits, differences in environmental characteristics, or resource quantity and quality among strata, played an important role in determining the vertical foraging niche. Considering the role of microbes as important ���hidden players��� influencing plant���animal interactions, in Chapter III, I further investigated if the bacteria communities inhabiting the nectar of M. longifolia show patterns of vertical stratification in terms of diversity and community composition. My work shows that i) vertical stratification is a key feature of tropical forests that shapes differences among strata in the patterning of plant���animal interactions. This was manifested in differing interaction frequencies and mutual specialization among strata (Chapter II). Further, I found ii) strong patterns of vertical stratification of plant���animal interactions at a single plant species, which implies that their vertical structure is not primarily driven by differences in plant community composition among strata (Chapter III and IV). I also demonstrated that iii) both studied mutualistic interactions differed among strata in terms of interaction frequency and community composition. Nectarivores and frugivores preferentially foraged in a distinct vertical niche, even though the same resource was available across strata (Chapter III and IV). However, the drivers acting behind the vertically stratified structure of plant���frugivore and plant���nectarivore interactions differed. I showed that iv) the strong vertical stratification of plant���frugivore interactions was primarily driven by inherent preferences of animals for certain strata. Birds��� functional traits, such as their dietary dependence on fruit and their morphology, played an important role in determining their vertical foraging niche (Chapter III). In contrast, plant���nectarivore interactions were mainly driven by variation in resource abundance among strata as well as competitive interactions among species of different hummingbird subfamilies. Further, the diversity of nectar-inhabiting bacteria differed among strata. Considering their role as ���hidden players��� influencing the interactions among plants and nectarivores, they might be a critical driver in structuring vertically stratified plant���nectarivore interactions (Chapter IV). Understanding the structure and drivers of vertically stratified nectarivore and frugivore communities and their interaction with plants is crucial to predict how vertically stratified tropical forests and their affiliated species and ecosystem functions will perform under global change., Tropische W��lder beherbergen mehr als 50% der biologischen Vielfalt unserer Erde. Jedoch wird diese Vielfalt durch anthropogene Faktoren wie Waldabbau, Landnutzungs-, und Klimaver��nderungen stark gef��hrdet. Diese Faktoren ver��ndern die Struktur tropischer W��lder und bedrohen den Fortbestand ihrer Populationen und Gemeinschaften. Um tropische W��lder und die mit ihnen verbundenen Arten und ��kosystemfunktionen erfolgreich sch��tzen und erhalten zu k��nnen, m��ssen wir die Mechanismen, die ihre Struktur und unvergleichliche Vielfalt bestimmen, besser verstehen. In diesem Zusammenhang r��ckte die vertikale Stratifizierung tropischer Wald��kosysteme als Schl��sselfaktor f��r ihre Vielfalt in den Fokus. Pflanzen und Tiere bewohnen eine Vielzahl von Nischen entlang des vertikalen Waldgradienten. Die Artenvielfalt, Diversit��t und Artenzusammensetzung von Vogel-, Fledermaus-, Primaten-, und kleinen, nicht fliegenden S��ugetiergemeinschaften sind vertikal stratifiziert. Da viele Tierarten dieser Taxa wichtige Nektarivore und Frugivore in tropischen W��ldern sind, f��hrt die vertikale Struktur ihrer Gemeinschaften sehr wahrscheinlich zu, sich zwischen den Strata unterscheidenden Mustern damit verbundener ��kologischer Prozesse wie Best��ubung und Samenausbreitung. Diese mutualistischen Interaktionen werden als das R��ckgrat ��kologischer Gemeinschaften angesehen, da sie grundlegend mit der Organisation, Funktionalit��t und Integrit��t von ��kosystemen verbunden sind. Unser Wissen dar��ber, wie die Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren ��ber den vertikalen Gradienten hinweg strukturiert sind, ist jedoch sehr begrenzt. Bis heute sind die wenigen Studien, die Muster vertikaler Stratifizierung in den Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren untersuchen, selten und auf Pflanze-Frugivor-Interaktionen beschr��nkt. Zudem wissen wir wenig ��ber die Faktoren, die die potentiell vertikal stratifizierte Struktur von Interaktionsnetzwerken beeinflussen. Generell wurden Ressourcenverf��gbarkeit und die funktionellen Eigenschaften der Tiere als die wichtigsten Treiber der Struktur von Netzwerken angesehen. K��rzlich ist auch die Rolle von Mikroben als "versteckte Spieler", die mutualistische Interaktionen beeinflussen, in den Fokus ger��ckt. Pflanzen beherbergen eine gro��e Vielfalt an Mikroben auf ihren inneren und ��u��eren Geweben, was ihre Interaktionen mit Tieren zu einer dreiteiligen Interaktion zwischen den Pflanzen, ihren Mikroben und den Tieren macht. Dennoch ist die Rolle der funktionellen Eigenschaften der Tiere und insbesondere der Mikroben als "versteckte Akteure" bei der Strukturierung vertikal stratifizierter Pflanze-Tier-Interaktionen nur unzureichend verstanden. Meine Arbeit ist ein Beitrag dazu, diese L��cken zu verringern. Ich habe mich dazu mit den folgenden Fragen besch��ftigt: i) Wie ausgepr��gt sind die Muster vertikaler Stratifizierung in samenausbreitenden Wirbeltiergemeinschaften und deren Interaktionen mit Pflanzen in tropischen W��ldern? ii) K��nnen bisher beobachtete Muster vertikaler Stratifizierung in Pflanze-Tier-Interaktionen f��r eine bestimmte Ressource verallgemeinert werden, die ��ber Waldstrata hinweg verf��gbar ist? Genauer gesagt, iii) suchen Nektarivore und Frugivore bevorzugt in einer bestimmten vertikalen Nische nach Nahrung, auch wenn die gleiche Ressource entlang des gesamten vertikalen Gradienten verf��gbar ist, und iv) wenn ja, welche Faktoren verursachen die vertikal stratifizierte Interaktionsstruktur? Kapitel II ist eine Literatur��bersicht, die das aktuelle Wissen ��ber die vertikale Stratifizierung von Wirbeltier-Samenausbreitergemeinschaften und deren Ressourcen in tropischen W��ldern zusammenfasst, mit besonderem Schwerpunkt auf Pflanze-Samenausbreiter-Interaktionen und Artennetzwerken. In Kapitel III und IV habe ich Marcgravia longifolia als Modellart verwendet, um zu untersuchen, ob Nektarivor-, und -Frugivorgemeinschaften, die sich von einer einzigen Lianenart ern��hren, die ��ber alle Waldstrata hinweg bl��ht und Fr��chte tr��gt, Muster vertikaler Stratifizierung zeigen und welche treibenden Faktoren diese Muster verursachen. Ich wandte eine Netzwerkanalyse an, um Unterschiede in der Zusammensetzung der Gemeinschaften und der Interaktionsh��ufigkeiten von Nektarivoren und Frugivoren zwischen den Strata zu quantifizieren. Anschlie��end untersuchte ich, ob funktionelle Eigenschaften der Tiere, Unterschiede zwischen den Strata in den Umwelteigenschaften oder in der Quantit��t und Qualit��t der Ressourcen eine wichtige Rolle bei der Festlegung der vertikalen Nische spielen. In Anbetracht der Rolle der Mikroben als wichtige "versteckte Akteure", welche die Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren beeinflussen, habe ich in Kapitel III weiter untersucht, ob die Bakteriengemeinschaften, die den Nektar von M. longifolia bewohnen, Muster vertikaler Stratifizierung in Bezug auf Vielfalt und Gemeinschaftszusammensetzung zeigen. Meine Arbeit zeigt, dass i) vertikale Stratifizierung ein Schl��sselmerkmal tropischer W��lder ist, welches Unterschiede zwischen den Strata in der Gestaltung der Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren beeinflusst. Dies manifestierte sich in unterschiedlichen Interaktionsh��ufigkeiten und gegenseitiger Spezialisierung zwischen den Strata (Kapitel II). Weiterhin fand ich ii) starke Muster vertikaler Stratifizierung von Pflanze-Tier-Interaktionen bei einer einzelnen Pflanzenart, was impliziert, dass ihre vertikale Struktur nicht prim��r durch Unterschiede in der Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaften zwischen den Strata bestimmt wird (Kapitel III und IV). Ich habe auch gezeigt, dass iii) beide untersuchten mutualistischen Interaktionen sich zwischen den Strata unterscheiden in Bezug auf die Interaktionsh��ufigkeit und die Zusammensetzung der Gemeinschaften. Nektarivore und Frugivore suchten bevorzugt in einer bestimmten vertikalen Nische nach Nahrung, obwohl die gleiche Ressource in allen Strata verf��gbar war (Kapitel III und IV). Die Treiber, die hinter der vertikal stratifizierten Struktur der Pflanze-Frugivor- und Pflanze-Nektarivor-Interaktionen stehen, waren jedoch unterschiedlich. Ich zeigte, dass iv) die starke vertikale Stratifizierung der Pflanze-Frugivor-Interaktionen in erster Linie durch inh��rente Pr��ferenzen der Tiere f��r bestimmte Strata angetrieben wurde. Die funktionellen Eigenschaften der V��gel, wie ihre Nahrungsspezialisierung auf Fr��chte und ihre Morphologie, spielten eine wichtige Rolle bei der Festlegung ihrer vertikalen Futternische (Kapitel III). Im Gegensatz dazu wurden die Interaktionen zwischen Pflanzen und Nektarivoren haupts��chlich durch Variationen in der Ressourcenabundanz zwischen den Strata sowie durch Konkurrenz zwischen den Arten verschiedener Kolibri Unterfamilien bestimmt. Au��erdem unterschied sich die Vielfalt der nektarbewohnenden Bakterien zwischen den Strata. In Anbetracht ihrer Rolle als "versteckte Akteure", welche die Interaktionen zwischen Pflanzen und Nektarivoren beeinflussen, k��nnten sie ein entscheidender Faktor bei der Strukturierung vertikal stratifizierter Pflanze-Nektarivor-Interaktionen sein (Kapitel IV). Das Verst��ndnis der Struktur und der Treiber vertikal stratifizierter Nektarivor- und Frugivorgemeinschaften und ihrer Interaktion mit Pflanzen ist entscheidend f��r die Vorhersage, wie sich vertikal stratifizierte tropische W��lder und die mit ihnen verbundenen Arten und ��kosystemfunktionen unter dem globalen Wandel verhalten werden.

The explicit purpose of this study was to (1) characterize climate and vegetation along the western slope of the Cerros del Sira (Peru), (2) evaluate radial tree growth along this slope in response to seasonal rainfall anomalies, (3) reveal how the meteorological environment controls tree radial stem growth, and (4) to investigate how xylem anatomy relates to dynamics of tree growth. From May 2011 until September 2015, radial stem growth of 67 trees was monitored using point-dendrometers, and meteorological parameters were measured within five sites along an elevational gradient. Additionally, tree dimensions (stem diameter, stem height) and xylem anatomical traits (mean vessel diameter, vessel frequency, cumulative vessel area and potential hydraulic conductivity) were determined. The transect extends from lowland terra firme forests (ca. 250 m asl) over submontane forests, late and mid successional montane cloud forests up to exposed elfin forests (ca. 2200 m asl). Continuous rainfall records for remote tropical areas are extremely rare and measurements along this transect are also incomplete. Monthly rainfall estimates by the TRMM PR satellite ("product 3B42") were highly correlated with rain gauge observations, although they underestimate rainfall at high elevations. Different intra-annual tree growth patterns could be identified within each elevational forest type, showing species/individuals with seasonally independent continuous or alternating growth patterns and strictly seasonal growth. Stem growth at each site was typically higher during rainy seasons, except for in the elfin forest. The rainy season from October 2013 to March 2014 was extraordinarily dry, with only 73 % of long-term mean precipitation received, which resulted in reduced tree radial growth rates, again with the exception of the elfin forest. Different analytical approaches revealed that precipitation is the main growth-controlling factor at lower elevations, especially during rainy seasons. Growth within montane and cloud forests positively correlates to solar radiation. Tree growth within the elfin forest is only weakly correlated to meteorological parameters, but dry conditions during dry seasons promote growth. It was hypothesized that (1) individuals/species with large vessel diameters and low vessel frequencies have higher radial growth rates, but are more vulnerable to relatively dry periods. Therefore, (2) they are more likely to grow seasonally and predominantly during rainy seasons, (3) their growth during the exceptionally dry rainy season 2013/14 was more constrained, and (4) their growth is generally closer correlated to meteorological parameters. Larger trees tend to have larger vessel diameters, which positively relates to radial growth rates, and they also tend to grow more seasonal. As hypothesized, trees having large vessel diameters are more sensitive to droughts, as indicated by stronger positive correlations with rainfall and negative with solar radiation. However, in mountainous forests, relations between xylem anatomical traits and tree growth dynamics seem to be more complex. In late-successional cloud forests, growth of trees with large vessel diameter is positively, while of trees with small vessel diameter negatively related to solar radiation. Sensitivity to the dry rainy season 2013/14, expressed as relative reduction in growth compared to "normal" rainy seasons, could not be explained by xylem anatomical traits, contradicting the preceded hypothesis. Tropical lowland rainforest species, especially individuals with large vessels, will likely suffer from increasing drought frequencies and intensities. How montane forest ecosystems will react to a (globally) changing climate is rather uncertain, especially in exposed elfin forests. Results of this study suggest that species of late-successional tropical montane forests may profit from higher temperatures. While montane tropical rain forests may also suffer from prolonged droughts, exposed ridges covered by elfin forests still receive plenty of precipitation and may benefit from receiving more solar radiation for photosynthesis and, thus, grow faster. Der explizite Zweck dieser Studie bestand darin, (1) das Klima und die Vegetation entlang der westlichen Flanke des El Sira Gebirges (Peru) zu charakterisieren, (2) die Reaktion radialer Baumzuwächse auf saisonale Regenanomalien entlang des Höhengradienten zu bewerten, (3) die Abhängigkeit des radialen Stammzuwachses von Klimaparametern zu analysieren und (4) zu prüfen, inwiefern xylem-anatomische Eigenschaften des Baumes die Wachstumsdynamik beeinflussen. Von Mai 2011 bis September 2015 wurden radiale Stammzuwächse von 67 Bäumen mit vollautomatischen Punkt-Dendrometern erfasst und meteorologische Parameter an fünf Standorten entlang eines Höhengradienten gemessen. Zusätzlich wurden die Bäume vermessen (Stammdurchmesser, Stammhöhe) und xylem-anatomische Merkmale (mittlerer Gefäßdurchmesser, Gefäßfrequenz, kumulierte Gefäßfläche und potentielle hydraulische Leitfähigkeit) erfasst. Der Transsekt erstreckt sich von Terra-Firme Wälder des Tieflandes (ca. 250 m ü. NN) über submontane Wälder, montane Nebelwälder mittlerer und später Sukzessions-Stadien bis hin zu exponierten „Elfenwäldern“ (ca. 2200 m ü. NN). Kontinuierliche Niederschlagsaufzeichnungen für entlegene tropische Regionen sind extrem selten, und auch Messungen entlang dieses Transekts sind unvollständig. Die monatlichen Niederschlagsschätzungen des TRMM PR-Satelliten („Product 3B42“) ließen sich allerdings in hohem Maße mit direkten Niederschlagsmessungen korrelieren, unterschätzten jedoch den Niederschlag in höheren Lagen. Innerhalb eines jeden Waldtypes konnten unterschiedliche jährliche Baumzuwachsmuster identifiziert werden. Es gibt Arten/Individuen mit kontinuierlichen oder alternierenden Zuwachsmustern unabhängig von den Jahreszeiten und streng saison-gebundenen Wachstumsverhalten. Im Allgemeinen war das Wachstum der Bäume an allen Standorten während den Regenzeiten größer, mit Ausnahme des Elfenwaldes. Die Regenzeit von Oktober 2013 bis März 2014 war außergewöhnlich trocken. Lediglich 73% der langfristigen mittleren Niederschläge wurden ermittelt, was wiederum zu geringeren radialen Zuwächsen führte, außer im Elfenwald. Verschiedene analytische Ansätze haben gezeigt, dass Niederschlag in niedrigeren Lagen der Hauptwachstumsfaktor ist, insbesondere während den Regenzeiten. Das Wachstum in Montan- und Nebelwäldern korreliert positiv mit der Globalstrahlung. Das Baumwachstum im Elfenwald ist nur schwach mit meteorologischen Parametern korreliert, aber trockene Bedingungen während der Trockenzeit fördern das Wachstum. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass (1) Individuen/Arten mit großen Gefäßdurchmessern und geringer Gefäßdichte größere radiale Wachstumsraten aufweisen, jedoch anfälliger für Trockenstress sind. Daher ist es wahrscheinlich, (2) dass diese saisonal und vorwiegend während der Regenzeit wachsen, (3) das Wachstum während der außergewöhnlich trockenen Regenzeit 2013/14 geringer war, und (4) das Wachstum in der Regel enger mit meteorologischen Parametern korreliert ist. Größere Bäume weisen in der Regel größere Gefäßdurchmesser, sowie höhere Zuwachsraten auf und wachsen eher saisonal. Wie angenommen, reagieren Bäume mit großem Gefäßdurchmesser empfindlicher auf niederschlagsarme Phasen, was durch stärkere positive Korrelationen mit Niederschlag und negative mit Sonneneinstrahlung angezeigt wird. In Bergwäldern scheinen jedoch die Beziehungen zwischen den anatomischen Eigenschaften des Xylems und der Wachstumsdynamik der Bäume komplexer zu sein. In spät-sukzessionalen Nebelwäldern ist das Wachstum von Bäumen mit großem Gefäßdurchmesser positiv, und von Bäumen mit kleinen Gefäßdurchmessern negativ korreliert mit der Globalstrahlung. Die Empfindlichkeit gegenüber der trockenen Regenzeit 2013/14, ausgedrückt als relative Verringerung des Wachstums im Vergleich zu „normalen“ Regenzeiten, konnte nicht durch xylem-anatomische Eigenschaften erklärt werden, was der vorangegangenen Hypothese widerspricht. Tropische Tieflandregenwälder, hier insbesondere Individuen mit weiten Gefäßen, werden wahrscheinlich unter zunehmenden Häufigkeiten und Intensitäten von trockenen Phasen leiden. Wie das Waldökosystem der Bergwälder auf ein sich (global) änderndes Klima reagieren wird, ist allerdings ziemlich ungewiss, vor allem in exponierten Elfenwäldern. Die Ergebnisse dieser Studie deuten jedoch darauf hin, dass tropisch montane Baumarten der späten Sukzession von höheren Temperaturen profitieren könnten. Während montane tropische Regenwälder auch unter längeren Trockenperioden leiden könnten, werden an exponierten Bergkämmen mit Elfenwäldern noch reichlich Niederschläge verzeichnet. Elfenwald-Arten könnten somit davon profitieren, dass sie mehr Sonnenstrahlung für die Photosynthese erhalten und somit auch für das Wachstum.

Der Stoffkreislauf nimmt gegenüber Ökosystemfunktionen eine wichtige Kontrollfunktion ein und damit für die Bereitstellung unterstützender und regulierender Ökosystemdienstleistungen wie z.B. die Kohlenstoffbindung und das Wasserangebot. Anthropogen verursachte Veränderungen dieses Kreislaufs könnten jedoch eine schädliche Wirkung auf das jeweilige Ökosystem und dessen Dienstleistungen haben. Der Eintrag von atmosphärischen Spurenelementen ist dabei ein grundlegender Mechanismus innerhalb des Kreislaufs, der die Ökosysteme mit neuen Nährstoffen versorgt. So ist ein fundiertes Verständnis der zu Grunde liegenden Prozesse sowie der komplexen Faktoren, welche die Deposition ökosystemrelevanter Elemente bestimmen, unabdingbar, um den Einfluss eines veränderten Elementkreislaufs auf die Funktionen des Bergregenwalds zu untersuchen. Die vorliegende Dissertation ist ein erster Ansatz in dem sehr komplexen Gelände eines Bergregenwalds in Süd-Ecuador die komplexen Kausalzusammenhänge atmosphärischer Flüsse ökosystemrelevanter Nähr- und Schadstoffe, sowie die dazu beitragenden Emissionsquellen und treibenden Kräfte unter Berücksichtigung der atmosphärischen Zirkulation aufzuzeigen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die atmosphärische Deposition hauptsächlich von der Interzeption okkulten Niederschlags durch die Vegetation und den Boden bestimmt wird. So unterliegt die atmosphärische Deposition der analysierten Stoffe im Untersuchungsgebiet einer hohen räumlichen und zeitlichen Heterogenität, welche hauptsächlich durch Höhe, Exposition und topographische Position des Immissionsortes sowie Lage und Höhe der ihn umgebenden topographischen Barrieren hervorgerufen wird. Im Allgemeinen gilt, je höher das Gelände desto häufiger haben Wolken Bodenkontakt, wodurch der Einfluss der synoptischen Zirkulation und damit die Bedeutung weit entfernter Quellen erhöht wird. Dies gilt so lange, bis die umgebende Topographie keine Barriere mehr für die synoptischen Winde darstellt. Diese Erkenntnisse betonen die Notwendigkeit, die komplexe Struktur der Topographie bei der Untersuchung atmosphärischer Deposition sowie auch bei der Planung von künftigen Nährstoffmanipulationsexperimenten im Hochgebirgsraum zu berücksichtigen. Da die synoptische Zirkulation einen wichtigen Teil der mittel bis weiten Transportweg von Nähr- und Schadstoffen darstellt, ist auch die Lage der Quellen relativ zu den überwiegend vorherrschenden Transportwegen ein wesentlicher Faktor, welcher die beobachtete Deposition beeinflusst. Darüber hinaus steuern die Saisonalität der atmosphärischen Zirkulation sowie Oberfläche und Intensität der Emmissionen die Deposition am Immissionsort. Die Quellen und Transportwege der untersuchten Spurenstoffe im Untersuchungsgebiet sind in einer Synthesekarte am ende des Manuskriptes zusammengefasst. Anthropogene Quellen dominieren sowohl den Schwefel- als auch den Stickstoffkreislauf, wobei ein sehr starker Einfluss aus den aus der Verbrennung von Biomasse resultierenden Quellen beobachtet wurde. Dies trifft insbesondere in bewachsenen Flächen in großen Höhen auf, die zudem in Richtung der vorherrschenden Windrichtung exponiert sind. Die Deposition von atmosphärischem Natrium und Chlorid im Untersuchungsgebiet ist nach wie vor von natürlichen Quellen geprägt, vor allem der Karibischen See und dem äquatornahen Pazifischen Ozean; auch hier profitieren insbesondere die höher gelegenden Gebiete. Des Weiteren sind diese höher gelegenen Gebiete stärker von mittel- bis -weit entfernten herantransportierten Luftschadstoffen betroffen als die tieferen Gebiete, da sie der atmosphärischen Zirkulation weniger ausgesetzt sind., The element cycle is an important control of the ecosystem functioning such as the provision of supporting and regulating ecosystem services. Human induced alterations of this cycle could have deleterious effects on the ecosystem and its services, as e.g., carbon sequestration and water supply. The input of atmospheric elements is a key underlying mechanism of this cycle, supplying new nutrients/pollutants to the ecosystem. Therefore, an in-depth knowledge of the fluxes and the complex factors driving the deposition of ecosystem-relevant elements are indispensable to unravel the impacts of element cycle alterations on the mountain forests function, e.g. by nutrient manipulation experiments. The current work is the first effort in a TMF with a very intricate terrain to reveal the complex causal relationships between the atmospheric fluxes of ecosystem-relevant nutrients and pollutants, the contributing emission sources and the atmospheric circulation drivers responsible for transport. This investigation has shown that the atmospheric deposition is highly conditioned by the interception of OP by vegetation and ground. Therefore, in the study area, the atmospheric constituents explored present a high spatial and temporal heterogeneity mainly based on elevation, aspect, and topographic position of the receptor side, as well as the location and height of the surrounding barriers. In general, the higher the terrain features are, the higher is the frequency of clouds touching the ground and thus, the influence of the synoptical circulation and far-range sources is increased. That is on the condition that the surrounding topography does not act as a barrier for the synoptical winds from specific directions. The exposed findings stress the importance of considering topographical complexity of the receptor site when assessing atmospheric deposition in mountainous areas and should be considered when designing future nutrient manipulation experiments. Due to the importance of the synoptical circulation in the medium to long range transport of nutrient and pollutants, also the location of the sources with respect to the preponderant transport pathways is an important parameter affecting the observed deposition. Additionally, the seasonality, the surface, and the intensity of the emissions are also highly relevant factor determining the state of deposition at the receptor site. The sources and transport pathways of the investigated atmospheric constituents in the study area are illustrated in a synthesis map at the end of the manuscript. The anthropogenic sources dominate the sulfur and nitrogen cycles, on which a very high influence of the biomass-burning sources was observed, especially on high elevation and vegetated areas well-exposed to the preponderant wind direction. Atmospheric sodium and chloride deposition at the study area is still dominated by natural sources, especially the Caribbean Sea and the equatorial Pacific Ocean, mostly fertilizing areas at high elevations, more exposed to the synoptic winds.

Johanna Egger Zsfassung in dt. und engl. Sprache Graz, Univ., Masterarb., 2014

Nina Schnetzer Zsfassung in dt. Sprache Wien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2014

Der Bergregenwald in den südöstlichen Anden von Ecuador mit seiner außergewöhnlich hohen Artenvielfalt und seinen wichtigen Ökosystemleistungen ist stark bedroht. Dies ist vor allem eine Folge von Klimaerwärmung und Landnutzungsänderungen. Auf Weideflächen erweist sich das landesübliche Abbrennen als nicht nachhaltige Pflegemaßnahme. Abbrennen begünstigt die Verbreitung von für die Weidewirtschaft kontraproduktiven Pflanzenarten. Dies führt zum Verlassen der stark verunkrauteten Weideflächen und zur weiteren Abholzung von natürlichen Waldgebieten. Bislang waren keine quantitativen Angaben über das Wachstumspotenzial der in Südecuador vorkommenden Nutzpflanzen und deren Konkurrenten unter lokalen Umweltbedingungen verfügbar. Damit fehlten wissenschaftliche Grundlagen zur Entwicklung Strategien, welche nachhaltige Weidewirtschaft und Waldschutz gleichzeitig ermöglichen. Daher war Ziel dieser Arbeit die Untersuchung des Wachstumspotenzials zwei konkurrierenden Pflanzenarten - der südliche Adlerfarn (Pteridium arachnoideum) und das Weidegras (Setaria sphacelata) - unter aktuellen und zukünftigen klimatischen Bedingungen. Die Ergebnisse sind Erkenntnisse und methodische Entwicklungen zu der bisher wissenschaftlich unerforschten Verunkrautung von Weideflächen durch den Adlerfarn in Südecuador. Im Rahmen der Arbeit wurde das Southern Bracken Competition Model (SoBraCoMo) entwickelt, auf die zu untersuchenden Pflanzenarten parametrisiert und validiert. Der Quellcode des Modells basiert auf state-of-the-art SVAT- (Soil Vegetation Atmosphere Transfer) und Vegetationsdynamik-Modellen. Verschiedene Feldmessungen und die Erhebung von meteorologischen Daten liefern neue standort- und pflanzenartspezifische Parameter für eine realitätsnahe Simulation. Zur Beobachtung des Wachstums nach Bränden und zur Erhebung meteorologischer Daten wurde ein experimentelles Untersuchungsgebiet eingerichtet. Um unter anderen artspezifischen Bodenbedeckungen zu erkunden, konnte ein Monitoringsystem mit Installation von Standard- und Infrarotkameras an einem Heliumballon entwickelt und eingesetzt werden. Die Ergebnisse weisen für aktuelle Klimawerte und ungestörte lokale Bedingungen (keine Beweidung / Trampeln, keine Beschattung) eine geringfügig höhere Wettbewerbsfähigkeit des Weidegrases aus. Es wird gezeigt, dass sich dieser Wachstumsvorteil bei einer weiteren Klimaerwärmung noch erhöhen würde. Da Feldbeobachtungen dennoch auf eine Verdrängung des Weidegrases hindeuten, müssen andere Faktoren für den Erfolg des Adlerfarns verantwortlich sein. Wahrscheinlichster Faktor hierfür ist die Beweidung selbst. Diese beeinträchtigt das Weidegras stärker als den Adlerfarn. Das Modell SoBraCoMo kann als hervorragende Grundlage für zukünftige wissenschaftliche Arbeiten auf diesem Gebiet eingesetzt werden., The megadiverse tropical mountain forests in the southeastern Andes of Ecuador, including their biodiversity and ecosystem services, are severely threatened due to climate warming and the clearing of forests to produce pasture land. The common local practice of recurrent burning for pasture rejuvenation has proven to be non-sustainable, since it enables bracken fern to invade pastures, causing farmers to abandon heavily infested pastures and instead clear new tracts of natural forest. No quantitative information on the growth potential of pasture grass and bracken fern under current and future environmental conditions has yet been available for the Andes of Ecuador. The scientific basis required to understand bracken invasion has yet to be established. This scientific basis would enable the development of sustainable pasture management strategies. Such strategies would, in turn, help protect the remnants of natural forest. Consequently, the present work aims at investigating the growth potential of two competing species under current and future climate conditions. Outcomes provide new knowledge and methodological developments concerning pasture invasion by bracken fern in southern Ecuador. The method entails the development of a new model, the Southern Bracken Competition Model (SoBraCoMo), realistically parameterized and validated. The model code is based on existing Soil Vegetation Atmosphere Transfer (SVAT) and vegetation dynamic models to calculate the potential growth of two main competitors, the southern bracken fern (Pteridium arachnoideum) and the pasture grass (Setaria sphacelata). Extensive field measurements and proper meteorological forcing delivered new site and species-specific parameters for realistic productivity simulations of both species. An experimental site was established to observe pasture and bracken fern development under the practice of recurrent burning, and to provide atmospheric data for a realistic forcing of the developed model. A novel balloon-borne monitoring system was developed to detect species cover and provided new insights into post-fire canopy recovery. The main results demonstrate that, under current environmental conditions, Setaria has a slightly higher competitive growth potential under undisturbed conditions (no grazing, trampling, or light competition). Furthermore, this growth advantage of Setaria should most likely increase due to global warming. Because field observations show bracken infestation, however, other factors than those investigated should be responsible for the bracken fern’s current success. The most likely cause of bracken success to be investigated in the future is cattle browsing; although browsing continuously removes aboveground biomass, this disruption of the upper soil does not affect deep roots and rhizomes of bracken plants. The newly developed SoBraCoMo can now provide an excellent basis to implement new mechanisms like browsing for future simulations.

EFForTS is a collaborative research center (CRC) which focuses on Ecological and socioeconomic Functions of Tropical Lowland Rainforest Transformation Systems in Sumatra,Indonesia. The paper presents the common sampling frame of the socio economic sub-projects.The investigations and data collections intertwine and complement one another. Thus themethodological approach reflects the idea of an interdisciplinary and integrative research approach. Lead by hypotheses we structured our sampling procedure hierarchically. Starting at the household level in the core villages of the research regions we investigate additional local villages. Further we extend the data collections on the regional level with household, village and trader surveys. The national and international levels we reach by stakeholder interviews with governmental and non-governmental experts. The applied methods are composed of qualitative and quantitative empirical studies.

The world has enjoyed huge improvements in population health during the last half century. But major health problems persist, particularly in tropical countries, which are still struggling with infectious diseases while increasingly having to deal with noncommunicable diseases. Several classic arguments for public spending on health have buttressed governments' efforts to improve health. These efforts have now been further spurred by new economic arguments that better population health may promote economic well-being – via beneficial changes in labor productivity, education, and investment, and through demographic change. The economic consequences of improved health can be large, but realizing them depends on the policies adopted in myriad other arenas.

by Arne K. D. Schmidt Zsfassung in dt. und engl. Sprache Graz, Univ., Diss., 2012 OeBB

by Franziska Schier Zsfassung in dt. Sprache Wien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2012

Maike Susanne Wendland, Klagenfurt, Alpen-Adria-Univ., Dipl.-Arb., 2012

Tropische Primärregenwälder werden in zunehmendem Maße durch Sekundärwälder ersetzt. Es stellt sich daher die Frage, ob diese sekundären Habitate geeignet sind die Biodiversität und Ökosystemfunktionen der ursprünglichen Wälder zu erhalten. Ziel meiner Dissertation ist es, im stark gefährdeten Atlantischen Küstenregenwald Brasiliens, Einblicke in den wichtigen Prozess der Laubstreuzersetzung und seiner Dynamik während der sekundären Waldsukzession zu erhalten. Ich hoffe damit Rückschlüsse auf die Regenerationsfähigkeit des Zersetzungsprozesses ziehen zu können. Im ersten Teil meiner Arbeit untersuchte ich den Einfluss der Laubartenzahl, der Zusammensetzung der Laubmixturen und der Aktivität der Makro- und Mesoinvertebratenfauna auf die Laubstreuzersetzung. Hierfür nutzte ich ein Mischungsexperiment um Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Streuzersetzung und Baumdiversität zu ziehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zersetzungsrate durch Laubartenidentität und Zusammensetzung der Laubmixturen beeinflusst wurde, nicht aber durch die Laubartenzahl an sich. Allerdings zeigten die Streuzersetzungsraten mit zunehmender Laubartenzahl eine geringere Variabilität, was auf einen stabilisierenden Effekt der Laubartenzahl hindeuten könnte. Dies ist möglicherweise ein Effekt von Interaktionen zwischen den verschiedenen Laubarten innerhalb einer Mischung. In vielen Fällen waren die Streuzersetzungsdynamiken nicht-additiv, die beobachteten Gesamtzersetzungsraten der Mischungen wichen also von denen ab, welche aufgrund der einzelnen Zersetzungsraten der Streuarten zu erwarten gewesen wären. Der Ausschluss von Meso- und Makroinvertebraten beeinflusste ebenfalls die Streuzersetzung. Dieser Effekt variierte jedoch erheblich zwischen den Laubarten und Mischungen. Insgesamt deuten meine Ergebnisse daraufhin, dass der Zusammenhang zwischen Streuzersetzung und Baumdiversität größtenteils unvorhersagbar ist. In der zweiten Studie analysierte und verglich ich die Artenzahl und Artenzusammensetzung von streubewohnenden Pilzen und von Bäumen auf Waldflächen unterschiedlichen Sukzessionsalters. Anhand der Ergebnisse sollten Erkenntnisse über die Sukzessionsdynamiken streubewohnender Pilzgemeinschaften, welche maßgeblich an der Streuzersetzung beteiligt sind, im Zusammenhang zur Baumsukzession gewonnen werden. Während die Baumartenzahl mit zunehmendem Sukzessionsalter der Flächen anstieg, zeigten die Artenzahlen der Pilze keinen signifikanten Unterschied zwischen den einzelnen Altersstadien. Die Artenzusammensetzung der Pilze hingegen unterschied sich signifikant zwischen den Flächen unterschiedlichen Sukzessionsalters und korrelierte zudem mit der Artenzusammensetzung der Baumgemeinschaften. Eine Erklärung für die gefundenen Mustern ist einerseits eine schnelle Neubesiedlung durch Pilze die der Baumsukzession folgt, andererseits das Vorhandensein von sogenannten „latenten-Arten“, welche als eine Art Samenbank für die Pilzsukzession dienen. Streubewohnende Pilzgemeinschaften scheinen sich also sehr schnell der jeweiligen Baumartenzusammensetzung anzupassen und wären somit in hohem Maße resilient oder resistent gegenüber Störungen. Im dritten Teil führte ich ein Streu-Transfer-Experiment entlang eines Sukzessionsgradienten durch. Ich untersuchte, ob ortspezifische Laubstreu an ihrem Herkunftsort schneller als an anderen Orten abgebaut wird und zwar innerhalb und zwischen den Sukzessionsstadien. Ein schnellerer Abbau auf dem Herkunftsstandort, würde auf einen Heimvorteil (HFA – home-field advantage) in der Streuzersetzung hindeuten. Das Experiment sollte Einblicke in die Sukzessionsdynamiken und die Regenerationsfähigkeit der Zersetzerorganismen und ihrer Funktionalität liefern. Insgesamt deuteten meine Ergebnisse nicht auf einen Heimvorteil in der Zersetzung von ortspezifischer Laubstreu hin. Die Zersetzergemeinschaft ist also in ihrer Fähigkeit verschiedene Streuarten zu zersetzen in hohem Maße redundant oder hochgradig flexibel. Es muss allerdings erwähnt werden, dass der Effekt der Makro- und Mesoinvertebratenfauna in meinem Experiment, wahrscheinlich aus klimatischen Gründen, stark reduziert war. Die hohe Flexibilität der Zersetzergemeinschaft könnte auf der Fähigkeit der mikrobiellen Zersetzer beruhen, sich schnell auf die Zersetzung unterschiedlicherSubstrate einzustellen, indem sie ihre Gemeinschaftsstruktur ändert. Die Ökosystemfunktionalität in Bezug auf den Streuzersetzungsprozess scheint also, wenigstens teilweise, in hohem Maße resistent oder fähig zu sein, sich schnell im Laufe der Sekundärsukzession zu erholen., Primary tropical rainforests are increasingly replaced by secondary forests. Whether these secondary habitats are able to maintain the biodiversity and ecosystem functionality of the original forests is still a matter of debate. My dissertation aims to provide insights into the important ecosystem process of litter decomposition and its dynamics during secondary forest succession in the highly endangered Atlantic Rainforest of Brazil. I am intended to draw conclusions on the resilience of the decomposition process after disturbance. In the first part (Chapter 2) of my thesis I investigated the influence of plant litter species richness, litter mixture composition and macro- and meso-invertebrate activity on litter decomposition. Using a litter-mixing experiment I aimed to draw conclusions on the relationship between the decomposition subsystem and plant species diversity in the Atlantic Rainforest. The results of my experiment indicated that plant species identity and litter mixture composition, but not species richness per se, significantly influenced litter decomposition rates. However, litter decomposition rates were less variable between mixtures of high species richness suggesting a stabilising effect of species richness. Maybe this effect is due to interacting effects between component species as, in many cases, litter decomposition dynamics were non-additive, i.e. observed decomposition rates of litter mixtures differed from what would be expected from the decomposition rates of their component species. The exclusion of invertebrates also influenced litter decomposition, although this effect varied between species and mixtures. In summary, the relationship between the decomposition subsystem and species diversity in the Atlantic Rainforest appeared to be largely idiosyncratic. In the second part (Chapter 3) I analysed and compared species richness and community composition of litter dwelling fungi and of trees on forest sites of different successional age. I was intended to get insights into the successional dynamics of litter dwelling fungi communities and its relationship to tree succession, because litter dwelling fungi are known to have a substantial impact on litter decomposition. While tree species richness increased with increasing successional age, species richness of fungi showed no differences among successional stages. Fungi species composition, however, significantly differed between successional stages and was correlated with tree community composition. Beside a fast re-colonisation of fungi following plant succession the occurrence of so called latent species which act as a seed bank for fungal succession seems to be likely. Hence, litter dwelling fungal communities seem to adopt quickly to the respective tree communities. Thus, they appear to be highly resilient or resistant to disturbance. In the third part (Chapter 4) I set up a litter-transfer experiment along a successional chronosequence. I tested whether site specific litter decomposes faster on its home site than on other sites within and between successional stages indicating home-field advantage (HFA). I expected this experiment to provide insights into the successional dynamics of decomposers and the resilience of decomposer communities. Overall, my results did not support a home-field advantage of decomposability of site specific litter. Thus, the decomposer community is redundant or highly flexible in its ability to decompose different litter types. However, it should be noted that the effect of macro- and meso-invertebrates seemed to be reduced in my experiment, possibly due to climatic reasons. The high flexibility of the decomposer community could be due to the ability of microbial decomposers to quickly adjust to the decomposition of different substrates by shifting their community structure. Therefore, ecosystem functionality regarding litter decomposition at least partly appears to be highly resistant or able to recover quickly during secondary forest regeneration.

"Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Agrartreibstoffpolitik der Europäischen Union (EU) und den Auswirkungen dieser Politik auf Indonesien. Das südostasiatische Land ist weltweit führender Produzent und Exporteur von Palmöl, dem derzeit billigsten Rohstoff für die Produktion von Biodiesel, und dieser Sektor expandiert aufgrund der politischen und ökonomischen Anreize ungehindert weiter. Der Artikel analysiert die Interessen und Strategien der zentralen Stakeholder in der indonesischen Palmöl- und Agrartreibstoffindustrie, beleuchtet das dahinterstehende Entwicklungsmodell und analysiert die Reaktionen zur Nachhaltigkeitsproblematik in Bezug auf die Abholzung von Regenwald, Landkonflikte und Verlust von Biodiversität durch die Expansion von Monokulturen und industrieller Landwirtschaft." (Autorenreferat), "This paper deals with agro fuel policies within the European Union (EU) and the consequences of these policies in Indonesia. That South-East-Asian country is the world leader in the production and exportation of palm oil, which is one of the cheapest feedstocks for the production of biodiesel. Recently, production has expanded significantly due to the incentives of the international energy market. This paper analyses the interests and strategies of the key players in the palm oil and agro fuels business in Indonesia, looks at the model of development they (re-)produce, and analyses their reactions to the problem of sustainability in relation to deforestation, land conflicts, and biodiversity loss through the expansion of monocultures and industrial agriculture." (author's abstract)

Der Beitrag zur Entwicklungs- und Umweltpolitik erörtert die Debatte über das Entwicklungs- und Umweltprogramm REDD (Reducing Emissions from Deforestation and Degradation, die Reduktion von Emissionen aus Entwaldung und Schädigung von Wäldern). Die Grundidee von REDD basiert auf der Funktion der Wälder als Kohlenstoffspeicher. Indem dem in den Wäldern gespeicherten Kohlenstoff ein wirtschaftlicher Wert beigemessen wird, kann der Erhalt von Wäldern in wirtschaftliche Entscheidungsprozesse einbezogen werden. Im Rahmen eines REDD-Systems sollen die Emissionen aus tropischer Entwaldung anerkannt und bewertet werden, damit wirtschaftliche Anreize für den Stopp der Entwaldung geboten werden können. Obwohl die Theorie einfach klingt, ist die Umsetzung von REDD doch komplex und verschiedene strukturelle, technische und methodische Herausforderungen müssen gemeistert werden. Die Ausführungen gliedern sich in folgende Punkte: (1) methodische Herausforderungen für REDD und Hypothesen zu Angebot und Nachfrage von Emissionsreduzierungen sowie (2) die Beurteilung von REDD-Optionen (Betätigungsfeld, Walddefinition, politische Ansätze zum REDD-Transfersystem und der Finanzierung). Nach Ansicht des Autors besitzt REDD das Potenzial, ab 2020 wichtiger Bestandteil eines globalen Umwelthandelssystems mit dem Ziel weltweiter Emissionsreduzierung zu werden. (ICG2)

Leonia cymosa (Violaceae) ist ein Baum der unteren Waldschicht im Amazonischen Regenwald. Meine Probenflächen befanden sich in der „Reserva Faunistica Cuyabeno“ im nord-östlichen Ecuador: Meine Untersuchung hatte das Ziel, die Variation von Baummerkmalen zu beschreiben und zu klären, ob und wie die Fruchtentnahme aus den einzelnen Bäumen durch Fruchtfresser mit den Baummerkmalen zusammenhängt. Die mittlere Höhe einer fruchttragenden L. cymosa war 6,6 m (Min. 2 m, Max. 12,6 m). Der Median der Individuendichte lag bei 11,8 Bäumen pro Hektar. Die Bäume wuchsen überwiegend in Gruppen, die aus Bäumen verschiedener Höhe bestanden. L. cymosa blühte zwei Mal im Jahr, sowohl im späten Februar bis März, als auch im Oktober. Die daraus jeweils folgenden Fruchtsaisons erstreckten sich auf die Monate August/September und März bis Mai. Das Fruchtfleisch von L. cymosa enthielt die Zucker Fruktose, Glucose und Saccharose, Proteine, aber keine Lipide. Es gab es signifikante Unterschiede zwischen Bäumen bei allen untersuchten Nährstoffbestandteilen. Die saisonale Produktivität der überwachten Bäume lag im Median bei 45 (1999, n= 57) bzw. bei 36 (2000, n=92) reifen Früchten. Das maximale Fruchtangebot eines Baumes zum Zeitpunkt einer Fruchtzählung lag bei 324 reifen Früchten Schwarzrückentamarine (Saguinus nigricollis, Callitrichidae) und Totenkopfäffchen (Saimiri sciureus, Cebidae), sowie möglicherweise eine unidentifizierte nachtaktive Tierart, konsumierten die Früchte von L. cymosa in meinem Untersuchungsgebiet. Früchte, die von den Bäumen auf den Boden herabgefallen waren, wurden von Grünen Zwergagutis (Myoprocta pratti, Dasyproctidae) gefressen. Schwarzrückentamarine und Totenkopfäffchen unterschieden sich stark in ihrer Effektivität als Samenausbreiter. Schwarzrückentamarine waren zuverlässige Ausbreiter, Totenkopfäffchen nicht. Jede meiner Studienflächen war Teil des Kern-Wohngebietes von jeweils einer Gruppe von Schwarzrückentamarinen, und fiel in das Streifgebiet einer Gruppe von Totenkopfäffchen. In einer Stichprobe von 6 Bäumen vergleichbarer und hoher saisonaler Fruchtproduktion war die Gesamtanzahl an reifen Früchten eines jeweiligen Baums, die durch den zuverlässigen Samenausbreiter S. nigricollis im Verlauf einer Fruchtsaison geerntet wurden, mit keinem der gemessenen Nährstoffbestandteile des Fruchtfleischs signifikant korreliert. Der zuverlässige Samenausbreiter von L. cymosa scheint keinen Selektionsdruck auf den Nährstoffgehalt der Früchte von L. cymosa auszuüben. Die saisonale Fruchtproduktion eines L. cymosa -Baums war die hauptsächliche Vorhersagevariable für alle Aspekte der Fruchtentnahme durch den effektiven Samenausbreiter, Saguinus nigricollis, sowie auch durch den Nicht-Samenausbreiter, Saimiri sciureus. Bäume mit größerer saisonaler Fruchtproduktion hatten eine höhere Wahrscheinlichkeit der Fruchtentnahme durch den Samenausbreiter als Bäume mit kleinerer saisonaler Fruchtproduktion. Von Bäumen mit größerer saisonaler Fruchtproduktion ernteten die Samenausbreiter ebenfalls mehr Früchte. Diese Bäume hatten also einen größeren Ausbreitungserfolg. Der prozentuale Anteil der vom Samenausbreiter entnommenen Früchte an der gesamten saisonalen Fruchtproduktion eines Baums sank jedoch mit wachsender Fruchtproduktion. Im Gegensatz dazu stieg der prozentuale Anteil der vom Nicht-Samenausbreiter abgeernteten Früchte an der gesamten saisonalen Fruchtproduktion mit größer werdender saisonaler Fruchtproduktion. Ebenso stieg die Wahrscheinlichkeit der Fruchtentnahme durch den Nicht-Samenausbreiter und die Anzahl der von ihm geernteten Früchte mit größer werdender saisonaler Fruchtproduktion. Die beobachteten Unterschiede zwischen Samenausbreiter und Nicht-Samenausbreiter sind auf Unterschiede in der jeweiligen Nahrungsaufnahmekapazität, der Gruppengröße und des Fouragierverhaltens zurückzuführen. Tamarine ernteten mit geringerer Wahrscheinlichkeit L. cymosa Bäume, die nicht oder nur wenig von umgebender Vegetation gedeckt waren. Dies reflektiert wahrscheinlich ein Verhalten der Tamarine zur Vermeidung von Angriffen von Wald-Raubvögeln. Bei hoher Dichte von L. cymosa-Früchten in der Nachbarschaft einzelner Bäume verringerte sich der Anteil der Früchte an der saisonalen Fruchtproduktion, die von Tamarinen geerntet wurden. Dies spricht für Konkurrenz von Bäumen um Samenausbreiter. Meine Studie hat Selektionsdrücke der Samenausbreiter auf die saisonale Fruchtproduktion von L. cymosa aufgedeckt. Meine Ergebnisse bestätigen die Vorhersagen der „fruit crop size-Hypothese“. Meine Ergebnisse zeigen ebenfalls, dass es auch Faktoren außerhalb der Kontrolle eine Baumindividuums gibt, die die Fruchtentnahme von L. cymosa Bäumen beeinflussen. Selektion durch Samenausbreiter könnte durch Nachbarschaftsbedingungen begrenzt., Leonia cymosa (Violaceae) is a small tree from the under story of the Amazonian rain forest. I investigated the seed dispersal ecology of L. cymosa in plots of old growth terra firme forest located within the Cuyabeno Faunistic Reserve in north-eastern Ecuador. This species offered good conditions to examine the variation of traits of individual trees and the way they are linked with fruit removal from each tree. With this study I aimed to address the question whether frugivores exert selection pressures on fruits and the fruiting regime of fleshy fruited plants. The mean height of a fruiting L. cymosa was 6.6 m (range: 2 - 12.6 m). The median tree density was 11.8 trees per hectare. Trees grew in clusters consisting of different numbers of trees of different heights. L. cymosa flowered two times a year, in late February to March and in October. The respective fruiting seasons occurred in August/September and between March and May. The fruit pulp of L. cymosa contained the sugars fructose, glucose, and sucrose, the total soluble sugar being the first important nutritional compound of the fruit pulp. The second important compound was proteins. No lipids were found in the fruit pulp. The variation of nutritional quality of the fruits was high within trees. Nonetheless, significant differences were found among trees in all nutrient constituents studied. The maximum of ripe fruits produced per season by a single tree was 427. Median productivity of the trees was 45 ripe fruits throughout the fruiting season in 1999 (n=57) and 36 ripe fruits in 2000 (n=92). The maximum standing crop of fruits in a tree was 324 fruits (counted in 2000). Black mantle tamarins, Saguinus nigricollis (Callitrichidae), and squirrel monkeys, Saimiri sciureus (Cebidae), and possibly an unknown nocturnal frugivore consumed the fruits of L. cymosa at my study site. Green-rumped acouchis (Myoprocta pratti, Dasyproctidae) consumed fallen fruits and seeds underneath the trees. Black mantle tamarins and squirrel monkeys differed widely in their effectiveness as seed dispersers. Black mantle tamarins swallowed the seeds together with the fruit pulp and defecated intact seeds far away from the mother tree. Squirrel monkeys opened the fruits to suck and gnaw on the fruit pulp, and then dropped seeds to the forest floor below the tree crowns. Each of my study plots fell into the core home range of one group each of S. nigricollis and S. sciureus. Thus, the frugivore assemblage is small and disperser availability is limited for the individual tree of L. cymosa. In a sample of 6 trees of comparable and high fruit crop size, the total of ripe fruits removed from a tree throughout the whole fruiting season by the reliable seed disperser S. nigricollis was neither significantly correlated with the content of any of the nutrients measured in the fruit pulp (fructose, glucose, sucrose, total protein; pulp does not contain lipids), nor with total metabolisable energy, seed to pulp weight ratio, or water content of the fruit pulp. Feeding preferences for single sugars determined by other laboratory studies were not confirmed by this field study. The reliable seed disperser S. nigricollis does not seem to exert selective pressure on the nutrient content of the fruits of L. cymosa. Seasonal fruit crop size was the main predictor of all aspects of fruit removal by the effective disperser of L. cymosa, Saguinus nigricollis, as well as by the non-disperser, Saimiri sciureus. Trees with larger seasonal fruit crop size had a higher probability to have fruits removed by the disperser than those with small seasonal fruit crop sizes. They also had a higher number of fruits removed by the seed disperser. However, the proportion of fruits removed by the disperser decreased with increasing seasonal fruit crop size. In contrast, probability of fruit removal, the number of fruits removed, and the proportion of fruits removed by the non-disperser increased with increasing seasonal fruit crop sizes. The observed differences between disperser and non-disperser are due to differences in feeding capacity, group size and foraging behavior. Tamarins were less likely to harvest Leonia trees that were not or less completely covered by surrounding vegetation. This probably reflects a behavior to avoid predation by forest raptors. At high con-specific fruit abundance in the neighborhood, the proportion of fruits removed by tamarins was reduced. This suggests competition of trees for the disperser. My study revealed selection of the disperser on seasonal fruit crop size of L. cymosa. My results are consistent with the “fruit crop size hypothesis”. FCSH appears to constitute a valid framework also in the monkey-dispersed L. cymosa. My findings also show that factors beyond the tree’s control influenced fruit removal from Leonia trees. Disperser-mediated selection may be constrained (yet not impeded) by neighborhood conditions.

The Babitonga bay (Baía da Babitonga) is an estuarine complex at the northern coast of the state of Santa Catarina, Brazil. The Babitonga bay region is situated in the southern part of the Brazilian Atlantic Forest, which in terms of biodiversity, is one of the world’s richest biomes. The region comprises well-preserved remnants of natural vegetation: tropical rain forests, mangrove swamps, salt meadows, beach dunes and the unique restinga coastal woodlands, but also a variety of secondary and ruderal formations. In recent years the awareness to the importance of the conservation of the region’s biodiversity has increased; therefore, the University of Joinville, Univille, together with the University of Erlangen, initiated the Babitonga Research Program. The program’s objective is to explore various environmental aspects in the region. This survey, as part of the Babitonga Research Program, focuses on vascular plant diversity in the region. The first aim of the survey was to record, characterize and evaluate the region’s flora. For that, plants were collected from all habitats during a three year’s period; additionally, a survey of herbarium specimens was carried out, and previously completed monographs were reviewed. The checklist contains information on the habitat, nativity status, distribution range and abundance of species collected in the course of this project, with regard to taxonomic updates and biogeographic novelties. The second aim was to relate the survey’s findings to historical processes that brought forth the extant flora in the region. Following paleoecological publications, tropical vegetation established in the region during Holocene, after the last glacial period. This leads to the conjecture that the most part of the flora migrated to the area recently. Based upon the collected biogeographic data, this monograph discusses the possible origins from which species arrived to the area. Moreover, the study retrieves information from the present floristic composition to create an image of historical landscape changes, and to understand the causes of floristic variations. Lastly, the study aimed to employ the findings for the conservation of biodiversity. Using the data on local abundance and geographic distribution, an evaluation of rare species was carried out; it points out endangered and/or rare species that urgently require conservation. 902 identified vascular plant species were recorded. The best-represented plant families in terms of number of species are Asteraceae, Poaceae and Cyperaceae. In disturbed and ruderal sites Poaceae and Asteraceae are the species-richest families, while in forests Orchidaceae, Bromeliaceae, Piperaceae and Myrtaceae prevail the most. In terms of biogeography, the region’s flora is characterized by high Atlantic Forest endemism on one hand and a high proportion of neotropically and pantropically distributed species on the other hand. Intermediate floristic ranges, such as the Amazonian Forest, and central South America are less prevailing. Endemism only to the south-Brazilian region is markedly low. The low endemism rate for southern Brazil can be explained by the young age of tropical vegetation in the region. Before Holocene, it had been covered by grasslands and subtropical cold-adapted forest; tropical plants as those currently present in the area, are unlikely to have occurred there. The few south-Brazilian endemic species are probably neospecies that diversified by mechanisms of hybridization and asexual reproduction, as in orchids and bromeliads; other species, such as several Myrtaceae, could probably persist in the area in the cold-adapted woodlands. The high rate of Atlantic Forest endemism, especially for the region between Santa Catarina and southern Bahia, indicates that many tropical species persisted in the region between Bahia and Rio de Janeiro. This phenomenon, also called Quaternary refuges of tropical moist forests, was already suggested by taxonomists, and this monograph supports that suggestion. Moreover, the distribution range of Atlantic Forest endemic species allows assuming that greater part of them originated in the Quaternary, since they have not yet expanded to other moist tropical ecosystems in from their formerly isolated forests. The numerous species that are distributed in tropical America and further seem to have another history. These species, among which there are some tall canopy trees with very slow speciation rates, have probably existed before Quaternary; they reached their current distribution rates in during the warmer Tertiary, and remained unchanged or differentiated into subspecies in forest refuges during the Quaternary. Species that are common to the Atlantic Forest and to the drier biomes of central South America are most prevalent in restinga and degraded vegetation; they present a range disjunction between low-woodland patches within the moist Atlantic Forest and the dry forests and grasslands in the continent’s interior. This floristic similarity can be related to physiognomic similarities of the ecosystems. A wide variety of ruderal and pioneers species also accounts for the high plant diversity in the area; if the area were covered solely by forest, diversity would be likely to decrease significantly. Few species of anthropic habitats are endemic, while most of them are widespread. It is suggested, that many of these species have already arrived with pre-Columbian man; alternatively some may have persisted in the area also after the transformation of landscape from grassland to tropical forest. Alien plants, which account for 9% of the flora, represent the present-day migration of plants. This intensified migration is the result of human action; In terms of conservation of biodiversity, this migration is undesired. Fortunately, for the most part, the forest formations remained unaffected by alien plants, and they maintain their natural character. Disturbed habitats, however, are susceptible to invasion by aggressive exotic species and require urgent measures to exclude invasive plants. This essay attempts to illustrate the various ways in which a flora develops; it is shown, that the migration, speciation and persistence of plants vary from species to species. This monograph also presents a list of native species whose future persistence in the area is endangered; accordingly, several measures for the protection plant diversity are proposed. Die Babitonga-Bucht (Baía da Babitonga) ist ein Flußmündungssystem an der Nordküste des Bundesstaates Santa Catarina, Südbrasilien. Die Region liegt im südlichen Teil des Atlantischen Regenwaldes (Mata Atlântica), einer der artenreichsten Biome der Erde. Die Region zeichnet sich aus durch ursprüngliche Vegetationsformen: tropische Regenwälder, Mangrovenwälder, Salzwiesen, Stranddünen und die einzigartigen Restinga-Küstenwälder, sowie eine Vielfalt von Sekundär- und Ruderalformationen. In letzter Zeit ist das Bewusstsein um den Schutz der Biodiversität in der Region gestiegen. Deshalb haben die Universität von Joinville, Univille, in Zusammenarbeit mit der Universität Erlangen das Babitonga Forschungsprogramm initiiert. Das Ziel des Programms ist die Erforschung verschiedener Umweltaspekte. Die vorliegende Studie bezieht sich auf die Vielfalt der Gefäßpflanzen in dieser Region. Das erste Ziel dieser Studie war die Erfassung, Charakterisierung und Auswertung der Flora der Region. Hierzu wurden innerhalb von drei Jahren Pflanzen von allen Vegetationsformen gesammelt. Zusätzlich wurde eine Untersuchung von Herbarbelegen unter Berücksichtigung bereits abgeschlossener Ergebnisse ausgeführt. Die erstellte floristische Liste enthält Informationen zu Standort, Herkunft, Häufigkeit und Areal der untersuchten Arten. Zweites Ziel der Arbeit war das Zusammenführen der Ergebnisse dieser Studie mit naturhistorischen Entwicklungen, die die heutige Zusammensetzung der Flora begründen. Durch paläoökologische Publikationen ist bekannt, dass die tropische Vegetation in der Region sich während des Holozäns nach der letzten Eiszeitperiode entwickelte. Das lässt vermuten, dass der größte Teil der Flora sich rezent angesiedelt hat. Die gesammelten biogeographischen Daten geben Hinweise auf die möglichen ursprünglichen Regionen, aus denen diese stammen. Die Studie untersucht zusätzlich mögliche historische Landschaftsverwandlungen anhand der heutigen Zusammensetzung der Flora. Des Weiteren behandelt sie die möglichen Mechanismen der Artenentstehung. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen unter anderem dem Erhalt der Biodiversität dienen. Dazu wurde für die seltenen Arten eine Auswertung bezüglich der lokalen Artenhäufigkeit und Arealzugehörigkeit durchgeführt. Sie benennt gefährdete und/oder seltene Arten, die dringende Artenschutzmaßnahmen brauchen. Es wurden 902 Gefäßpflanzenarten erfasst. Die vielfältigsten Pflanzenfamilien sind die Asteraceae, Poaceae und Cyperaceae; in gestörten Standorten sind Poaceae und Asteraceae die artenreichsten; dagegen dominieren im Wald Orchidaceae, Bromeliaceae, Piperaceae und Myrtaceae. Biogeographisch zeichnet sich die Flora durch hohe Anteile von Mata Atlântica-Endemiten sowie hohe Anteile von neotropisch- und pantropisch verbreiteten Arten aus. Dazwischenliegende Areale, wie Zentral-Südamerika oder Amazonien sind weniger vertreten. Außerdem stellte sich heraus, dass die Endemismusrate in Südbrasilien extrem niedrig ist. Die geringe Endemismusrate in Südbrasilien erklärt sich durch die kurze Entwicklungsgeschichte der tropischen Vegetation in der Region. Vor dem Holozän war die Region von Savannen und kälteangepassten Wäldern geprägt; es ist deshalb unwahrscheinlich, dass zu dieser Zeit tropische Pflanzenarten dort entstehen konnten. Die wenigen südbrasilianisch-endemischen Arten sind wahrscheinlich Neospezies, die durch Hybridisierung and asexuelle Vermehrung entstanden sind; andere Arten, wie manche Myrtaceae, konnten in den kälteangepassten Wäldern bestehen. Die hohe Mata Atlântica Endemismusrate in der Region zwischen Süd-Bahia und Santa Catarina besagt, dass im Quartär viele tropische Arten in der Region zwischen Bahia und Rio de Janeiro vorkamen. Dieses Phänomen, bekannt als Quartär-Refugien tropischer Vegetation, wurde bereits von Taxonomen erwähnt; diese Monographie unterstützt diese Theorie. Das Areal dieser Endemiten lässt vermuten, dass sie während des Quartärs entstanden sind, da sie sich noch nicht in andere feuchttropische Ökosysteme ausbreiten konnten. Die vielen Arten, die neotropisch und pantropisch verbreitet sind, scheinen eine andere Geschichte zu haben. Diese Arten existierten wahrscheinlich schon vor dem Quartär. Sie erreichten ihre gegenwärtigen Areale schon während des warmen Tertiärs und blieben unverändert oder leicht differenziert während des gesamten Quartärs. Arten die sowohl im Atlantischen Wald als auch in trockenerem Zentral-Südamerika vorkommen, sind häufig in der Restinga und in gestörter Vegetation. Das Areal dieser Arten ist disjunkt, getrennt durch die feutchen Wälder der Mata Atlântica. Diese Disjunktion erklärt sich durch physiognomische Ähnlichkeiten zwischen Restinga- und Savannenvegetation. Die große Vielfalt der Ruderal- und Pionierpflanzen trägt zu der gesamten Biodiversität der Region bei. Würde die Region nur aus Wäldern bestehen, wäre die Pflanzendiversität geringer. Manche Ruderalpflanzen sind einheimisch und sogar endemisch, während die Mehrzahl weit verbreitet sind. Es wird vermutet, dass die meisten auf die präkolumbianische menschliche Einwanderung zurückzuführen ist. Andere Arten blieben in der Region auch nach der Landschaftsverwandlung von Savanne zu Wald. Exotische Pflanzen, die 9% der Flora ausmachen, repräsentieren die aktuelle Pflanzenmigration. Die verstärkte Zuwanderung von Pflanzen ist auf menschliche Eingriffe zurückzuführen. Vom Standpuknt des Scutzes der lokalen Biodiversität zu schützen ist diese Migration als schädlich zu betrachten. Wälder wurden von dieser Migration kaum betroffen und erhielten ihren natürlichen Charakter. Gestörte Standorte begünstigen die Einbürgerung von aggressiven exotischen Arten. Diese Arbeit zeigt die verschiedenen Möglichkeiten der Entwicklung von Flora. Es wird aufgezeigt, dass die Migration, Artentstehung und Ansiedlung sich von Art zu Art unterscheiden. Zudem enthält die Arbeit eine Liste gefährdeter einheimischer Arten. In diesem Zusammenhang werden verschiedenste Naturschutzmaßnahmen vorgeschlagen.

Tropical mountain forests are very rich in species and are generally considered as hotspots of biodiversity. They are also of great ecological importance as sources of water and other ecosystem services for millions of people living in the tropics. However, these valuable forest ecosystems are now increasingly being fragmented, reduced and disturbed by human interventions. This book originated from a lecture series on the tropical mountain forest organized by the Göttingen Centre of Biodiversity and Ecology and held at the University of Göttingen, Germany during the summer term of 2007. The volume presents a synthesis of current ecological research in Germany on the tropical mountain forest, from an interdisciplinary perspective. peerReviewed

Existing policy instruments for conserving tropical forests have shown limited success. This paper investigates the feasibility of improving the technical efficiency of the wood processing industry as an alternative approach to forest conservation, using sawmills in Sri Lanka as a case study. Improved wood processing efficiency decreases the volume of raw material (logs) required to produce a given quantity of processed wood products and, therefore, decreases the pressure on natural forests. A stochastic frontier production function was estimated to assess the technical efficiency of sawmilling in Sri Lanka. Given the considerable inefficiency found in sawmilling operations, current sawn wood output can be obtained with 28% less inputs. Compared with other policy measures, technical efficiency improvement has a potential to play a noteworthy role in conserving natural forests. Technological improvements, as a tool for conservation, deserve the attention of researchers and policymakers.

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This paper has been written to make an enormous threat known to the public. We all know about the forest fires that raged in Indonesia and parts of Malaysia in 1997, and about the noxious haze covering the whole region, but only a few experts are aware of the threat of extinction of the last rain forest areas in Southeast Asia. As this paper will show, droughts have always been a part of these ecosystems, which normally receive plenty of rain. Mild droughts can be regarded as slight or medium disturbances, which can even have a stimulating effect according to the Intermediate Disturbance Hypothesis. However, severe droughts and fires have a destructive effect, which will only be overcome in successional stages. Logging and forest fragmentation reduce the ability of forests to overcome severe droughts. Forest fires rage in selectively logged forests, whereas they are extremely rare in undisturbed rain forests. Forest regeneration in fragmented forests is disturbed, so that we have to expect a total degradation of even effectively protected forest areas. Due to drought and fire, the remnant rain forest areas are being roasted like slices of toast . New research is also revealing that rain forests under drought stress consume more oxygen than they produce. The "green lung" and carbon sink are thus out of function. Furthermore, severe ENSO-(El Niño/Southern Oscillation)-droughts have been increasing in recent years. The consequences both for development of the region and for the whole atmosphere are imminent. Forest fires during ENSO droughts have caused extensive damage to forests and plantations, and noxious haze clouds in the whole region. Awareness about ENSO and droughts exists and is growing within the local population. Strict regulations, drought and fire alerts, and law enforcement can reduce at least the effects of drought. A logging ban, also including selective logging, may have to be considered. While this paper covers the whole of tropical Asia, it focuses on Sumatra, Borneo and the Malay Peninsula, which are the main evergreen rain forest areas. Other areas in the region have either seasonal vegetation, which is more drought adapted, or only small pockets of evergreen rain forest depending on local rain exposure - or the lowland forests have disappeared. The paper concentrates on Western Indonesia, Malaysia and the very south of Thailand.

Much of the world's gene pool is located in tropical rainforests, which are being destroyed at an alarming rate. Proper management of protected forests is crucial to avoid further loss of forest resources and biodiversity. Resource extraction by local communities has been cited as a major impediment to the efficient management of protected forests. This paper develops a two sector dynamic model for agriculture and forest resource extraction which suggests that agricultural development in the periphery of protected forests may be an effective strategy for forest protection. Comparative dynamic results show that higher prices for agricultural output, lower input prices, better knowledge of agricultural production techniques and a lower rate of individual time preferences result in higher equilibrium stock of forest resources. Tobit analysis with data collected from the Sinharaja forest in Sri Lanka provides supportive empirical evidence.