Empowerment & Restoration Research Park

Zentrum für angewandte Wald Renaturierungsforschung und Beratung
in Mexikos Balam-Kú Regenwald Reservat

Einen einzelnen Baum zu pflanzen ist einfach. Aber wie lassen sich große, geschädigte Wälder wiederherstellen und möglichst viele der vor Ort verschwundenen Arten wieder ansiedeln? Welche Wiederherstellungsmethoden sind in verschiedenen Ökosystemen und bei unterschiedlichem Grad der Degradierung am wirksamsten? Wie können nachwachsende Wälder den komplexen Herausforderungen der Klimakrise standhalten und sie abmildern? Wie kann die Wiederherstellung für die örtliche Bevölkerung möglichst vorteilhaft sein?

Viele wichtige wissenschaftliche Fragen sind noch unbeantwortet. Und Wiederherstellungsinitiativen auf der ganzen Welt warten auf Antworten.

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Laufende Forschung

Optimierung der Bepflanzungsdichte

Optimierung der Bepflanzungsdichte

Wie wirken sich unterschiedliche Bodenbedingungen auf die optimale Pflanzdichte und das Pflanzmuster aus? Das ist eine der Schlüsselfragen bei der Anpflanzung von Bäumen. Um diese Frage zu klären, haben wir in unserem größten Experiment mit 1,2 Millionen Setzlingen von 21 Arten eine Reihe von Pflanzdichten unter verschiedenen Bodenbedingungen wiederholt. Dieser Versuch wurde direkt in unsere laufenden Wiederherstellungsmaßnahmen integriert.

Wir wollen verstehen, wie sich unterschiedliche Pflanzdichten auf die kurz- und langfristige Kohlenstoff- und Biodiversitätsdynamik von nachwachsenden Wäldern unter verschiedenen Bodenbedingungen auswirken.

Der Versuch wurde im Jahr 2021 in Zusammenarbeit mit Dr. Leland Werden eingerichtet und ist auf 30 Jahre angelegt. Wir gehen davon aus, dass wir nach drei Jahren die ersten Daten veröffentlichen werden.

Stickstoffbindende Arten

Stickstoff ist einer der wichtigsten Nährstoffe, die Pflanzen zum Wachsen benötigen. Zu diesem Zweck entziehen sie dem Waldboden anorganischen Stickstoff. Viele tropische Trockenwälder sind stickstoffarm. Das bedeutet, dass der geringe Stickstoffgehalt der Hauptgrund dafür ist, dass die Pflanzen in diesem Ökosystem nicht schneller wachsen. Was kann also getan werden?

Nun, es gibt eine Pflanzenfamilie mit einer einzigartigen Fähigkeit. Arten aus der Familie der Fabaceae (auch Leguminosen genannt) bilden an ihren Wurzeln kleine Knöllchen, in denen sie spezielle Bakterien beherbergen. Diese Bakterien sind in der Lage, Stickstoff aus der Atmosphäre zu binden und in eine Stickstoffart umzuwandeln, die Pflanzen nutzen können. Während also alle anderen Pflanzen um den begrenzten anorganischen Stickstoff im Waldboden konkurrieren, erzeugen die Fabaceae-Arten durch diese Symbiose einfach ihren eigenen.

Aber das ist noch nicht alles. Wenn sich das Pflanzenmaterial dieser Arten zersetzt, wird dieser "neue" Stickstoff anderen Pflanzen in der Umgebung zur Verfügung gestellt. Sie helfen also anderen Pflanzen, die diese Fähigkeit nicht haben, ebenfalls zu wachsen.

Wie viel Prozent aller gepflanzten Setzlinge sollten also solche n-Fixierer sein, um das Wachstum zu maximieren, ohne die biologische Vielfalt des Waldes zu verringern?

Um diese Frage zu beantworten, haben wir das erste Experiment mit 16 000 Bäumen im Jahr 2020 durchgeführt. Das Experiment umfasst 160 Teilflächen, die gleichmäßig auf 0 %, 10 %, 30 % und 60 % n-Fixierer-Arten verteilt sind.

Continuous Research for Climate Justice
Karte des n-fixer-Optimierungsfeldversuchs in Las Americas 5 mit 16.000 Setzlingen in einem randomisierten Blockdesign.

Wiederherstellung des Waldbodenmikrobioms

Wir testen auch die Hypothese, dass eine einfache Zugabe von Waldboden in das Pflanzloch eines Baumes die Überlebensrate erhöhen kann. Wir gehen davon aus, dass wir durch die Zugabe von Erde symbiotische Mikroben einführen und damit die Vielfalt der Bodenmikroorganismen in degradierten Böden in Richtung von Gemeinschaften verändern, die den Bäumen beim Wachstum "helfen".

Continuous Research for Climate Justice

Wiederherstellung der funktionalen Diversität

Wie können wir optimale Artenmischungen entwickeln, die die Erholung widerstandsfähiger Wälder fördern und dazu beitragen, dass die richtigen Bäume an den richtigen Stellen gepflanzt werden?

In Zusammenarbeit mit dem Global Experiments Network.

Ziel der Studie ist es, eine Methode zur Auswahl von Artenmischungen zu testen und zu entwickeln, die nicht nur den in natürlichen Wäldern vorkommenden Arten besser ähneln, sondern auch die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sie künftigen Umweltbedingungen standhalten und gleichzeitig zu den vielfältigen sozioökologischen Vorteilen der Waldwiederherstellung beitragen.

Wir untersuchen, wie spezifische Werte funktionaler Merkmale sowie komplexe Merkmalskombinationen Wachstum, Überleben, Erholung der einheimischen Artenvielfalt, Bereitstellung von Ökosystemleistungen und langfristig auch die Widerstandsfähigkeit der Bestände gegenüber dem Klimawandel beeinflussen. Dies wird Einblicke in die Muster der Erholung von Ökosystemen unter verschiedenen Zusammensetzungen und Kombinationen von gepflanzten Baumarten liefern. Indem wir die Arten nach ihren funktionalen Eigenschaften gruppieren, können wir vorhersagen, wie die außerordentliche Vielfalt der Baumarten in den Tropen wahrscheinlich reagieren wird, wenn sie unter den verschiedenen Umweltbedingungen an bestimmten Wiederherstellungsstandorten gepflanzt werden.

Die Studie besteht aus 36 Versuchsparzellen, die jeweils 15 × 15 m groß sind und einen Abstand von 10 m haben. Jede Parzelle erhält eine von sechs verschiedenen Bepflanzungsbehandlungen, die sechsmal wiederholt werden.

Neutral vs. Nischentheorie: Was treibt die Baumvielfalt in Sekundärwäldern an?

Welche Prozesse liegen der Baumvielfalt in tropischen Trockenwäldern zugrunde, die durch die menschliche Landnutzung beeinträchtigt wurden? Anna Gee, Doktorandin am Imperial College in London, versucht, diese Frage zu beantworten.  In ihrer Arbeit untersucht sie Theorien über den Aufbau von Gemeinschaften, die hauptsächlich für ungestörte Wälder entwickelt wurden, und wendet sie auf gestörte Systeme an, um nach Veränderungen der grundlegenden ökologischen Prozesse zu suchen, die die Zusammensetzung der Wälder bestimmen. Diese Arbeit umfasst groß angelegte Erhebungen der Samen-, Sämlings- und Schösslingsgemeinschaften an Standorten in ganz Las Americas 7. Die Betrachtung dieser frühen Stadien im Lebenszyklus der Bäume kann dazu beitragen, sich ein Bild davon zu machen, wie natürlich nachwachsende Wälder an diesem Standort in Zukunft aussehen könnten.

Eine Reihe weiterer Projekte befasst sich mit Keimungsverfahren, Samenregen, geförderter und natürlicher Verjüngung sowie dem Aufbau von Lebensgemeinschaften nach einer Störung.

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Renaturierungsberatungsteam

Innerhalb des Empowerment & Restoration Research Park ist unser Restoration Advice Team angesiedelt. Wir bauen dieses Team aus erfahrenen Renaturierungsökologen auf, um umsetzbare Renaturierungsempfehlungen für Projekte auf der ganzen Welt zu geben. Die Beratung baut direkt auf den Erkenntnissen des Forschungsteams auf.

Plant-for-the-Planet arbeitet bereits mit mehr als 200 Waldwiederherstellungsprojekten in über 50 Ländern zusammen. Viele von ihnen werden von der Unterstützung durch dieses Team profitieren.

Mehr erfahren
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Infrastruktur & Team

Forschungsteam
Ein Botaniker, ein Forschungskoordinator und ein Team von Feldassistenten unterstützen eine Reihe von Experimenten.
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129 ha Versuchsflächen
Zwei größtenteils abgeholzte Forschungsflächen mit einer Gesamtfläche von 129 ha ermöglichen eine Reihe von groß angelegten Wiederherstellungs-Feldversuchen. Darüber hinaus können die 20.000 ha Wiederherstellungs- und Schutzgebiete von Plant-for-the-Planet sowie die 500.000 ha der Balam-Kú- und Balam-Kin-Reservate für weitere (zerstörungsfreie) Forschung genutzt werden.
Experimentelle Baumschule
Unsere Baumschule vor Ort mit einer Kapazität von 200.000 Setzlingen kann dazu beitragen, bestimmte Arten für Experimente zu züchten und Experimente an Setzlingen zu ermöglichen.
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Shadehouse
Für Versuche, bei denen wir den Wasserstand kontrollieren müssen, haben wir ein 100 m² großes Schattenhaus.
Trocknungsraum
In unserem Trockenraum können wir Hunderte von Boden- und Pflanzenproben auf einmal trocknen, bevor wir sie an ein Labor schicken.
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Büro & Unterkunft
Unser Büro ist ein gemeinsamer Raum für die Teams für Renaturierung, Beratung, Qualitätskontrolle und Forschung.
Rundgang über den Campus


Neuste Veröffentlichungen

2022

Averill, C., Anthony, MA, Baldrian, P. et al. Verteidigung des terrestrischen Mikrobioms der Erde. Nat Microbiol (2022). https://doi.org/10.1038/s41564-022-01228-3

Wir plädieren für die Erhaltung und Wiederherstellung des mikrobiellen Lebens im Boden. Wir analysieren 80 Experimente und zeigen, dass die Wiederherstellung des heimischen Mikrobioms im Boden die Produktion pflanzlicher Biomasse über Ökosysteme hinweg um ~64 % beschleunigen kann.

Die Wiederherstellung des Bodenmikrobioms sollte ein zentrales Ziel bei der Wiederherstellung von Ökosystemen sein. Gleichzeitig hilft uns die gezielte Wiederherstellung des Mikrobioms – insbesondere der Bodenpilze – dabei, den Rest des Ökosystems wiederherzustellen.

Werden, LK, Zarges, S., Holl, KD, Oliver, CL, Oviedo-Brenes, F., Rosales, JA und Zahawi, RA, 2022 Unterstützte Wiederherstellungsinterventionen fördern die funktionelle Wiederherstellung von Baumgemeinschaften tropischer Feuchtwälder. Grenzen in Wäldern und globaler Wandel, 5, p.935011.

San-José, M., Werden, L.K., Joyce, F.H. et al. Auswirkungen der Landschaftsstruktur auf den Renaturierungserfolg im tropischen Prämontanwald. Sci Rep 12, 13452 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16542-3

2021

Díaz-Páez, M., Werden, L.K., Zahawi, R.A., Usuga, J. and Polanía, J., 2021. Vegetative propagation of native tree Arten: eine alternative Wiederherstellungsstrategie für die tropischen Anden. Restoration Ecology, p.e13611.

"Es war eine Reise voller Überraschungen. Wir kamen in ein wahres irdisches Paradies, die Wiege der alten Maya-Kultur, die heute in Ruinen liegt. Ziel war es, den Grundstein für die Schaffung eines Forschungs- und Wiederaufforstungsparks zu legen, der von der angesehenen, und von der UNO unterstützten, Nichtregierungsorganisation Plant-for-the-Planet errichtet wird.
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"In einem Interview mit dieser Zeitung hebt Negrete Cetina hervor, dass der Forschungspark die Möglichkeit bieten wird, sich direkt über Studien zu Umweltfragen zu informieren und Lösungen für die Abholzung, den Klimawandel und die Wiederherstellung von Flora und Fauna zu finden."
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"Seit der Gründung im Jahr 2013 hat [Plant-for-the-Planet] bis November letzten Jahres 7,5 Millionen Bäume gepflanzt. Der 39 Hektar große Forschungspark wird Forschungsflächen, Baumschulen und Unterkünfte für die dort arbeitenden Forscher umfassen."
CANAL 13
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    Universitäten und Forschungsinstitute verfügen oft nicht über die nötigen Einrichtungen, um den Forschern die erforderlichen Rahmenbedingungen für die Erprobung von Methoden zur Wiederherstellung von Wäldern im Freiland zu bieten. Vor allem, wenn es sich um groß angelegte Experimente handelt, die viel Platz benötigen.  Sind Sie daran interessiert, mit uns einen Feldversuch zur Renaturierung durchzuführen? Unser Team hilft Ihnen gerne beim Aufbau und der Datenerfassung für Ihr Experiment. Und Sie sind herzlich eingeladen, für die Dauer Ihres Experiments bei uns vor Ort zu wohnen.

    Sind Sie daran interessiert, ein Gastforscher zu werden? Senden Sie Ihre Bewerbung an felix.finkbeiner@plant-for-the-planet.org

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    Grundsteinlegung
    Die Forschungsstätte wurde von Bürgermeister Miguel Arcos, Umweltministerin Dr. Sandra Laffon, CONAFOR-Direktor Dr. Carlos Tucuch, dem Plant-for-the-Planet-Vorsitzenden Felix Finkbeiner, dem Rektor der UT Calakmul, Andrés Zamudio, dem INIFAP-Wissenschaftler Fernando Arellano und dem Präsidenten von Plant-for-the-Planet Mexico, Raúl Negrete Cetina, eingeweiht.
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    Forschungspartner
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    Top-Partner

    Berendsen-Muñoz
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    Projektpartner
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    Technischer Partner für
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    Wissenschaftliche Beiräte

    Die Forschungsarbeiten werden von Mitgliedern unseres wissenschaftlichen Beirats geleitet.
  • Dr. Leland Werden
    Chief Scientific Advisor
    Google Scholar
  • Prof. Dr. Tom Crowther
    Scientific Advisor
    Google Scholar
  • Dr. Colin Averill
    Scientific Advisor
    Google Scholar
  • Prof. Bonnie Waring
    Scientific Advisor
    Google Scholar
  • Prof. Dr. Dr. Dr. h.c. Franz Josef Radermacher
    Scientific Advisor
    Research Gate