Dendroklimatologische Untersuchungen Südamerika 263

Eidgenössische Anstalt

für das forstliche Versuchswesen CH-8903 Birmensdorf

1

nstitut federal

de recherches forestieres CH-8903 Birmensdorf lstituto federale di ricerche forestali CH-8903 Birmensdorf Swiss Federal Institute of Forestry Research CH-8903 Birmensdorf

Juli 1984 Nr.263

Berichte Rapports Rapporti 263

Reports

Anna Margrit Lamprecht

Dendroklimatologische Untersuchungen in Südamerika

Die Eidg. Anstalt für das forstliche Versuchswesen hat den Zweck, durch wissenschafcliche Versuche, Untersuchungen und Beobachtungen der schweizerischen Forstwirtschaft in ihrem vollen Umfange eine sichere Grundlage zu verschaffen (Bundesbeschluß betreffend die Gründung der EAFV).

Die Anstalt stellt die Ergebnisse ihrer Arbeiten vorwiegend in der Form von Publikationen zur Verfügung von Praxis und Wissen- schaft. In den MITTEILUNGEN erscheinen meist umfangreichere Arbeiten von längerfristigem Interesse. Die BERICHTE enthalten in der Regel kürzere Texte, die sich an einen engeren Leserkreis wenden.

Die Publikationen der EAFV, die den Inhabern schweizeri- scher Forstbeamtungen kostenlos abgegeben werden, sind als Amts- exemplare zu betrachten.

L'lnstitut federal de recherches forestieres a pour but de four- nir, en procedant

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L'lnstitut met les resultats de ses travaux

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Les publications de l'IFRF remises gratuitement aux fonc- tionnaires forestiers doivent etre considerees comme des exemplaires de service.

L'lstituto federale di ricerche forestali ha per scopo di fornire mediante esperimenti, ricerche e osservazioni scientifiche, una base sicura per l'economia forestale in tutta la sua estensione (Decreto federale sull'istituzione dell'I FR F).

L'lstituto mette i risultati delle sue ricerche a disposizione della pratica e della scienza, principalmente sotto forma di pubbli- cazioni. Nelle MEMORIE compaiono per lo piu lavori importanti d'interesse durevole. 1 RAPPORT! contengono di regola testi piu brevi indirizzati ad una cerchia di lettori piu ristretta.

Le pubblicazioni dell'IFRF, rimesse gratuitamente ai funzio- nari dei servizi forestali, sono da considerare quali esemplari d'ufficio.

The purpose of the Swiss Federal Institute of Forestry Re- search is to furnish sound principles for all aspects of forestry in Switzerland, through scientific research, investigation and observa- tion (Governmental decree on the founding of the SF !FR).

lts findings are, mainly through publishing, made available for application in practice and research. Texts of limited application are generally presented in the "Reports" (Berichte}, while those of wider and more lasting interest appear in the "Communications"

(Mitteilungen).

Eidgenössische Anstalt

für das forstliche Versuchswesen CH-8903 Birmensdorf

Institut federal

de recherches forestieres CH-8903 Birmensdorf lstituto federale di ricerche forestali CH-8903 Birmensdorf Swiss Federal Institute of Forestry Research CH-8903 Birmensdorf

Juli 1984

Berichte Rapports Rapporti Reports

Oxf.: 561.24: 111.83: 811.4: 174.7: (83): (81): (043)

Anna Margrit Lamprecht

Dendroklimatologische Untersuchungen in Südamerika

tadiodensitometrische Studien an Nadelbäumen aus Chile und Brasilien

Herausgeber:

Dr. W. Bosshard, Direktor

Manuskript eingereicht am 12.9.1983

Vom Schweiz. Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung teilweise unterstützte Untersuchung

Diese Arbeit wurde 1983 von der Universität Zürich als Dissertation der Philosophischen Fakultät II angenommen

Zitierung:

Eidg. Anst. forstl. Versuchswes., Ber.

Kommissionsverlag:

F. Flück-Wirth, Internationale Buchhandlung für Botanik und Naturwissenschaften, CH-9053 Teufen

Umschlag:

Araucaria araucana an der oberen Waldgrenze in Lonquimay (Chile). 9.84 900 A26952/1

Abstracts

Dendroklimatologische Untersuchungen in Südamerika

Es wurden Proben einheimischer Nadelbäume von verschie- denen Standorten im Süden Chiles zwischen 37° und 41°S und in Südbrasilien, 22°30'S, untersucht, um ihre Eignung für die Dendroklimatologie abzuklären.

Von den meisten Baumarten ließen sich die Proben nicht synchronisieren. Dort, wo Mittelkurven erstellt wer- den konnten, ließen sich keine signifikanten Zusammen- hänge zwischen Holzparametern (Jahrringbreite, maximale Dichte) und Klimafaktoren (Temperatur, Niederschlag) er- kennen. Die Gründe, warum die auf der Nordhemisphäre durchwegs erfolgreiche Methode der Radio-Dendroklimato- logie bei den untersuchten Baumarten der Südhemisphäre nicht anwendbar ist, sind sowohl klimatisch als auch art- spezifisch.

Etude dendroclimatologique en Amerique du Sud

Des echantillons de coniferes indigenes de diverses stations du sud du Chili, situees entre le 37° et Je 41° S, et du sud du Bresil, a 22° 30' S, ont ete analyses en vue d'etablir leur aptitude pour la dendrochronologie.

Les eprouvettes de la plupart des essences ne purent pas etre synchronisees. Lorsque des courbes moyennes purent etre dressees, il ne fut pas possible d'obtenir des correlations significatives entre les parametres du bois (lar- geur des cernes, densite maximale) et les facteurs de climat (temperature, precipitations). Les raisons que la methode radio-dendroclimatologique, appliquee avec succes dans l 'hemisphere boreal, ne soit pas utilisable dans l 'hemisphere austral, sont aussi bien d'ordre climatique que specifique aux especes.

Ricerche dendroclimatologiche nell' America del Sud

In diverse stazioni del Cile meridionale, situate fra il 37° ed il 41° S, ed in Brasile a 22° 30' di latitudine S, sono stati studiati campioni di legni indigeni di conifera riguardo alla loro idoneita nel la dendrocl imatologia.

1 campioni di quasi tutte le specie non poterono es- sere sincronizzati. Dove fu possibile definire delle curve medie non si evidenziarono legami significativi fra i para- metri del legno (larghezza degl i anelli annual i, densita mas- sima) e fattori climatici (temperatura, precipitazioni).

Motivi cl imatici e legati alle caratteristiche del le specie dell'emisfero australe esaminate spiegano l'insuccesso del metodo radio-dendroclimatologico, ehe contrasta con la larga e proficua applicazione ehe esso trova nell'emisfero boreale.

Dendroclimatological investigations in South America

The suitability of some indigenous conifer species from differing sites in southern Chile, between 37° and 41°S, and in southern Brazil, at 22°30' S, for dendroclimatologi- cal studies was investigated.

For most of the species investigated, synchronisation was not possible. Where average curves could be con- structed, there was no significant relationship between wood parameters (growth ring width, maximum density) and climatic factors (temperature, precipitation). The unsuit- ability of the species investigated for studies with the radio-dendroclimatological technique successfully applied to species of the Northern Hemisphere is due to character- istics of both the cl imate and the tree species.

Estudios dendroclimatolögicos en Sudamerica

En el sur de Chile entre 37° y 41°S y en el sur del Brasil, 22° 30' S, fueron examinadas muestras de con iferas indlge- nas de diferentes sitios ecol6gicos para averiguar su aptitud para estudios dendroclimatol6gicos.

En la mayoria de las especies no se logr6 sincronizar las diferentes muestras. All\ donde se logr6 establecer cur- vas medias no se pudieron encontrar relaciones significativas entre los parametros de la madera (ancho de los anillos, densidad maxima) y los factores climaticos (temperatura, precipitaci6n). Las razones por que el metodo radiodendro- climatol6gico hasta ahora empleado con exito en el hemis- ferio boreal no es aplicable a las especies examinadas del hemisferio austral, son tanto climaticas como propias de las especies.

3

Inhaltsverzeichnis

Abstracts

Verzeichnis der Abbildungen Verzeichnis der Tabellen Vorwort

Einleitung und Problemstellung 2 Methode

2.1 Probenentnahme 2.2 Aufbereitung der Proben 2.3 Densitometrische Analyse 2.4 Datenbereinigung

2.5 Synchronisation

2.6 Erstellen der Mittelkurve

3 Die Beziehungen zwischen Jahrring und Klima 3.1 Jahrringbreite und KI ima

3.2 Maximale Dichte und Klima

4 Das Untersuchungsgebiet im weiteren Sinn 4.1 Geographische Lage

4.1.1 Chile 4.1.2 Brasilien 4.2 Geologie 4.2.1 Allgemeines 4.2.2 Chile 4.2.3 Brasilien 4.3 Klima 4.3.1 Chile 4.3.2 Brasilien 4.4 Vegetation 4.4.1 Chile 4.4.2 Brasilien

5 Das Untersuchungsgebiet im engeren Sinn 5.1 Probenauswahl

5.2 Standortbeschreibung 5.2.1 Chile

5.2.2 Brasilien

5.3 Zielsetzung der dendroklimatischen Analyse an den verschiedenen Standorten

5.3.1 Chile 5.3.2 Brasilien

6 Die untersuchten Baumarten 6.1 Chile

6.1.1 Araucaria araucana 6.1.2 F itzroya cupressoides 6.1.3 Podocarpus nubigenus 6.1.4 Saxegothaea conspicua 6.1.5 Nothofagusarten 6.2 Brasilien

6.2.1 Araucaria angustifol ia 6.2.2 Podocarpus lambertii

3 6 7 9

11 12 12 12 12 12 12 13 14 14 14 15 15 15 15 16 16 17 17 18 18 19 20 20 21 22 22 24 24 26 27 27 29 30 30 30 31 34 35 35 40 40 41

7 Dendrochronologische Untersuchungen 44

7 .1 Araucaria araucana 44

7 .1.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 44

7 .1.2 Ergebnisse 45

7.2 Fitzroya cupressoides 48

7 .2.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 48

7 .2.2 Ergebnisse 49

7 .3 Podocarpus nub igenus 51

7 .3.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 51

7.3.2 Ergebnisse 52

7.4 Saxegothaea conspicua 54

7.4.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 54

7.4.2 Ergebnisse 54

7 .5 Nothofagusarten 55

7 .5.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 55

7.5.2 Ergebnisse 55

7 .6 Araucaria angustifolia 57

7 .6.1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 57

7.6.2 Ergebnisse 57

7. 7 Podocarpus lamberti i 58

7 .7 .1 Eignung für die dendrochronologische

Bearbeitung 58

7.7.2 Ergebnisse 58

8 Interpretation der Ergebnisse 60

8.1 Chile 60

8.1. 1 Araucaria araucana 60

8.1.2 F itzroya cupressoides 64

8.1.3 Podocarpus nubigenus 67

8.2 Brasilien 69

9 Schlußfolgerungen 72

9.1 Gründe für die schlechte Brauchbarkeit

der untersuchten Jahrringsequenzen 72 9.2 Repräsentativität der Untersuchungen 72

9.2.1 Regionale Gültigkeit 72

9.2.2 Baumarten 72

Zusammenfassung 73

Resume

Etude dendroclimatique en Amerique du Sud 74 Riassunto

Ricerche dendroclimatiche nell'America de! Sud 75 Summary

Dendroclimatological investigations

in South America 76

Resumen

Estudios dendroclimatol6gicos en Sudamerica 77

Literaturverzeichnis 78

5

Verzeichnis der Abbildungen

Mikrofotografie und zugehöriges Dichtediagramm 35 Das Verbreitungsgebiet von Araucaria angustifolia 40

einer Jahrringabfolge von Araucaria araucana 12 36 Kamp oberhalb der Waldgrenze in Campos

2 Synchronisation der maximalen Dichten von do Jordäo 40

Fichten von einem Waldgrenzstandort der Alpen 13 37 A. angustifolia an der oberen Waldgrenze 40

3 Das dendrochronologische Prinzip 13 38 Zapfen von A. angustifolia 41

4 Temperaturrekonstruktion aus 39 Stamm einer A. angustifolia 41

maximalen Dichten 14 40 Dichtediagramm von A. araucana 44

5 Übersichtskarte Südamerika 15 41 Schwankungen der maximalen Dichte

6 Das chilenische Untersuchungsgebiet 15 der A. araucana 44

7 Das brasilianische Untersuchungsgebiet 15 42 Sensitivität der maximalen Dichten

8 Geologische Übersichtskarte Südamerikas 16 bei A. araucana 44

9 Die geologische Gliederung Chiles 16 43 Die Jahrringbreiten bei A. araucana 45

10 Die Anden bei Lonquimay 17 44 A. araucana am edaphisch trockenen

11 BI ick von der Serra da Mantiqueira Standort in der Cordillera de Nahuelbuta 45

gegen das Paraibatal, Brasilien 17 45 Synchronisation der beiden Radien

12 Die gelogische Gliederung Brasiliens 17 einer A. araucana 46

13 Klimadiagramm von Lonquimay 18 46 Synchronisation von drei Proben aus verschie-

14 Klimadiagramm von Valdivia 18 denen Bäumen, A. araucana 46

15 Schematisches Profil der Niederschlags- 47 Weiserjahrdatierung mit A. araucana

verteilung in Südchile 18 aus den Anden 47

16 Klimadiagramm von Santos 19 48 Weiserjahrdatierung mit A. araucana

17 Klimadiagramm von Campos do Jordäo 19 aus der Cordillera de Nahuelbuta 47

18 Schematisches Profil der Niederschlagsverteilung 49 Dichtediagramm von F. cupressoides 48

nordöstlich von Säo Paulo 19 50 Radiographierte Bohrkerne von F. cupressoides 48 19 Die chilenischen Vegetationsgebiete 20 51 Synchronisation der beiden Radien einer

20 Araucaria araucana an der oberen Waldgrenze F. cupressoides vom Schluchtstandort 49

in Lonquimay, Chile 21 52 Synchronisation der beiden Radien

21 Wald von Nothofagus antartica und N. alpina 21 einer F. cupressoides vom Plateaustandort 50 22 Araucaria araucana an einem edaphisch 53 Vergleich von Bohrkernen vom Schluchtstandort 50

trockenen Standort 21 54 Vergleich von Bohrkernen vom Plateaustandort 50 23 Die brasilianischen Vegetationsgebiete 21 55 Dichtediagramm von Podocarpus nubigenus 51 24 Wald in Campos do Jordäo, Brasilien 23 56 Radiographierte Bohrkerne von P. nubignus 51 25 Die weltweite Verbreitung der Gattung Araucaria 30 57 Synchronisation von P. nubigenus 52 26 Das Verbreitungsgebiet von Araucaria araucana 30 58 Weiserjahrdatierung mit Proben von P. nubigenus 52 27 A. araucana an der oberen Waldgrenze 59 Dichtediagramm von Saxegothaea conspicua 54

in Lonquimay 30 60 Synchronisationsversuch mit S. conspicua 54

28 Rinde einer A. araucana 31 61 Dichtediagramm von Nothofagus pumilio 55

29 Das Verbreitungsgebiet von Fitzroya cupressoides 31 62 Synchronisationversuch mit N. pumilio 55 30 Fitzroya cupressoides in der Cordillera Pelada 34 63 Gewellte Jahrringgrenzen bei N. pumilio 56 31 Das Verbreitungsgebiet der Gattung Podocarpus 34 64 Vergleich von Bohrkernen von N. antartica 56 32 Das Verbreitungsgebiet der Gattung Nothofagus 35 65 Optische Synchronisation von N. pumilio 56 33 Die Verbreitung der Gattung Nothofagus 66 Dichtediagramm von Araucaria angustifolia 57

in Südamerika 35 67 Das Jahrringbild von A. angustifolia,

34 Nothofagus pumilio nahe der oberen Waldgrenze Mikroschnitt 57

in Lonquimay 35 68 Synchronisationsversuch mit A. angustifolia 57

6

Verzeichnis der Tabellen

69 Das Jahrringb ild von A. angustifolia 57 1 Probenauswahl in Chile 22

70 Dichtediagramm einer A. angustifolia 58 2 Probenauswahl in Brasilien 23

71 Optische Synchronisation mit A. angustifolia 58 3 Chilenische Standorte 24

72 Dichtediagramm von Podocarpus lambertii 59 4 Brasilianische Standorte 26

73 Bohrkern von P. lambertii 59 5 G leichläufigkeits- und Korrelationsrechnungen 74 Synchronisationsversuch mit P. lambertii 59 für dieJahrringbreiten von Podocarpus nubigenus 53 75 Klimadiagramme von Valdivia und Zürich 60 6 Gleichläufigkeits- und Korrelationsrechnungen 76 Die Verteilung arider und humider Monate für die maximalen Dichten von P. nubigenus 53

in Lonquimay 61

77 Klimavergleich Lonquimay, St. Gotthard

und Sitten 62

78 Synchronisation der drei Radien der Spiezer

Araukarie 63

79 Vergleich der maximalen Dichten einer Einzel- probe der Spiezer Araukarie mit den maximalen Dichten der subalpinen Kurve von Lauenen 63 80 Die Verteilung arider und humider Monate

in Valdivia 64

81 Tote F. cupressoides in der Cordillera Pelada 65 82 Schädigung einer Lärche aus dem Wallis

durch den Grauen Lärchenwickler 65 83 Zusammenhang zwischen Mittelkurve der Jahr-

ringbreiten von Fitzroya cupressoides und

Erdbeben, Vulkanausbrüchen und Bränden 66 84 Vergleich der Kurven der maximalen Dichten

von Podocarpus nubigenus mit den Sommer-

temperaturen von Puerto Montt 67

85 Durchschnittlicher Verlauf der Temperatur von Weiserjahren mit hoher beziehungsweise

tiefer maximaler Dichte 68

86 Durchschnittliche monatliche Niederschlags- mengen von Weiserjahren mit großer beziehungs-

weise kleiner Ringbreite 68

87 Klimavergleich zwischen Campos do Jordäo

und Davos 69

88 Die Verteilung arider und humider Monate

in Campos do Jordäo 70

89 Zuwachszonen bei einem tropischen Baum 70 90 Zusammenhang zwischen Klima-

und Dichteverlauf von zwei Araukarien

aus Campos do Jordäo 71

7

Vorwort

Die vorliegende Arbeit entstand in den Jahren 1979-1983 unter der Leitung der Herren PD Dr. F. H. Schweingruber, Eidgenössische Anstalt für das forstliche Versuchswesen, Birmensdorf, und Prof. Dr. G. Furrer, Geographisches Insti- tut der Universität Zürich.

PD Dr. F. H. Schweingruber gebührt Dank für die Be- reitschaft, meine Arbeit zu betreuen und zu begutachten.

Prof. Dr. G. Furrer danke ich für sein Interesse an meiner Arbeit.

Herzlich danken möchte ich folgenden Personen, die alle zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben:

Dr. W. Bircher, Zürich Dr. O.U. Bräker, EAFV Dr. R. Brun, Göttingen S. Cuevas, Valdivia W. Emmerich, Säo Paulo D. Faundez, Valdivia

Dr. H. Fuenzalida, Santiago de Chile F. K ienast, EAFV

Frau R. Jenni, EAFV

Prof. Dr. H. Lamprecht, Göttingen Frau M. Leisinger, Oberwil Dr. 0. Lenz, EAFV P. Nogler, EAFV

Frau M. Novotna, EAFV K. Rauber, EAFV Dr. F. Renner, Uster

F. Santibanez, Santiago de Chile E. Schär, EAFV

P. Scherrer, EAFV F. Schlegel, Valdivia D. Schmid, Brugg W. Schoch, EAFV M. Sebek, EAFV H.-P. Stutz, EAFV

A. Urzua, Santiago de Chile Frau M. Wino, EAFV

Mein Dank geht auch an alle hier nicht genannten Kollegin- nen und Kollegen von der EAFV in Birmensdorf und vom Geographischen Institut der Universität Zürich sowie an die vielen Fachleute, Bekannten und Freunde, die mich bei den Aufenthalten in Chile und Brasilien mit großer Hilfsbereit- schaft unterstützt und betreut haben.

Zürich, August 1983

9

1

Einleitung und Problemstellung

„Es ist nicht bekannt, wann man zuerst auf die Annuität der Baumringe gestoßen ist. Immerhin haben schon die Ge- lehrten des alten Griechenlands und Roms davon gewußt."

( Delorme, 1972).

Erst 1904 gelang dem amerikanischen Physiker und Astronomen Andrew E. Douglass ( 1867-1961), die Dendro- chronologie (dendron = Baum, chronos = Zeit) auf der gan- zen Welt bekanntzumachen (Ceram, 1972). Mit Hilfe des Überbrückungsverfahrens (cross-dating) verlängerte Doug- lass seine Kurve immer weiter in die Vergangenheit zurück, bis ihm so die Datierung der vorgeschichtlichen Aztec- Ruinen in Neu-Mexiko gelang. Heute besteht eine 8 200 Jahre umfassende Breitenchronologie der Borstenkiefer (Bristlecone pine, Pinus longlaeva), an welcher vor allem im ariden Südwesten der USA gearbeitet wird.

Im Jahre 1940 synchronisierte B. Huber, 1941, damals Professor in München, Eichen aus Mitteleuropa. Vorerst datierte Huber mit dieser Methode historische Gebäude.

Einen Schritt weiter ging der Amerikaner Fritts (1976), der neue statistische Verfahren anwendete, um die Jahrringreihen klimatologisch zu interpretieren. So ent- stand aus der Dendrochronologie die Dendroklimatologie, welche die Beziehungen zwischen Jahrringen und einzelnen

Klimafaktoren untersucht.

Da die Auswertung der Jahrringbreiten in den gemä- ßigten Zonen viel Raum für Interpretationsmöglichkeiten offenläßt, müssen für klimatische Untersuchungen andere Jahrringparameter beigezogen werden.

Es ist das Verdienst des Franzosen H. Polge, 1966, eine Methode entwickelt zu haben, mit der man den Dichte- verlauf innerhalb eines Jahrringes erfassen kann. Gestützt auf Untersuchungen von Lenz, 1957, begann er, Bohrproben zu röntgen. Die zur Zeit besten Dichte-Strukturdiagramme von Jahrringen sind mit Hilfe der radiographisch-densito- metrischen Methode herzustellen (Lenz et al., 1976, ver- gleiche Kap. 2). Ein Forscherteam an der EAFV, Birmens- dorf, hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Methode zu verbessern und zu verfeinern und gleichzeitig mit den sta- tistischen Verfahren von Fritts zu vervollständigen.

Heute wird radio-dendroklimatologisch mit Proben aus weit auseinanderliegenden Gebieten erfolgreich gearbei- tet, wie zum Beispiel aus den Alpen, dem Harz, den Pyre- näen und Skandinavien (Schweingruber, 1983).

Die untersuchten Standorte liegen hauptsächlich im borealen Klimabereich, wo vor allem die Temperatur das

Wachstum begrenzt. Bearbeitet werden Nadelhölzer, die durch ihre anatomische Struktur ein genaues Erfassen des Dichteverlaufes ermöglichen.

La Marche und seine Mitarbeiter (1979) untersuchten auf der südlichen Erdhalbkugel verschiedene Baumarten mit der Methode der Jahrringbreitenmessung. Die Methode der Radio-Dendroklimatologie ist für diesen Raum bisher noch nicht angewendet worden. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, radio-dendroklimatologische Untersuchungen auf der Südhalbkugel durchzuführen. Als Forschungsgebiet wurde das südliche Südamerika gewählt, weil dort einheimi- sche Nadelbäume an Waldgrenzstandorten vorkommen und dank der großen Nord-Süd-Ausdehnung des Kontinents die Möglichkeit besteht, verschiedene Klimaregionen zu er- fassen. Ausschlaggebend für die Auswahl der Standorte waren die gleichen Kriterien, die bei uns in den Alpen maß- gebend sind (siehe Kap. 5). Auch die Weiterverarbeitung geschah nach der an der EAFV angewendeten Methode (vgl. Kap. 2).

Primäre Aufgabe meiner Arbeit war, die Eignung aus- gewählter Baumarten für die dendroklimatologische For- schung zu untersuchen. In einem zweiten Schritt sollten Holzparameter (Jahrringbreite, maximale Dichte) mit Klimafaktoren (Temperatur, Niederschlag) verglichen wer- den, um mögliche Zusammenhänge festzustellen. Zuletzt sollten die ermittelten Holzkurven mit solchen aus der nördlichen Erdhalbkugel verglichen werden, um allfällige Gleichläufigkeiten im Klimaablauf auf beiden Hemisphären herauszuarbeiten.

Zusammengefaßt ging es also darum, folgende Fragen zu beantworten:

Eignen sich südamerikanische Nadelbäume für dendrochronologische Untersuchungen?

- Welche klimatologischen Informationen vermitteln verschiedene einheimische Baumarten von ver- schiedenen Standorten aus verschiedenen Klima- regionen in Chile und in Brasilien?

Bestehen Zusammenhänge zwischen Klimaabläufen auf der Nord- und auf der Südhalbkugel? Welche?

11

12

2

Methode

2.1 Probenentnahme

Mit einem Zuwachsbohrer werden Bohrkerne von 5 mm Durchmesser möglichst senkrecht zur Stammachse entnom- men. Es wird angestrebt, pro Standort zwölf Bäume zu zwei Bohrkernen zu untersuchen.

2.2 Aufbereitung der Proben

Die zylindrischen Bohrkerne werden quer zur Faserrichtung aufgesägt. Falls Harz oder andere Inhaltsstoffe in den Spä- nen vorhanden sind, müssen sie in Alkohol oder Wasser extrahiert werden.

Anschließend werden die 1,25 mm dicken, parallel- flächigen Proben aus einer Entfernung von 2,50 m während 90 Minuten mit Röntgenstrahlen (12 kV, 20 mA) bestrahlt.

Dann folgt das Entwickeln des Röntgenfilms.

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Abbildung 1

Mikrofotografie und zugehöriges Dichtediagramm einer Jahrringabfolge von Araucaria araucana.

1 maximale Dichte 4 Frühholzbreite 2 minimale Dichte 5 Spätholzbreite 3 Jahrringbreite 6 Schwellenwert

2.3 Densitometrische Analyse

Die auf dem Negativ-Röntgenfilm abgebildeten Jahrring- sequenzen werden mit einem Mikrodensitometer auf ihre Lichtdurchlässigkeit geprüft. Diese Lichtdurchlässigkeits- kurven sind eng mit den Holzdichtewerten korrelliert (Schweingruber und Schär, 1976).

Neben der Jahrringbreite werden auch Frühholz- und Spätholzanteile sowie minimale und maximale Dichten erfaßt. Ein Linienschreiber, der mit dem Mikrodensitometer verbunden ist, zeichnet das Dichtediagramm der Jahrring- abfolge auf (Abb. 1).

Eine angeschlossene Datenerfassungsanlage überträgt sodann die ausgewählten Kenngrößen in digitaler Form auf einen Lochstreifen. Die nachfolgende Auswertung der Daten wird auf einem CDC-Großcomputer vorgenommen.

2.4 Datenbereinigung

Für die dendroklimatologischen Untersuchungen ist es un- umgänglich, die von der Datenerfassungsanlage erhobenen Werte auf ihre Richtigkeit hin zu prüfen. Die Kontrolle und allfällige Korrekturen erfolgen in verschiedenen Teil- schritten:

- Die Informationen des Lochstreifens werden auf Disks übertragen. Gleichzeitig gelangen die Datensätze zum Aus- druck.

- Ein hiefür speziell entwickeltes Programm bringt die Daten in die richtige Reihenfolge und korrigiert erste Fehler. Nach erfolgtem Ausdruck lassen sich noch vorhan- dene Fehler manuell korrigieren.

Ein Print-Platt-Programm überträgt die Daten in ein Koordinatensystem. Nun werden die Verbindungsstriche zwischen den Signaturen von Hand gezogen und anschlie- ßend auf dem Leuchtpult optisch nachkontrolliert. Es wird insbesondere nach fehlenden Jahrringen und nach anorma- len Dichteverläufen gesucht. Fragliche Stellen werden mit dem Liniendiagramm und dem Röntgenfilm verglichen.

- Nachdem die Berechnungen bereinigt worden sind, könnnen die Rohwertkurven ausgedruckt werden.

2.5 Synchronisation

In einem nächsten Schritt vergleicht man die Baumkurven untereinander. Bei gebohrten Proben ergeben sich keine Datierungsschwierigkeiten, da das Bildungsjahr des äußer- sten Jahrringes bekannt ist. Hier kann durch Aufeinander- legen der Baumkurven auf dem Leuchtpult die Richtigkeit der Datierung überprüft werden. Dabei wird auf das Über- einstimmen der Weiserjahre (Jahre mit besonders hoher oder tiefer maximaler Dichte, sehr schmale Jahrringe) be- sonders Gewicht gelegt. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel von zwei gut übereinstimmenden Einzelkurven.

Bei undatierten Proben werden die Einzelkurven so lange gegeneinander verschoben, bis die Überlappungsposi- tion (cross-dating) gefunden ist (Abb. 3). Diese Arbeit wird erleichtert durch Gleichläufigkeits- und Korrelations- berechnungen mit dem Computer. Um die endgültige Syn- chronisation zu ermöglichen, werden Positionen mit hohen Gleichläufigkeits- und Korrelationswerten am Leuchtpult optisch miteinander verglichen. Voraussetzung dazu ist eine genügend große Überlappungslänge ( Renner, 1982).

maximale Dichten Picea abies, Alpen

1690 Abbildung 2

1700 1710 1720

2.6 Erstellen der Mittelkurve

Mit dem Altern des Baumes nehmen Breiten- und Dichte- werte der Jahrringe, unabhängig von äußeren Faktoren, ab (Alterstrend).

Synchronisation der maximalen Dichten von zwei ver- schiedenen Fichten (Picea abies) von einem Waldgrenz- standort im Ötztal, Österreich (aus Lamprecht, 1978).

Will man nun Jahrringe klimatisch interpretieren, muß zuerst dieser Alterstrend ausgeglichen werden. Bircher (1982) und Bräker (1981) beschreiben in ihren Arbeiten die dazu notwendigen statistischen Verfahren. Mit dem Ausg- gleich des Alterstrends werden die Originalwerte verändert.

Das absolute Wertniveau der Baumproben geht verloren. Bei den derart bearbeiteten (indexierten) Proben schwanken die Dichtewerte um null, die Breitenwerte um eins. Die stati- stisch bearbeiteten Kurven können nun zu einer Standorts- kurve gern ittelt werden ( Renner, 1982).

(Eine ausführliche Beschreibung der Methode findet sich bei Lenz et al., 1976, und bei Schweingruber, 1983.)

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ist bekannt

1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1950 1960 1970 1980

Abbildung 3 .

Das dendrochronologische Prinzip. Durch Überlappung (cross-dating) wird die Holzkurve immer weiter in die Vergangenheit

zurück verlängert (aus Renner, 1982). 13

3

Die Beziehungen zwischen Jahrring und Klima

Wasserangebot und Temperatur sind die wichtigsten das Holzwachstum beeinflussenden Umweltfaktoren. An ex- tremen Standorten ist derjenige Faktor ausschlaggebend, der im relativen Minimum liegt. Das heißt, da wo die Tem- peratur verhältnismäßig hoch, die Niederschläge aber gering sind (Trockenstandorte), 1 imitieren diese das Wachstum. Da, wo reichlich Niederschlag fällt, die Temperatur aber auch im Sommer niedrig ist (Waldgrenze der Alpen, Waldgrenze des hohen Nordens), wirkt die Temperatur wachstums- beschränkend.

3.1 Jahrringbreite und Klima

1 m Südwesten der Vereinigten Staaten, einem sehr trocke- nen Gebiet, ist bei dendroklimatologischen Untersuchungen bald ein enger Zusammenhang zwischen Jahrringbreiten und Niederschlägen erkannt worden. Das Wasserangebot ist hier überall der begrenzende Wachstumsfaktor: in trocke- nen Jahren entstehen schmale, in feuchten Jahren breite Jahrringe.

Komplizierter sind die Zusammenhänge in den feucht- gemäßigten Breiten. Dort ist die Jahrringbreite abhängig von den Witterungseinflüssen der ganzen Vegetations- periode, aber auch von den Verhältnissen im Vorjahr.

Bircher, 1982, fand für Waldgrenzstandorte der Alpen, daß breite Jahrringe vor allem durch einen kalten Vorfrühling, der auf einen trockenen Winter folgte, und einen warmen, trockenen Juni erklärt werden.

Bei der Jahrringbreite spielen aber auch nicht-klima- tische Faktoren wie Aufl ichtungen, Durchforstungen, Stellung des Einzelbaumes, mechanische Schädigungen, Wildverbiß, Schädlinge usw. eine Rolle.

Es ist fraglich, ob die Jahrringbreiten in der feucht·

gemäßigten Zone in Beziehung zu einzelnen Klima- faktoren gesetzt werden dürfen.

3.2 Maximale Dichte und Klima

Für dendroklimatologische Untersuchungen ist die maxi- male Dichte (Dichte der 4 bis 6 zuletzt gebildeten Zellen im Jahrring) von großer Bedeutung. Verschiedene Unter- suchungen (Bircher, 1982; Schweingruber und Schär, 1976;

Schweingruber et al., 1978, 1979; Schweingruber, 1980) haben gezeigt, daß Kurven der maximalen Dichten über- regional einen ähnlichen Verlauf aufweisen. Das Dichte- wachstum der Spätholzzellen in Bäumen von kaltfeuchten Gebieten wird am nachhaltigsten von der Sommertempe- ratur (Juli bis September) oder von einem damit in Bezie- hung stehenden Faktor beeinflußt (Schweingruber, 1980).

Bircher, 1982, schließt aus seinen Berechnungen,

„daß, im Bereiche der alpinen Waldgrenze die Temperaturen der Monate August und September ... die Bildung der Spätholzzellen zum größten Teil steuern. In tieferen Lagen tritt der Monat Juli ebenfalls dazu."

Maximale Dichten eignen sich an feuchten Waldgrenz- standorten der Nordhemisphäre gut zur Rekonstruk- tion von Sommertemperaturen (Abb. 4).

Temperaturrekonstruktionen aus maximalen Dichten Mk Alle / Gotthard

oc

6,9 6,6 6,3 6,0

Abbildung 4

Eichung 1920 - - - - berechnete Werte - - - - effektive Werte

Prüfung Rekonstruktion

1940 1960 1980

Temperaturrekonstruktion aus maximalen Dichten von Fichten und Lärchen von feuchten Waldgrenzstandorten der Alpen 14 (aus Bircher, 1982).

4

Das Untersuchungsgebiet im weiteren Sinn

4.1 Geographische Lage

4.1.1 Chile

Das Untersuchungsgebiet umfaßt den Kleinen Süden Chiles, zwischen 37° und 41° S. In den Anden sind es Standorte in der Gegend von Lonquimay und dem Lago Conguillio. Im Küstengebirge befinden sich die untersuchten Bestände im Parque Nacional de Nahuelbuta (Cordillera de Nahuelbuta) und im Parque Nacional los Alerzales (Cordillera Pelada), siehe Abbildung 6.

4.1.2 Brasilien

Das brasilianische Untersuchungsgebiet liegt auf ungefähr 22° 30' S in der Serra da Mantiqueira und umfaßt das Gebiet des Parque Estadual de Campos do Jordao im Staate Sao Paula, siehe Abbildung 7.

QNahuelbuta 1 1 • Angol

1 1

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1 1

1 1

1 1 Lonquimay

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1

Temuco • 1

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Conguillio

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1 1 1 1 1 1 1 1

• Valdivia 1

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Abbildung 6

0 1

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1 1

Das chilenische Untersuchungsgebiet. Die Gebiete, in denen Proben entnommen wurden, sind unterstrichen.

Abbildung 5

Übersichtskarte Südamerika. 1. Kartenausschnitt: Abb. 6;

2. Kartenausschnitt: Abb. 7.

45°

1

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I

Campos do Jordao

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SaoPaulo.

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Abbildung 7

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400 .

Das brasilianische Untersuchungsgebiet. Proben wurden in

Campos do Jordao entnommen. 15

16

42 Geologie

4.2.1 Allgemeines

Nach Beurlen, 1969, kann der südamerikanische Sub- kontinent in großen Zügen in drei geologische Zonen unter- teilt werden (Abb. 8):

- Die pazifische Randzone mit dem andinen Gebirgs- gürtel. Dieses junge Faltengebirge ist „vor allem seit dem Mesozoikum durch einen sehr intensiven Vulkanismus ge- kennzeichnet, der bis in die Gegenwart hinein eine gewisse Aktivität bewahrt hat."

„Die Breite, östlich des Andenzuges von Argentinien über Paraguay, Ost-Bolivien, Ost-Peru nach Ost-Kolumbien verlaufende Niederungs- und Senkenzone der Pampas, des Chaco und der Beni-Niederung, die mit jungen Sedimenten aufgefüllt ist."

- Der östliche, breit entwickelte Grundgebirgssockel des brasilianischen und des Guayana-Blockes als geologisch ältester Teil Südamerikas.

1 :80 000 000

Abbildung 8

□ Brasilianischer und Guayana-Block

D

§

Geologische Übersichtskarte Südamerikas.

20°

30°

40°

50°

0 200 400

50°

Abbildung 9

r 7 L-:..:J

junge Vulkanite (Basalt, Andesit) Sedimente (Mesozoi- kum, Tertiär, Quartär) Porphyrit- und Liparit-Formationen Andenpluton kristal I ine Schiefer, Paläozoikum Grabenbruch

Die geologische GI iederung Chiles (stark vereinfacht nach Weischet, 1970).

4.2.2 Chile

Schon ein erster BI ick auf eine Karte zeigt die Dreiteilung Chiles in Anden, Längssenke und Küstenbergland (Abb. 9).

Anden

Die Anden (Abbildung 10) bestehen hauptsächlich aus mag- matischen Gesteinen; Sedimente und Metamorphite sind an ihrem Aufbau nur untergeordnet beteiligt. Ihr Bau ist vor allem durch Bruchverformungen geprägt. Horizontale Bewe- gungen, Schuppen- und Deckenbildungen sind selten.

Zwischen 35°15' und 37°S haben junge Vulkane einen großen Anteil am Aufbau der Hochkordilleren, und zwischen 38° und 41° S bilden sie das bestimmende Element (Zeil, 1979). Hier sind die Vulkane in einer Linie entlang eines schmalen, auch topographisch deutlich verfolgbaren tektonischen Grabens angeordnet, der innerhalb der Kor- dilleren, ungefähr 30 km von ihrem Westrand entfernt, zu diesem parallel verläuft. Viele dieser Vulkane sind heute noch aktiv. In dieser Zone bestehen die Böden hauptsäch- lich aus vulkanischem Material (nach Weischet, 1970, und Zeil, 1979).

Längssenke:

Das chilenische Längstal ist eine tektonische Senke. Die topographisch deutlichste Ausprägung hat sie zwischen Santiago, 33°30'S, und der Halbinsel Taitao, 46°30'S.

Hier bildet sie ein Tal von 30 bis 50 km Breite. Der flache Talboden liegt bei Santiago auf etwa 500 m Höhe. Gegen Süden senkt er sich, erreicht in der Seenregion 200 bis 250 m und taucht beim Golf von Reloncavi unter den Meeresspiegel.

Abbildung 10

Die Anden bei Lonquimay, 38,5° S.

Küstenbergland:

Die Küstenkordillere besteht aus einem alten Gebirgsrumpf mit paläozoischen und vorpaläozoischen Elementen. Die Breite der Küstenkordillere ist im Norden geringer als im Süden, während umgekehrt die Höhe gegen Süden abnimmt (Zeil, 1979).

Die Cordillera de Nahuelbuta ist hauptsächlich aus Graniten, die Cordillera Pelada aus Gneisen und Schiefern aufgebaut. (Geologische Karte von Chile.)

4.2.3 Brasilien

Geologisch gesehen gehört Brasilien zum alten Teil Süd- amerikas (Abb.12). Für die teilweise schwer zugänglichen Gebirgszüge der Serra da Mantiqueira „mit ihrem sehr leb- haften Relief und mit ihrer weithin auch sehr dichten Pflanzendecke stehen genaue Aufnahmen und petrographi- sche Untersuchungen noch aus" (Beurlen, 1969).

Abbildung 11

Blick von der Serra da Mantiqueira gegen das Paraibatal. Im Hintergrund das Küstengebirge mit Steigungswolken. Die natürliche Vegetation im Paraibatal ist vollständig zerstört worden.

Der Nationalpark von Campos do Jordäo befindet sich auf einer tektonisch gehobenen Hochfläche (Planalto) mit einer komplexen kristallinen Struktur. Die höchsten Erhebungen sind auf etwa 2000 m nivelliert. Das Gebiet fällt gegen das Paraibatal in abrupten und geradlinigen Böschungen bis etwa 500 m ab (Seibert et al., 1975). Es herrschen metamorphe Gesteine vom Typus Gneise und Glimmerschiefer vor, die tiefgründig verwittert sind (Oli- veira et al., 1975).

D

1-:--:I

I·, :1

0 300 600 900 km

m

D

Abbildung 12

Die geologische Gliederung Brasiliens (vereinfacht nach

Beurlen, 1969). 17

4.3 Klima 4.3.1 Chile

T (°C) 20

10

0

Lonquimay

N (mm) 400

300

200

100

0 J F M A M J J A S O N D

Abbildung 13

Klimadiagramm von Lonquimay, 38°26'S /71°14'W, 970 m über Meer, T: 7 ,9°C, N: 1995 mm.

Das Klima im Kleinen Süden Chiles ist ozeanisch mit relativ kleinen Temperaturschwankungen und hohen Niederschlags- mengen. Die Jahresverteilung der Niederschläge weist Mit- telmeercharakter auf, mit trockenen Sommer- und feuchten Wintermonaten.

Im „Atlas regionalizado de Chile" (1981) wird das ganze Untersuchungsgebiet zum Typ des gemäßigt-warmen, feuchten Klimas gezählt, wo die Jahrestemperaturen ziem- lich tief und gleichmäßig sind und es in allen Monaten regnet, auch wenn die winterlichen Niederschlagsmengen höher ausfallen als die sommerlichen.

Nach Rudloff, 1981, liegt die Cordillera de Nahuel- buta noch im Bereich des subtropischen Winterregenklimas, der Rest des Untersuchungsgebietes dagegen im Bereich eines gemäßigten ozeanischen Klimas. Nach·Troll (in Blüth- gen und Weischet, 1980) ist das ganze Gebiet kühlgemäßigt ozeanisch bis hochozeanisch.

Da es vor allem in höheren Lagen wenig Meßstatio- nen gibt, fällt es schwer, genauere Klimaklassifikationen zu

N mm 4000

2000

0

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Abbildung 15

Valdivia

T (°C) N (mm)

20 400

10 300

0 .'200

100

0 J F M A M J J A S O N D

Abbildung 14

Klimadiagramm von Valdivia, 39° 48'S /73° 14'W, 5 m ü.M., T: 11,9°C, N: 2472 mm.

erstellen. Große Unterschiede sind bei den Niederschlags- mengen innerhalb des Untersuchungsgebietes zu erwarten.

Die Westseiten der Gebirge sind dank Steigungsregen sehr feucht, während die Ostabhänge und das zentrale Längstal im Regenschatten liegen.

Genaue Zahlen sind für höher gelegene Gebiete nicht erhältlich, Angaben beruhen daher auf Schätzungen.

Veblen et al. (1981) geben für die Valdivianischen Anden Beträge von 3000 bis über 4000 mm, für die West- seite des Küstengebirges 40° 15' Sauf Meereshöhe solche von über 3500 mm pro Jahr an. Almeyda et al. ( 1958) ordnen Nahuelbuta in den Bereich von 3000 mm, die Cordillera Pelada in den von 4000 mm Jahresniederschläge ein.

Veblen und Ashton (1982) sprechen für die Cord illera Pelada von wahrscheinlichen Niederschlagsmengen von über 4000 mm pro Jahr. Das schematische Profil (Abb.15) soll einen ungefähren Eindruck der Niederschlagsverteilung im Untersuchungsgebiet geben.

Höhe m ü.M.

4000

2000

0

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Schematisches Profil der Niederschlagsverteilung in Chile zwischen 37° und 41° S. An den Westseiten der Gebirge führen Steigungsregen zu hohen Niederschlagsmengen. Die Untersuchungsgebiete sind durch schwarze Niederschlagssäulen gekenn- 18 zeichnet.

4.3.2 Brasilien

Santos

N (mm)

O D 0

20 400

10 300

0 200

100

J F M A M J J A S O N D ⁰ Abbildung 16

Klimadiagramm von Santos, 23° 56'S / 46° 20'W, 2 m ü. M., T: 22°C, N: 2185 mm.

Das Untersuchungsgebiet befindet sich in einem Bereich, der schon als tropisch bezeichnet werden kann. In Santos, etwas südlicher als Campos do Jordäo, aber auf Meereshöhe gelegen, beträgt der Jahresdurchschnitt der Temperatur 22°C, die wärmsten Monate sind durchschnittlich 25°C, die kühlsten 18°C warm (Abb.16).

Nach Köppen (in Blüthgen und Weischet, 1980) han- delt es sich um ein Af-Klima, nach Troll, aus dem selben Werk zitiert, um ein tropisches Regenklima.

Das Klima von Campos do Jordäo erfährt durch die Höhe eine Änderung, die sich darin ausdrückt, daß der

N mm

4000

2000

0

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2'.

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Abbildung 18

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Campos do Jordao

20

10

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N (mm) 400

300

200

100

0 J FMAMJ J ASO ND

Abbildung 17

Klimadiagramm von Campos do Jordäo, 22° 44'S / 45° 34'W, 1630 m ü.M., T: 13,1

°c,

Temperaturdurchschnitt auf 13°C sinkt und der wärmste Monat 16,4, der kälteste noch 8,5°C aufweisen (Abbil- dung 17). Nach Köppen (in Blüthgen und Weischet, 1980) handelt es sich um ein Cfb-Klima, eventuell Cw, da sowohl die Temperaturangaben wie die Niederschlagsmengen je nach Quelle variieren. Man könnte das Klima des Unter- suchungsgebietes von der Temperatur her als tropisches Höhenklima bezeichnen.

Bei der Niederschlagsverteilung spielt auch hier der orographische Effekt eine Rolle (Abb. 18).

Höhe m ü.M.

4000

2000

0

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CU C

2'. _..Cl ^{G) +-'} C

0 ^G) _-::::; CU

v ^C

8 <r:

t

G) oL

(/)

Schematisches Profil der Niederschlagsverteilung nordöstlich von Säo Paulo (verändert nach Hueck, 1966). Feuchte Winde vom Antlantik verursachen Steigungsregen an der Ostseite der Gebirge. Das Untersuchungsgebiet ist durch eine schwarze

Niederschlagssäule gekennzeichnet. 19

20

4.4 Vegetation 4A.1 Chile

„Die großen Züge der naturräumlichen Gliederung Chiles werden in erster Linie durch das Relief und das Klima be- stimmt. Die Gesteinsverhältnisse sind demgegenüber wenig ausschlaggebend" (Schmithüsen, 1956).

Bei einer· Nord-Süd-Ausdehnung von über 4000 km ergibt sich eine Abfolge von Klimazonen wie zwischen dem Nordkap und Nordafrika (Oberdorfer, 1960). Für die Vege- tationsgrenzen sind in der nördlichen Hälfte des Landes die Niederschlagsmengen ausschlaggebend, gegen Süden spielen jedoch die Temperaturen eine immer größere Rolle. Der nördlichste Teil des Landes, der Große Norden, bis etwa 28° S gehört der ausgedehnten Küstenwüste an, die sich landeinwärts auf Höhen von 3000 bis 3500 m am west- 1 ichen Abfall der Anden hinaufzieht. Der Süden Chiles, von der nördlichen Umrandung des Golfes von Reloncavi an, liegt im Bereich des Westwindgürtels, wo auf der Luvseite der Anden das ganze Jahr über große Niederschlagsmengen fallen. Dieser Teil, der Große Süden, kann nach seiner Vegetation als die Zone der immergrünen gemäßigten Re- genwälder bezeichnet werden.

Der dazwischengelegene, mittlere Teil des Landes weist viel größere Unterschiede in Klima und Vegetation auf. Er kann in drei Abschnitte gegliedert werden:

Der nördlichste Abschnitt, der Kleine Norden, erhält Winterregen, wobei die Niederschlagsmengen nach Süden zunehmen. Die Vegetation zwischen der Wüste und den Hartlaubwäldern besteht im Südteil aus xerophytischen Strauchformationen, die im Norden in Halbwüste über- gehen.

- Der zentrale Abschnitt, Mittelchile, kann als Winter- regengebiet mit Hartlaubgehölzen gekennzeichnet werden.

- Südlich davon, im dritten Abschnitt, etwa von der Breite von Concepci6n bis zum Golf von Reloncavi, er- streckt sich der Kleine Süden. Es ist das Gebiet der sommer- grünen Laubwälder mit gemäßigten Temperaturen, schwa- chen Wintertrösten und Niederschlägen zu allen Jahres- zeiten, mit einem deutlichen Minimum im Sommer. Diese sommergrünen Wälder unterscheiden sich von den laub- abwerfenden Wäldern der nördlichen Erdhalbkugel „außer durch ihre Üppigkeit vor allem durch den hohen Anteil an immergrünen Arten vom Lorbeer- und Magnolientypus"

(Weischet, 1970).

In den Anden und an wenigen Stellen des Küsten- gebirges erscheint als oberste Höhenstufe des Waldes der nur auf das letztgenannte Vegetationsgebiet beschränkte Wald von Araucaria araucana (Schmithüsen, 1956).

Abbildung 19

Die chilenischen Vegetationsgebiete (vereinfacht nach Schmithüsen, 1956).

1 hochandine Formationen 2 Wüstengürtel

3 Zwergstrauchformationen 4 Gebiet von La Serena

5 xerophytische Strauchformationen 6 Hartlaubgewächse

7 temperierter Sommerwald

8 immergrüne Regenwälder der gemäßigten Zone 9 Tundra

10 sommergrüne Laubwälder 11 Strauchsteppe

20°

30°

40°

50°

0 200

2

70°

Grosser Norden

Kleiner Norden

Zentralzone

Kleiner Süden

Grosser Süden

Abbildung 20

Araucaria araucana an der oberen Waldgrenze in Lonqui- may (Chile).

Abbildung 21

Wald von Nothofagus antartica und N. a/pina, überragt von Araucaria araucana (Lago Conguillio, Chile).

Abbildung 22

Araucaria araucana am edaphisch trockenen Standort NAb (Nahuelbuta, Chile).

4.4.2 Brasilien

Brasilien liegt etwa zwischen 8° N und 33° S. Entsprechend seiner Lage ist die Vegetation zum großen Teil tropisch.

Beidseits des Äquators sind im Amazonasbecken große Ge- biete mit üppigem tropischem Regenwald bedeckt. An der

Küste dehnen sich die Regenwälder weit nach Süden aus.

Das zentralbrasilianische Gebiet zwischen dem Regenwald des Amazonasbeckens und den Feuchtwäldern im südöstli- chen Brasilien wird von einem großen Savannen- und Trockenwaldgürtel, der sich von Nordostbrasilien quer durch ganz Südamerika bis an die Anden zieht, bedeckt.

Diese Zone kann in die extrem trockenen Caatingas im Nordosten, die gemäßigt trockenen Campos Cerrados im mittleren Teil und die sehr trockenen Chacowälder im Westabschnitt gegliedert werden.

Südlich an diese Trockenvegetation schließt ein Gebiet subtropischer Wälder an. ,,Die Walddecke der Region hat ur- sprünglich die ganze Skala subtropischer Laubwälder um- spannt vom immergrünen Wald, dem nur vereinzelte wech- selgrüne Arten beigemischt sind, über sommergrüne Feucht- wälder bis zu Halbtrockenwäldern, die vier bis fünf Monate im Jahr kahl stehen" (Hueck, 1966). Heute ist nur noch ein kleiner Teil dieser Wälder erhalten.

Die höheren Regionen des südbrasilianischen Berg- landes, des Planalto, sind von Araukarienwäldern (Araucaria angustifolia) bedeckt. Die holzwirtschaftliche Bedeutung dieses Nadelbaumes hat dazu geführt, daß ein großer Teil der Araukarienwälder zerstört worden ist.

Das Untersuchungsgebiet, eines der nördlichsten Araukarienvorkommen, ist ein inselartiges Areal im Gebiet der subtropischen Wälder.

20°

30°

2 3 4 5 6

immergrüner tropischer Regenwald

rl

Campos Cerrados Caatinga

subtropische Wälder Arau karienwälder Pampas

70° 60°

Abbildung 23

0 500 1000 i<m

Die brasilianischen Vegetationsgebiete, vereinfacht nach

Hueck und Seibert, 1981. 21

22

5

Das Untersuchungsgebiet im engeren Sinn

Wie im Kapitel 4.1 beschrieben wird, liegen die chilenischen Untersuchungsgebiete in den Anden und im Küstengebirge, das brasilianische Untersuchungsgebiet in der Serra da Man- tiqueira. Die ausgewählten Standorte befinden sich an der Waldgrenze oder in den höchsten Lagen des betreffenden Gebietes. Es wurde sowohl aus topographischer wie aus vegetationskundlicher Sicht eine sorgfältige Auswahl ge- troffen. Die angewendeten Auswahlkriterien waren die- selben, die sich in Europa in vielen Untersuchungen be- währt haben. Von jeder Baumart wurden von den höchst- und tiefstgelegenen Vorkommen im Untersuchungsgebiet an trockenen und an feuchten Standorten Proben ent- nommen.

Die Nomenklatur nimmt Bezug auf den Herkunftsort der Proben, zum Beispiel LO für Proben des Gebietes Lon- quimay; der Kleinbuchstabe unterscheidet die verschiede- nen Standorte des gleichen Gebietes in der Reihenfolge, in der gebohrt wurde.

Tabelle 1

Probenauswahl in Chile

Lonquimay N: 2000 mm Höhe: 1800 m ü.M.

Waldgrenze

trocken

hohe Niederschlagsmengen durchlässige oder sehr flachgründige Böden

LOa Exposition N

A. araucana

LOb Exposition N

N. pumilio

5.1 Probenauswahl

In Chile wurden Proben sowohl in den Anden (Lonquimay, Lago Conguillio) wie im Küstengebirge (Cordillera de Na- huelbuta, Cordillera Pelada) entnommen. Bearbeitet wurden vor allem Nadelbäume: Araucaria araucana, Fitzroya cu- pressoides, Podocarpus nubigenus, Saxegothaea conspicua;

daneben wurden aber auch einige Proben von verschiedenen Südbuchenarten, Nothofagus, untersucht. Von F. cupres- soides wurden neben den Bohrkernen auch noch Schindeln geprüft. Im ganzen untersuchten Gebiet fällt reichlich Niederschlag. Trockene Standorte gibt es nur vonseiten der Böden, die zum Teil sehr durchlässig, zum Teil sehr flach- gründig sind.

Tabelle 1 zeigt die Probenauswahl in Chile. Eine ge- naue Beschreibung der Standorte folgt im Kapitel 5.2.

naß

hohe Niederschlagsmengen undurchlässige Böden

LOc Exposition SE

A. araucana

- - - -

Höhe: 1400 m ü.M. LOe LOd LOf

Hochfläche Exposition S eben

A. araucana A. araucana A. araucana

N. pumilio LOg

Exposition NW A. araucana

Nahuelbuta NAb NAa

N: etwa 3000 mm Kuppe eben

Höhe: 1350 m ü.M. A. araucana A. araucana

N. dombeyi

Cordillera Pelada PEb PEa

N: etwa 4000 mm eben Schlucht

Höhe: 950 m ü.M. F. cupressoides F. cupressoides

P. nubigenus P. nubigenus

S. conspicua S. conspicua

Die brasilianischen Proben stammen aus dem Parque Estadual de Campos do Jordao in der Serra da Mantiqueira.

Das Gebiet ist von üppiger Vegetation bedeckt. Auf den Bäumen wachsen Epiphyten, Flechten und Moose.

Die Proben stammen alle von mehr oder weniger nassen Standorten, da die Niederschlagsmengen hoch sind und edaphisch trockene Standorte nicht vorkommen. Die Nadelhölzer Araucaria angustifolia und Podocarpus lam- bertii wurden untersucht.

Tabelle 2

Probenauswahl in Brasilien

trocken

hohe Niederschlagsmengen durchlässige Böden

Abbildung 24

Wald in Campos do Jordao (Brasilien). In diesem sehr feuchten Wald sind die Baumstämme bedeckt mit Flechten, Moosen, Bromelien, Orchideen und Farnen.

naß

hohe Niederschlagsmengen undurchlässige Böden

Campos do Jordäo nicht vorhanden nicht vorhanden CAa

N: etwa 1700 mm eben

Höhe: 1600 m ü. M. A. angustifolia

P. lambertii

CAb Exposition W

P. lambertii

CAc Exposition NE A. angustifolia

CAd Exposition NE A. angustifolia

Die beiden Großbuchstaben im Standortsnamen geben die Herkunftsregion an, der Kleinbuchstabe bezeichnet die Reihen-

folge, in der innerhalb der Region gebohrt wurde. 23

24

5.2 Standortbeschreibung

5.2.1 Chile

Tabelle 3

Chilenische Standorte Standort

Entnahmedatum Region

Ort

Koordinaten

Höhe Exposition Neigung Unterlage

Vegetationstyp

Baumbedeckung Strauchbedeckung

Krautbedeckung Baumhöhe

Str9uchhöhe Untersuchte Arten

Anzahl untersuchter Bäume

Anzahl Kerne pro Baum Bemerkungen

LOa

24.1.1980 Anden

Lonquimay

38°26'S 71°29'W 1820 m ü.M.

N 25°

vulkanische Asche, durchlässig

lockerer, reiner Araukarien-

bestand, Festuca

-

60%

5%

80%

12-18 m

bis3 m A. araucana

17

2

LOb

24.1.1980 Anden

Lonquimay

38°26'S 71°29'W 1770 m ü.M.

N 10°

vulkanische Asche

beinahe reiner Nothofagus pumilio-Wald

80%

5%

50%

20-25 m

bis 2 m N. pumilio

12

2

LOc LOd LOe

25.1.1980 25.1.1980 25.1.1980

Anden Anden Anden

Lonquimay Lonquimay Lonquimay

38°26'S 38°25'S 38°26'S

71°28'W 71°25'W 71°26'W

1640 m ü.M. 1350 m ü. M. 1400 m ü.M.

SE

s -

5-10° 35° Hochfläche

vu I kan ische vukanische vulkanische

Asche Asche, Asche

tiefgründiger, biologisch sehr

aktiver Boden

Araucaria- Araucaria- Araucaria- Nothofagus- Nothofagus- Nothofagus-

Bestand Schluchtwald Restbestand

80% 70% 50%

5% 90% 50-100%

(Bambus)

50% 20% 10%

25 m 25-30 m 20 m

bis 3 m bis 3 m A. araucana A. araucana A. araucana

N. pumilio Araukarien- scheiben

12 A. araucana 12 12

12 N. pumifio

2 2 2

Brandspuren Brandschlagflora, an Rinde angekohlte

Baumstämme

LOf Lüg COa NAa NAb PEa PEb

26.1.1980 26.1.1980 27.1.1980 28.1.1980 29.1.1980 1.2.1980 2.2.1980

Anden Anden Anden Cordillera de Cordillera de Cordillera Cordillera

Nahuelbuta Nahuelbuta Pelada Pelada

Lonquimay- Lonquimay- Lago Conguillio Piedra del Piedra del Parque Parque

lcalma lcalma Aguila Aguila Los Alerzales Los Alerzales

38°39'S 38° 40'S 38°39'S 37° 50'S 37° 50'S 40° 12'S 40° 12'S

71°23'W 71°22'W 71°33'W 73°05'W 73°05'W 73°30'W 73°30'W

1400 m ü.M. 1180mü.M. 1150 m ü.M. 1350 m ü.M. 1370 m ü. M. 900 m ü.M. 950 m ü.M.

- NW -

eben 10-15° eben eben Kuppe Schlucht eben

vulkanische vulkanische Lava, Granit, Granit, GI im mersch iefer, GI im mersch iefer

Asche Asche vulkanische tiefgründig flachgründ ig stark flachgründ ig

und Schlacke Asche verwittert verwittert

Araucaria- reiner N. antartica- A. araucana- A. araucana mehrstufiger zerstörter Nothofagus- Araukarienwald N. alpina-Wald N. dombeyi- einzeln oder in Fitzroya- Fitzroya-

Auenwald mit N. antartica- Wald lockeren Mischwald Podocarpus-

Busch im Gruppen Saxegothaea-

Unterwuchs Wald

10% 75% 60% 75% 0-15% 60% 20%

95% 25% 95% 5-90% 80% 95%

10-80% 25% - - 0-80% 80% 5%

25-30 m 18-22 m N. antartica 5 m 30m 15 m bis 30 m bis 20 m

N.alpina 10 m

bis3 m über 3 m 50 cm bis 3 m 1-4 m ^- bis 5 m bis 3 m

A. araucana A. araucana N. antartica A. araucana A. araucana F. cupressoides F. cupressoides N. alpina N. dombeyi P. nubigenus P. nubigenus

S. conspicua S. conspicua

12 13 7 14 12 12 3 9 8 12 12

9 6

2 2 1 2 2 2 1 1 2 1 1

verbrannte Beckenlage, Morgennebel, viel Nebel, Bäume mit Ausbeutung

Bäume, häufig Frost viel Tau Brandspuren Spuren von von

Eruptionen des Axthieben, F. cupressoides,

Vulkans Llaima? sehr feucht Brände

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