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Heft 1/2001 Tropische Wald-Ökosysteme in Ecuador
Marion Schrumpf, Georg Guggenberger, Carlos Valarezo and Wolfgang Zech
Tropical montane rain forest soils. Development and nutrient status along an altitudinal gradient in the south Ecuadorian Andes
Böden unter tropischem Bergregenwald. Bodenentwicklung und Nährstoffstatus entlang eines Höhengradienten in den südecuadorianischen Anden / Suelos bajo
bosque de montaña tropical húmeda. Desarrollo y estado de nutrientes a lo largo de un gradiente altitudinal en los Andes del sur del Ecuador
Soils are closely linked with the vegetation. They anchor the plant roots and provide most terrestrial plants with water und nutrients. Vice versa, soil genesis can be
highly affected by feedback mechanisms of the vegetation, e.g., humus formation, mineral weathering, development of soil structure, and soil erosion. Hence, in terrestrial ecosystems soils act as driving variables
as well as response variables. Therefore, in modern interdisciplinary approaches to identify the controlling factors in ecosystems, the spatial patterns of environmental resources, the reconstruction of the
landscape history, and the influence of anthropogenic disturbance on ecosystems usually include the evaluation and analyses of soils. The results can be interrelated with bio- and physicogeographical, botanical, and
plant physiological studies to provide insight into the functioning of ecosystems and to establish resource-saving land management systems.
Summary: Tropical montane rain forest soils. Development and nutrient status along an altitudinal gradient in the south Ecuadorian Andes
In order to study the impact of elevation on soil properties under humid tropical conditions, fourteen soil profiles were investigated along an altitudinal transect in the south Ecuadorian Andes.
The transect followed a steep ridge from the lower montane rain forest belt to the páramo region. The soils were analysed for their clay mineral composition, pH-values, total carbon and nitrogen, effective cation
exchange capacity and composition of exchangeable cations. In the soil of the lowest site located at 1010 m asl, the most important phyllosilicate is kaolinite. With increasing elevation, illite-vermiculite
interlayer minerals and illites become dominant. The soil reaction is generally very acidic, resulting both in low ECEC and in low base saturation. At higher elevations base saturation increases, which can be
attributed to higher concentrations of weatherable clay minerals. In contrast to the availability of exchangeable cations, that of organic-bound nitrogen decreases with altitude as is deduced from high C/N-ratios
and frequently occurring water saturation in the forest floor horizons. Soils which have developed in landslide material have distinct properties in comparison to the other soils. Owing to the exposure of less
weathered parent material to the surface, the nutrient availability of the landslide profiles was strongly enhanced. Therefore, we conclude that landslides play an important role in the nutrient cycling of this
ecosystem.
Zusammenfassung: Böden unter tropischem Bergregenwald. Bodenentwicklung und Nährstoffstatus entlang eines Höhengradienten in den südecuadorianischen Anden
Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Einflusses eines Höhengradienten auf Bodeneigenschaften unter humiden tropischen Bedingungen. Hierfür wurde in den südecuadorianischen Anden ein
Bodentransekt vom Unteren Bergregenwald bis zur Páramo mittels vierzehn Profilen erkundet. Die Böden wurden untersucht hinsichtlich: Tonmineralgarnitur, pH-Werte, Gesamtkohlenstoff und -Stickstoff, effektive
Kationenaustauschkapazität sowie Zusammensetzung der austauschbaren Kationen. Während im Profil des in mit 1010 m ü.N.N am tiefsten gelegenen Standortes Kaolinit dominiert, verschiebt sich die Tonmineralgarnitur mit
zunehmender Höhe über eine Dominanz von Illit-Vermiculit-Wechsellagerungsmineralen zur Dominanz von Illit. Die Bodenreaktion ist generell sehr sauer, was niedrige effektive Kationenaustauscherkapazität und geringe
Basensättigung zur Folge hat. In größerer Höhe ist eine Zunahme der Basensättigung aufgrund höherer Anteile leicht verwitterbarer Tonminerale zu verzeichnen. Im Gegensatz zur Verfügbarkeit an austauschbaren Kationen
sinkt jene von organisch gebundenem Stickstoff mit zunehmender Meereshöhe. Ursache hierfür ist das weite C/N-Verhältnis der Streu und die oftmals auftretende Wassersättigung der organischen Auflage. Böden, die sich
in Hangrutschungsmaterial entwickelt haben, nehmen im Transekt eine Sonderstellung ein. Aufgrund des hohen Anteils an wenig verwittertem Skelett ist der Anteil basischer Kationen zum Teil deutlich erhöht. Wir
schließen daher, daß die natürlich vorkommenden Hangrutschungen eine bedeutende Rolle im Nährstoffkreislauf dieses Ökosystems spielen.
Resumen: Suelos bajo bosque de montaña tropical húmeda. Desarrollo y estado de nutrientes a lo largo de un gradiente altitudinal en los Andes del sur del Ecuador
El objectivo del presente estudio fue examinar los más importantes procesos del desarrollo de los suelos y el estado de nutrientes en suelos bajo bosque de montaña tropical a lo largo de un
transecto altitudinal en los Andes del sur del Ecuador. Como este transecto fue ubicado en sotavento de la cordillera entre 1590 y 3320 msnm no sólo representó un gradiente de temperatura sino también de
precipitación. En los suelos fueron analizados: la composición mineral, el contenido total de carbono y nitrógeno, el pH y la concentración de los cationes intercambiables. Varias propiedades del suelo cambiarón
sistemáticamente con el incremento de la altitud. Los cambios más pronunciados se observarón entre las cotas 1600 y 2200 msnm. La parte baja del transecto es caracterizada por un clima subhúmedo y restos bajo
bosque seco de montaña están conservados. La mineralogía de la arcilla y las fracciones del Fe de los suelos de la parte baja indican alteración sólo moderada. En estos suelos la saturación de los metales básicos es
alta y la taza de mineralización de nitrógeno orgánico parece estar suficiente para alimentar la vegetación. En la parte central del transecto, un bosque de montaño perhúmedo se desarrolló. Una lixiviación fuerte
causó una alteración avanzada de los minerales, bajos valores del pH en el perfil entero de los suelos y una saturación de metales básicos baja dentro del suelo mineral. La acumulación de una capa orgánica profunda
y altas relaciones C/N indican una provisión baja con nutrientes ligados a la materia orgánica. En altitudes sobre los 2700 msnm el bosque montañoso cambia gradualmente al bosque de ‘silfos’, un bosque
de baja densidad con árboles pequeños y finalmente a la ceja andina. Los suelos en esta parte del transecto son caracterizadas por una hidromorfía pronunciada. En la parte central y alta del transecto la mayoría de
los nutrientes está ubicada en la capa organica. La nutrición de las plantas depende de la mineralización de nutrientes en la materia orgánica. La presencia de una alta densidad de raíces en la capa orgánica indica
ciclos cerrados de nutrientes.
Marion Schrumpf, PD Dr. Georg Guggenberger and Prof. Dr. Wolfgang Zech, Lehrstuhl für Bodenkunde und Bodengeographie, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth
Dr. Carlos Valarezo, Centro de Estudios de Postgrado, Universidad Nacional de Loja, Loja, Ecuador
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