Botanischer Garten Kiel Botanischer Garten Kiel  

der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Tropenhaus

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Tropenhaus-Kiel-Panorama

Panorama-Ansicht im Dezember (zum Zoomen auf das Foto klicken)

Das Tropenhaus im Botanischen Garten Kiel

Im großen Tropenhaus des Botanischen Gartens Kiel wird eine reiche Sammlung tropischer Pflanzen kultiviert. Dabei besteht die gärtnerische Kunst nicht nur in der Kultur der vielen Arten mit ihren unterschiedlichen Ansprüchen, sondern auch in der richtigen Balance zwischen wuchernder Wildnis und Kontrolle.

Bulbophyllum medusae Tropenhaus
Bulbophyllum medusae ist eine aus Südostasien stammende Orchidee.
 

Was ist ein Tropenhaus ?

Das Tropenhaus in Kiel unterscheidet sich wie das Victoriahaus von anderen Gewächshäusern durch seine hohe Durchschnittstemperatur und den hohen Luftfeuchtegrad. Es wird aufgrund dieser Eigenschaften auch als Warmhaus bezeichnet.
Das Tropenhaus ist Heimat für viele Pflanzen und einige Tiere, die ein tropisches oder subtropisches Klima für ihr Gedeihen brauchen. Seit dem 19.Jahrhundert hat der Botanische Garten Kiel Tropengewächse, doch das Tropenhaus in seiner jetzigen Gestalt ist das größte Gebäude mit künstlich angelegtem Ökosystem. Zur optimalen Bewässerung, Beregnung und Belüftung der Anlage muß eine eigene Steuerung eingerichtet werden.
Unsere Besucher haben die Gelegenheit, auf angelegten Wegen das künstliche Ökosystem eines Regenwaldes zu durchschreiten und die Zusammenhänge genauer kennenzulernen.
 
Was ist zu sehen ?
Das Tropenhaus mit rund 18 Meter Höhe und etwa 800 m² Grundfläche vermittelt dem Besucher den Eindruck sich mitten in einem Dschungel zu befinden. Die Zusammensetzung ist dabei einmalig: Tropenpflanzen aus Afrika, Mittel- und Südamerika und Asien sind versammelt.
Epiphyten, Lianen, Palmen, Bananen, Orchideen, darunter auch die nutzbare Vanille, Kakao, Maniok und andere Nutzpflanzen der tropischen Regenwälder geben Studierenden und allen Besuchern einen tiefen Einblick in eine tropische Umgebung. Pfeilgiftfrösche, die mit Bromelien vergesellschaftet sind, erweitern den ökologischen Blick auf Zusammenhänge.
Crossandra flava Tropenhaus Kiel
Crossandra flava stammt aus dem tropischen West-Afrika.
 

Im Tropenhaus wachsen Pflanzen aus den äquatorialen immerfeuchten, gleichwarmen Klimazonen

  • des Kongos,
  • Kameruns und
  • Gabuns,
  • Madagaskars,
  • des indo-malayischen Tieflandes nebst der Inselwelten,
  • Mittelamerikas,
  • sowie des südamerikanischen Amazonas/Orinoko-Beckens.

Ökologische Bedingungen

Die Temperatur dieser Gebiete liegt durchgehend zwischen 25° bis 28 °C und ist mit Schwankungen von wenigen Grad das ganze Jahr über konstant. Ebenso gleichmäßig verteilt ist die Niederschlagsmenge von 2000 – 5000 mm (max. sogar 10 000 mm) jährlich.

In den eigentlichen Tropen, der äquatorialen Zone zwischen dem 10. Breitengrad N und S, herrscht ein Tageszeitenklima, in dem die täglichen Temperaturschwankungen größer sind als die Jahresschwankungen der mittleren Tagestemperaturen; auch die Tageslänge beträgt konstant etwa 12 Stunden. Die typischen Zenitalregen dieser Klimazone entstehen durch das Abkühlen der aufsteigenden warmen und feuchten Luftmassen, wodurch ein allnachmittägliches Abregnen unter starker Gewitterbildung bewirkt wird. In den tropischen Randzonen zwischen dem 10. und 23. Breitengrad N bzw. S (23°27'32'') zeigen die Tagesdurchschnittstemperaturen merkliche Schwankungen über das Jahr (zwischen 20 und 28 °C) und die Niederschläge (über 2000 mm pro Jahr) sind auf eine Sommerregenzeit (auf der Südhalbkugel Oktober-März) konzentriert. Jedoch liegt auch in der kühleren Trockenzeit die monatliche Niederschlagsmenge meist über der des regenreichsten Monats in Deutschland. Die großen Niederschlagsmengen und die durch die starke Sonneneinstrahlung hervorgerufene Verdunstung bewirken die hohe relative Luftfeuchte (95–100 %) der tropischen Regenwälder.

Diesem „Treibhausklima“ verdankt der tropische Regenwald seine außerordentliche Artenvielfalt, die in den Gebieten der Alten und Neuen Welt eine sehr ähnliche aus konvergent (= Ausbildung gleicher Strukturen bei nicht verwandten Arten durch Anpassung an eine ähnliche Umwelt) entstandenen Lebensformtypen bestehende Waldstruktur hervorgebracht hat, die sich stark von der unserer Wälder unterscheidet. An der großen Artenzahl sind auch Bäume mit meist weit über 100 verschiedenen Arten pro Hektar beteiligt, während in den natürlichen Wäldern Europas nur etwa 10 verschiedene Baumarten pro Hektar vorkommen.

 
Das Stockwerkmodell des Waldes - viele Etagen

Überall in intakten Tropenwäldern ist die horizontale Schichtung des tropischen Regenwaldes zu beobachten, die sich - vereinfacht dargestellt - aus drei von Bäumen gebildeten Etagen zusammensetzt.

Urwaldriesen überragen das geschlossene Kronendach mit ihren 50 bis 80 Meter Höhe. Sie verzweigen sich erst oberhalb der Kronenschicht der mittelhohen Bäume. Deshalb heißen sie auch „Überständer“. Das ist in Gewächshäusern schwer zu zeigen, so dass nur einige wenige Beispiele genannt seien. Unser Kanonenkugelbaum (Couroupita guianensis) steht an der Glasfläche rechts des Hauptweges. Er trägt seinen Namen wegen seiner hartschaligen bis zu 20 cm großen runden Früchte, die tatsächlich auch schon in Kiel zur Reife kamen. Der als Holzlieferant wichtige Mahagonibaum (Swietenia mahagoni) wächst als kleiner Baum neben der Tür zum Nebelwaldhaus, während der stark bestachelte Kapokbaum (Ceiba pentandra) bei uns im Subtropenhaus zu sehen ist. Die letzten beiden Arten bilden in ihrer Heimat mächtige, meterhohe Brettwurzeln aus. Diese für viele Bäume des tropischen Regenwaldes typischen Wurzeln verankern die riesigen Bäume ausgezeichnet, ermöglichen ihnen aber auch in den feuchten, schlecht durchlüfteten Urwaldböden den Sauerstoffaustausch.

Bäume der mittleren Höhenschicht mit einer Höhe von 20–30 m
In dieser Höhenschicht ist die Artenvielfalt am größten und es kommt häufig zur Ausbildung eines dichten Laubdaches, durch das kaum noch LIcht auf den Boden dringt. Regenwälder bedecken zwar nur sechs Prozent der Erdoberfläche, dort sind aber weit über die Hälfte aller bisher bekannten Lebewesen zu Hause. In dieser mittleren Schicht wachsen beispielsweise Ficus-Arten, wie der aus Südostasien stammende Gummibaum (Ficus elastica), der ebenso wie die Birkenfeige (Ficus benjamina) als Zimmerpflanze weite Verbreitung fand. Die Blätter der Ficus-Arten zeigen die in den Tropen vorherrschende ganzrandige Gestalt, deren Blattrand häufig in einer Träufelspitze endet. Diese Träufelspitze, die das Ablaufen des Niederschlagswassers erleichtern soll, ist besonders bei Ficus religiosa ausgebildet, wo sie sogar wie eine Regenrinne gekielt ist. Ein weiteres Phänomen ist die xeromorphe (= an Trockenheit angepasste) Struktur der Gummibaumblätter, die sich durch die dicke, verdunstungshemmende Wachsschicht äußert. Schließlich führt die starke Sonneneinstrahlung kurz vor den nachmittäglichen Regengüssen in den direkt besonnten Blätter des Laubdaches mitten im Regenwald zu extremem Trockenstress. Eine weitere Baumart dieser mittleren Schicht ist der brasilianische Parakautschukbaum (Hevea brasiliensis), der als Kautschuklieferant bedeutend ist und links vom Durchgang zum Nebelwaldhaus wächst.

Die niedrigste Etage wird durch kleine, nur wenige Meter hohe Bäume geprägt, die im durch alle darüber liegenden Gewächse verdunkelten Bereich der unteren 10 m des tropischen Regenwaldes wachsen. Dort herrscht auch die vom Menschen besonders wahrgenommene konstante relative Luftfeuchte von 97–100 Prozent. Typische Pflanzen dieser Höhenschicht sind die 2 bis 3 m hohe Leea guineensis, einige Palmen- und Schraubenpalmenarten (Gattung Pandanus) sowie Goethea cauliflora und der Kakaobaum (Theobroma cacao). Das Aroma der im Innern der ca. 20 cm langen gurkenförmigen Beerenfrüchte des Kakaobaumes liegenden „Kakaobohnen“, den Samen, wird erst durch Gärvorgänge und anschließendes Rösten freigesetzt. Goethea und Theobroma sind Beispiele für die gehäuft in den immerfeuchten Tropen auftretende Stammblütigkeit (= Kauliflorie), bei der die Blüten direkt aus Knospen im Stamm oder dicken Ästen hervorbrechen. Auch der Ameisenbaum Cecropia gehört in diese Etage eines tropischen Regenwaldes. Aus dem 4 bis 6 Meter hoch werdenden Currybaum (Murraya koenigii) wird ein Bestandteil des asiatischen Currypulvers hergestellt.

 
Weitere Besonderheiten
Eine weitere Besonderheit tropischer Bäume ist die Laubschüttung. Hierunter versteht man ein so schnelles Blattwachstum während der Knospenentfaltung, dass die Versorgung mit Festigungselementen (= Blattadern) und Blattgrün (= Chlorophyll) nicht standhält, so dass die jungen weißlich-roten Blätter und Triebe schlaff herabhängen. Erst einige Tage später ergrünen und festigen sich die jungen Blätter. Laubschüttung, die möglicherweise einen Schutz der jungen Blätter vor den starken tropischen Regenschauern darstellt oder potentiellen Fressfeinden leckeres, zartes Blattmaterial als abgestorben vorgaukelt,, tritt beispielsweise beim Kakaobaum und bei der kolumbianischen Brownea ariza auf.
In den immerfeuchten Tropen herrscht während des ganzen Jahres ein sehr gleichmäßiges Klima, daher kommt es nicht wie in unseren Breiten zu einem durch äußere Einflüsse (Temperatur, Tageslänge) synchronisierten Laufabwurf. Der Laubabwurf der verschiedenen Baumarten und einzelner Bäume derselben Art erfolgt über das ganze Jahr hinweg verteilt. Sogar bei einem riesigen Baumindividuum finden sich oft gleichzeitig belaubte und unbelaubte Abschnitte. Da der Holzzuwachs durch den Belaubungszustand reguliert wird, kommt es nicht zur Ausbildung geschlossener ringförmiger Zuwachszonen, sondern entsprechend der Knospenentfaltung der einzelnen Baumteile bilden sich unregelmäßige Zuwachszonen aus. Diese Vorgänge und das Fehlen eines Jahreszeitenklimas sind die Gründe dafür, dass keine deutlich erkennbaren Jahresringe im Holz tropischer Bäume ausgebildet werden.
Ähnlich wie der Holzzuwachs wird auch die Blütenbildung bei vielen Baumarten vom Laubaustrieb reguliert (Blütezeit meist vor der Laubentfaltung), was dazu führt, dass viele tropische Bäume während des ganzen Jahres blühen. Durch dieses beständige Blütenangebot kann der Bestäuberkreis auf Tierarten erweitert werden, die das ganze Jahr hindurch aktiv sind ((z. B. Vögel oder Fledermäuse) und nicht wie unsere Insekten nur einige Wochen oder Monate. Vogelblüten sind i. d. R. rot-orange, geruchlos und produzieren große Nektarmengen, von denen sich die meist langschnabeligen Kolibris (tropisches Amerika) und Nektarvögel (Altwelttropen) ernähren. Beispiele hierfür sind der Baum der Reisenden (Ravenala madagascariensis) oder die rotblühende Passionsblume (Passiflora racemosa). Die unscheinbar gefärbten Fledermausblüten sind groß und derb, wodurch es den Tieren ermöglicht wird, sich anzukrallen. Die einen dumpf süßlichen Geruch ausströmenden Blüten öffnen sich häufig nur nachts. Sie besitzen meist große Pollen- und Nektarmengen und hängen oft an langen Stielen aus der Baumkrone herab (= Geißelblütigkeit oder Flagelliflorie), wie beispielsweise bei unserer Thunbergia mysorensis oder dem Leberwurstbaum Afrikas.
 
Epiphyten, Lianen und Würger

Einige Pflanzen entgehen dem Lichtmangel auf dem Tropenwaldboden durch Klettern oder epiphytischen Wuchs. Kletternde Lianen (= Pflanzen mit Wurzelkontakt zum Boden) und Epiphyten (griech. Aufsitzerpflanzen; Pflanzen, die ohne Bodenkontakt auf anderen Pflanzen leben, ohne jedoch parasitisch auf Wasser oder Nährstoffe der Trägerpflanzen aus zu sein ) sind in den immerfeuchten tropischen Regenwäldern häufig. Unter den Kletterpflanzen gibt es Spross- und Wurzelkletterer, wie das Fensterblatt Monstera oder „Philodendren“. Daneben lassen sich auch Spreizklimmer und rankende oder windende Kletterer beobachten. Die Spreizklimmer bedienen sich der einfachsten Klettermethode, indem sie sich durch ausladende, oft mit Haltefortsätzen versehene Äste abstützen, wie z. B. einige Bambusarten. Gleich unseren einheimischen Schmetterlingsblütlern (Familie Fabaceae) sind auch viele tropische Vertreter dieser Familie, beispielsweise die Bauhinien, Rankenkletterer.

Viele Epiphyten zeigen xeromorphe Strukturen, da die hohe Luftfeuchte der Regenwälder nur sehr beschränkt genutzt werden kann und die den Pflanzen zur Verfügung stehende Wassermenge gering ist. Dies ist auch der Grund für das auf den ersten Blick paradoxe Auftreten einiger Cactaceen im Regenwald, wie den als Zimmerpflanzen in vielen Zuchtformen beliebten Blattkakteen (Gattung Epiphyllum), Weihnachtskakteen (Gattung Zygocactus) und den verschiedenen Rhipsalis-Arten, deren an das Leben in Trockengebieten angepasste Strukturen ihnen die Besiedlung des Regenwaldes als Epiphyten ermöglichten. Auch unter den anderen epiphytischen Pflanzengruppen kommt es vielfach zur Ausbildung von Humus und Niederschlagswasser auffangenden oder speichernden Organen. Neben den epiphytischen Farnen und Kakteen fallen im tropischen Regenwald vor allem Vertreter der Bromeliaceen und Orchideen als Epiphyten ins Auge. Unser Epiphytenstamm im Tropenhaus zeigt die verschiedenen Wuchsformen von Arten aus ganz unterschiedlichen Verwandtschaftskreisen.

Die Bromeliaceen, deren bekanntester Vertreter, die Ananas, jedoch ein Bodenbewohner ist, sammeln in ihren trichterförmig angeordneten Blättern Humus und Wasser, das über Saugschuppen der Blätter aufgenommen werden kann. Zu dieser Familie gehören die als Zimmerpflanzen beliebten Gattungen Guzmania, Billbergia (Zimmerhafer), Vriesia und Tillandsia. Die stärksten Anpassungen an die epiphytische Lebensweise zeigt das „Louisiana-Moos“ (Tillandsia usneoides), dessen Wurzeln reduziert sind. Seine üppigen „Bärte“ sind im anschließenden Nebelwaldhaus zu sehen. Es nährt sich durch das Wasser der Luftfeuchte und die Aufnahme herangewehter Nährstoffe. In der mit mehr als 25 000 Vertretern artenreichsten Pflanzenfamilie der Orchidaceen überwiegen in den Tropen die epiphytischen Formen. Diese Arten besitzen entweder wasserspeichernde Sprossknollen (Bulben), wie die Vertreter der Gattungen Cattleya und Dendrobium, oder „Luftwurzeln“, mit denen Wasser aufgenommen werden kann, wie die beiden Gattungen Vanda und Phalaenopsis. Die einzige Nutzpflanze in der Familie der Orchideengewächse ist die echte Vanille (Vanilla planifolia), die jedoch als Liane mit ihren Adventivwurzeln die seitliche Fensterfront im Tropenhaus empor klettert. Ihre längliche Kapselfrucht – der Begriff „Vanilleschote“ ist botanisch falsch – liefert nach Fermentierungsprozessen das Vanillin.

Erwähnenswert ist noch, dass viele Vertreter der Gattung Ficus, so auch häufig der Gummibaum, ihr Leben als Epiphyten beginnen, in älteren Stadien jedoch ihre Wurzeln bis zum Erdboden herabschicken. Diese Wurzeln umgeben schließlich die den Gummibaum tragende Pflanze wie ein immer dichter werdender Mantel. Die durch die Gummibaumwurzeln erzeugte Nahrungs- und die durch sein dichtes Blattwerk vorhandene Lichtkonkurrenz bringen schließlich die den Gummibaum tragende Pflanze zum Absterben. An ihrer Stelle existiert der „Würger“, d. h. der Gummibaum, als eigenständige Pflanze weiter, die sich nun über ausladende Wurzeln mit Bodenkontakt selbst stützen und ernähren kann.

Bei allen baumbewohnenden Gewächsen sind die Samen zur Übertragung auf Baumäste geeignet, wo sie hängen bleiben und keimen. Ihre Früchte und Samen haben nämlich teils eine fleischige Hülle und pflegen in diesem Fall von baumbewohnenden Tieren weggetragen zu werden, teils sind sie, wie die Samen der Orchideen und die Sporen der Farne, so leicht und klein, dass sie vom Wind in Rindenrisse oder Moospolster verweht werden, teils endlich besitzen sie besondere Flug- oder Haftapparate.

 
Unterwuchs


Die oben erwähnte horizontale Schichtung und die große Pflanzenfülle der immergrünen tropischen Regenwälder bewirkt, dass der Lichteinfall auf den Waldboden geringer ist als in den Laubwäldern unserer gemäßigten Zone. Das hat in den Tropenwäldern eine geringere Vielfalt des krautigen Unterwuchses zur Folge. Das saisonale „Kahlstehen“ der Laubwälder unserer Breiten erklärt das in gemäßigten Zonen häufige Auftreten krautiger Geophyten (= Pflanzen, die nach der Blüte einziehen und als Zwiebel, z. B. Bärlauch, oder Knolle, z. B. Aronstab, überdauern), die im Frühjahr vor Beginn des Laubaustriebes blühen.

Die meisten Pflanzen des tropischen Unterwuchses hingegen besitzen großflächige, relativ zarte Blätter, die eine maximale Lichtabsorption erlauben. Einige der derbblättrigen Arten sind wegen ihres geringen Lichtbedürfnisses beliebte Zimmerpflanzen, so z. B. verschiedene Begonienarten und Vertreter aus der Familie der Aronstabgewächse wie das Fensterblatt (Monstera deliciosa), die verschiedenen Flamingoblumen (Gattung Anthurium) und die Dieffenbachia. Die stärkereichen Kriechsprosse einiger Araceen wie Alocasia macrorrhiza und Colocasia esculenta finden als Nahrungsmittel Verwendung (größere Bestände sind im Victoriahaus zu sehen).

An Waldlichtungen bilden die verschiedenen Bananenarten (Familie Musaceae) dichte Bestände. Sie prägen das Mittelbeet im Tropenhaus. Bei ihnen handelt es sich durchwegs um Stauden mit waagrecht wachsendem Kriechsproß (Rhizom). Der bis zu 7 m hohe Scheinstamm der Bananenpflanze wird durch die steifen, fest ineinander geschachtelten Blattscheiden gebildet. Unter den ursprünglich in Ostasien heimischen, heute über die ganzen Tropen verbreiteten Arten der Gattung Musa finden sich viele wichtige Kulturpflanzen der Tropen. Neben den bekannten Obstbananen sind vor allem die Mehlbananen als Stärkelieferanten und die Textilbananen (Abakafaser, Manilahanf) zu nennen.

Ebenfalls zum lichtliebenden Unterwuchs an Waldrändern oder Lichtungen gehören die dichte Bestände bildenden Bambusarten, wie der Riesenbambus (Dendrocalamus giganteus) aus Burma und verschiedene Palmen- und Schraubenpalmarten. Diese besitzen einen schlanken über seine gesamte Höhe gleichmäßig dicken Stamm, der dadurch entsteht, dass durch die fehlende Sekundärholzbildung der endgültige Stammdurchmesser schon zu Beginn des Längenwachstums festliegt. Beispiele hierfür sind die das Palmöl liefernden Ölpalmen der Gattung Elaeis, die eher subtropische Gebiete besiedeln – den Phoenixarten mit der Dattelpalme (Phoenix dactylifera) sowie die im tropischen Küstenbereich wachsende Kokospalme (Cocos nucifera). Bei den Vertretern der Gattung Pandanus werden zur Stabilisation der dünnen Stämmchen am Stamm kräftige Adventivwurzeln ausgebildet, die sich später im Boden verankern können.

 
Ökosystem Regenwald

Tropische Regenwälder stellen nicht nur vom biologischen Standpunkt aus wegen ihres Artenreichtums und der vielfältigen Formen der Anpassung ihrer Pflanzen und Tiere ein hochinteressantes einzigartiges Ökosystem dar, sondern auch für den Wasser- und Sauerstoffhaushalt der irdischen Atmosphäre („Grüne Lunge“) sowie als „Reservoir“ für neue Nutz- und Medizinalpflanzen sind die Regenwälder von größter Bedeutung.

Die „Nutzung“ der Regenwälder durch kleine nomadisierende Stämme funktionierte deshalb über Jahrtausende gut, weil diese Menschen gelernt hatten, mit der Natur und ihren Ressourcen zu leben. Jedoch schon die von größeren nomadisierenden Gruppen, besonders im indo-malaischen Raum, betriebene Brandrodung sowie erst recht der Versuch der Nutzung des Tropenwaldes als Agrarland oder als „Edelholzlieferant“ und die damit verbundenen großräumigen Abholzungen bedeuten das Ende des Regenwaldes. Denn einmal vernichtet kann sich der Regenwald, da Beschattung und Feuchtigkeit des Waldinnern fehlen, nicht wieder regenerieren. Bestenfalls bilden sich aus dornigen Sträuchern zusammengesetzte Sekundärwälder, wenn nicht bei stärkerer Auswaschung der dünnen Humusschicht sogar Steppen oder fast pflanzenlose wüstenartige Gebiete entstehen. Die Ursache hierfür und für die max. 3–9 Jahre mögliche landwirtschaftliche Nutzung brandgerodeter Flächen ist der Umstand, dass eine der üppigsten Vegetationsformen der Erde auf extrem kargem „Boden“ existiert. Auf Grund der hohen Temperaturen und der großen Luftfeuchte laufen die abbauenden Prozesse so schnell ab, dass es kaum zur Humusbildung kommt, sondern sich die gesamten Nährstoffe in einem ständigen Kreislauf zwischen Pflanze und Tier befinden. Fast 90 % des Nährstoffvorrates der Regenwälder sind in der lebenden Pflanzenmasse gespeichert und gehen bei einer Rodung fast vollständig verloren. Die heftigen tropischen Regenfälle waschen die entwaldeten Flächen aus und schwemmen Mineralstoffe und Humuspartikel weg. Diese Erosionsprozesse werden durch die nun ungehindert einstrahlende Sonne, die die Bodenoberfläche richtiggehend „verbäckt“, noch verstärkt.


 

  Dr. Martin Nickol M.A., FLS 15. August 2015 © Bilder: Dr. Martin Nickol