All over the world and especially in the northwest of South America wild
plants and plant resources are of high ecological, cultural and economic -
often substantial – importance for countless people. Particularly in the
species-rich tropics a wide variety of different plants provides an enormous
range of essential ecosystem services that are used directly or indirectly by
humans. Indirect use here refers to ecosystem services (such as, biomass and
oxygen production by photosynthesis, carbon dioxide sequestration, water
purification, erosion control, etc.), direct use represents the collection and
use of ecosystem goods, i.e., the harvesting and utilization of plant
resources (such as timber, fruits, leaves, roots, seeds, fibres, resins,
waxes, etc.). This work focuses on two main subject areas in this context,
which are presented separately in the different chapters: After a general,
cross-thematic and contextualizing introduction (Chapter 1), the following
three chapters deal with questions about the scope, sustainability and
economic importance of traded resources from native palms (Arecaceae) in
northwestern South America (Chapter 2-4). The second part of this thesis deals
with botanical and ecological aspects and the sustainability in the management
of wild stocks of a medicinal plant from the Peruvian Andes (Krameria
lappacea) and the impact of wild harvest on the condition of individual
populations (Chapter 5 & 6). The two topics are processed separately, with
each chapter corresponding to a part of the work that has already been
published or is in preparation to be published in scientific journals (see
page 26 & 27). Each chapter therefore includes separate sections for
introduction, materials and methods, results, and discussion. Chapter 7
summarizes the results of Chapters 2-4 (Arecaceae) and Chapter 5 & 6 (Krameria
lappacea) and forms the conclusion of this study, which was based on the
following research questions: 1\. How can the data on trade with wild plant
resources be obtained in a standardized manner? 2\. What are the economically
most important native palm species, raw materials and products in northwestern
South America in terms of turnover and amounts traded? 3\. What is the overall
socio-economic importance of the trade in palm resources for primary producers
and which share of the overall benefits do they obtain? 4\. How are leaf and
fruit production in Phytelephas aequatorialis correlated to environmental
factors (altitude and exposure to sunlight) versus management? 5\. What is the
biology of Krameria lappacea and how can sustainable management be based on a
biological understanding of the species? To answer these questions both
botanical methods were applied in field and laboratory work and in experiments
in the greenhouse and botanical economic data were analyzed. Chapter 1
presents the here treated plants, explains the relationship between ecosystem
services and the use of wild plants, reports on the legal backgrounds of wild
harvesting and marketing of vegetable raw materials in South America and
presents a typical analysis tool of economic botany. Furthermore, the
objectives of the work are listed and the research approach is explained and a
general overview of the structure of the dissertation is given. Chapters 2-4
deal with questions about the scope, sustainability and economic importance of
the trade resources with native palm (Arecaceae) in northwestern South
America. In Chapter 2, a standardized research protocol (SRP) is presented,
which was designed as a simple and universally applicable tool for capture of
relevant data on the production and commercialization of palm products by
means of standardized surveys of stakeholders. The SRP consists of three
components: (I) the manual with instructions for conducting interviews,
including a questionnaire, (II) the forms for data recording during the
interviews and (III) the data capture table (DCT) for the transfer and
consolidation of data. The questionnaire includes all necessary questions, the
answering of which represent relevant data that are necessary for the
understanding of the detailed processes of all commercial activities (e.g.,
questions about origin, quantity and type of raw materials used, the timing
and nature of manufacturing processes; expenses and profits of individual
stakeholders, trade limiting factors). General problems and limitations in the
application of the SRPs are discussed. Chapter 3 presents the results of an
extensive revision on trade in palm products in northwestern South America,
which is based on over 200 scientific publications and internet sources. Palm
trees are particularly present near the equator and are known worldwide as
third most important crop family after the grasses and legumes, as they
provide a variety of raw materials and products. Besides wood, countless non-
timber products (NTFPs) are used and marketed. The bulk of palm products is
used directly and has particularly in rural communities of tropical countries
many important applications in subsistence. Palms provide a wide range of
resources ranging from food and feed, construction materials and raw materials
for traditional or modern crafts through to cosmetics and medical
applications. Trade with palm products takes place at the local, regional,
national and international level. This work is focused on value chains,
volumes traded, prices, and the recent developments of some of the most
economically important, native palms and the raw materials they provide.
Socio-economic aspects are also presented and discussed. For many households,
the marketing of palm resources or products represents one of the most
important options to participate in the cash economy, which is essential to
provide access to health care and education. Overall, native palm products are
playing an important socio-economic role in local, regional and sometimes
national markets (“drivers of economy”) in South America. However, the number
of traded native palm products decreases with increasing geographical extent,
i.e., the number of products that are traded internationally is relatively
small and represents only a fraction of the usable diversity of resources.
Nevertheless, some native palms are of particular economic importance since
they deliver export products with turnovers reaching tens of million US$, such
as palm hearts and vegetable ivory. Chapter 4 is a case study on productivity
and sustainable management of Phytelephas aequatorialis, a palm endemic to
western Ecuador. This species provides vegetable ivory (tagua, the endosperm)
for handicraft and also leaves for thatch. Harvest of commercialized resources
is mainly from nature, although the palm is occasionally cultivated. Most
seeds are collected from the ground. In times of high demand, however, some
primary producers tend to collect immature inflorescence; these young seeds
are of low quality and not suitable for the production of tagua products for
export. The development of the inflorescence takes at least three years in the
lowlands and over four years at the Andean slopes at around 1,400 m above sea
level. Data from 365 palms included in this study showed that male palm trees
produce significantly more leaves than female palms. The harvest of leaves has
little effect on the production of leaves, but the fruit production is
significantly reduced. Sustainable use and marketing of the two partially
exclusive and locally competing products tagua (vegetable ivory) and cade
(leaves for roofs) have to be carefully designed. Application of non-
sustainable practices in the harvest of seeds and leaves, moderately efficient
regeneration of populations in pastures and insufficient availability of high-
quality raw material for the tagua manufacturing industry represent the
greatest challenges in the sustainable utilization of this valuable palm
species in the future. Chapter 5 and 6 deal with botanical and ecological
aspects and backgrounds of sustainability in the management of wild stocks of
a medicinal plant from the Peruvian Andes (Krameria lappacea) and the impact
of wild harvest in the state of individual populations. In Chapter 5 the
results of the study of parasitism and haustorium anatomy of Krameria lappacea
(rhatany, Krameriaceae) are presented. Rhatany is an endangered medicinal
plant from the semi-desert of the South American Andes and is destructively
harvested from nature. The present study investigated the presence or absence
of hemiparasitism, the host plant spectrum and morphology and anatomy of the
haustoria. Hemiparasitism could be confirmed and 106 haustorial connections to
18 host plant species from 17 genera and 12 plant families were recorded. By
the results of this study, the number of known host plants was doubled for
Krameria and the list of hosts was extended by four angiosperm families.
Overall, K. lappacea is a very generalistic hemiparasite, which probably
influences the performance of most perennial species in its habitat. Over-
collection therefore probably affects the entire vegetation notably.
Strategies for the conservation and sustainable harvesting should have high
priority due to the special ecological and economic importance of this
species. Chapter 6 deals with the effects of wild harvest on the condition of
natural Krameria lappacea populations and the question how to make the
sustainable wild harvesting based on a better understanding of the biology of
the species. Krameria root extracts are used as a promising ingredient for
various cosmetic and pharmaceutical preparations. However, commercial
cultivation of this medicinal plant is not economical. The commercial sourcing
takes place mainly in Peru. By destructive harvesting techniques and extensive
marketing wild stocks of this type are becoming increasingly rare, and in some
areas rhatany populations are already heavily degraded (commercially extinct).
The study is based on abundance data from the 238 examined plots (100 square
meters) in 6 regions in Peru and the conditions of the differently affected
populations are compared and discussed. Experimental results on the
germination of rhatany are presented, which have relevance for available
management options. Strategies for the conservation of K. lappacea should have
high priority and it is strongly recommended to promote the implementation of
sustainable harvesting practices. In Chapter 9, the major findings of each
chapter are finally summarized and discussed separately for both main subjects
of this work.Auf der ganzen Welt und besonders im Nordwesten Südamerikas sind wilde
Pflanzen und Pflanzenressourcen für unzählige Menschen von hoher ökologischer,
kultureller und wirtschaftlicher - häufig substanzieller - Bedeutung.
Besonders in den artenreichen Tropen liefert eine Vielzahl von
unterschiedlichen Pflanzen eine enorme Bandbreite an essentiellen
Ökosystemischen Leistungen, die direkt oder indirekt vom Menschen genutzt
werden. Indirekte Nutzung bezieht sich hier auf Ökosystemische Leistungen (wie
z.B., Biomasse- und Sauerstoffproduktion durch Photosynthese, Kohlendioxid-
Sequestrierung, Wasserreinigung, Erosionsschutz, etc.), direkte Nutzung meint
Entnahme und Gebrauch von Ökosystemischen Gütern, d.h. die Ernte und Nutzung
von pflanzlichen Rohstoffen (wie Holz, Früchte, Blätter, Wurzeln, Samen,
Fasern, Harze, Wachse, etc:). Im Zentrum dieser Arbeit stehen in diesem
Zusammenhang zwei Themenbereiche, unterteilt in mehrere Teilaspekte, die
separat in einzelnen Kapiteln bearbeitet werden. Nach einer allgemeinen,
themenübergreifenden und kontextualisierenden Einleitung (Kapitel 1)
beschäftigen sich die folgenden drei Kapitel mit Fragen zu Umfang,
Nachhaltigkeit und wirtschaftlicher Bedeutung des Handels mit nativen
Palmenressourcen (Arecaceae) im Nordwesten Südamerikas (Kapitel 2-4). Der
zweite Teil der Arbeit befaßt sich mit botanischen und ökologischen Aspekten
und Hintergründen zur Nachhaltigkeit in der Bewirtschaftung wilder Bestände
einer Medizinalpflanze aus den peruanischen Anden (Krameria lappaceae) und den
Auswirkungen der Wildernte auf den Zustand einzelner Populationen (Kapitel 5 &
6). Die beiden Themenbereiche werden separat bearbeitet, wobei die einzelnen
Kapitel Beiträgen entsprechen, die bereits in Fachzeitschriften veröffentlicht
wurden, bei diesen eingereicht sind oder in Kürze eingereicht werden. Dies ist
den jeweiligen Fußnoten auf Seite 26 und 27 zu entnehmen. Jedes Kapitel
enthält dementsprechend eigene Abschnitte zur Einleitung, zu den Materialien
und Methoden, Ergebnissen und eine Diskussion. Kapitel 7 diskutiert
zusammenfassend die Ergebnisse der Kapitel 2-4 (Arecaceae) bzw. Kapitel 5 & 6
(Krameria lappacea) und bildet den Abschluß der vorliegenden Arbeit, der
folgende wissenschaftliche Fragestellungen zu Grunde lagen: 1\. Wie können
Daten über den Handel mit pflanzlichen Ressourcen aus Wildernte in
standardisierter Form aufgenommen werden? 2\. Welche sind die wirtschaftlich
bedeutendsten einheimischen Palmenarten, Rohstoffe und Produkte in Bezug auf
Umsatz und Handelsvolumen im nordwestlichen Südamerika? 3\. Welche
sozioökonomische Bedeutung hat der Handel mit Palmrohstoffen für
Primärproduzenten und wie hoch ist ihre Profitbeteiligung? 4\. Welchen Einfluß
haben Umweltfaktoren (Höhenlage und Lichtintensität) und Bewirtschaftungweise
auf Blatt- und Fruchtproduktion bei Phytelephas aequatorialis? 5\. Was ist die
Biologie von Krameria lappacea und wie kann nachhaltiges Management auf dem
biologischen Verständnis der Art basieren? Um diese Fragen zu beantworten
wurden sowohl botanische Methoden in Feld- und Laborarbeiten angewandt, als
auch Experimente im Gewächshaus durchgeführt und ökonomisch botanische Daten
analysiert. Kapitel 1 stellt einleitend die hier behandelten Pflanzen vor,
führt in die Thematik ein und erläutert den Zusammenhang zwischen
Ökosystemischen Leistungen und der Nutzung von Wildpflanzen, berichtet über
die legalen Hintergründe von Wildsammlung und Vermarktung pflanzlicher
Rohstoffe in Südamerika und stellt ein in der ökonomischen Botanik
eingesetztest Analysewerkzeug vor. Weiterhin werden die Ziele der Arbeit
aufgeführt und es wird erläutert, welche Ansätze zur Bearbeitung der
Themenkomplexe gewählt wurden und eine Übersicht über die Gliederung der
Arbeit gegeben. Kapitel 2-4 beschäftigen sich mit Fragen zu Umfang,
Nachhaltigkeit und wirtschaftlicher Bedeutung des Handels mit nativen
Palmenressourcen (Arecaceae) im Nordwesten Südamerikas. In Kapitel 2 wird ein
Standardisiertes Forschungsprotokoll (SRP) vorgestellt, welches speziell als
einfaches und universell anwendbares Werkzeug entwickelt wurde, um relevante
Daten zur Produktion und Vermarktung von Palmenprodukten mit Hilfe von
Befragungen Beteiligter in einheitlicher Form aufzunehmen. Das SRP besteht aus
drei Komponenten: (I) Anleitung zur Durchführung von Interviews und inklusive
Fragenkatalog, (II) Formulare für die Datenaufnahme während der Befragungen
und (III) Datenaufnahmetabelle (DCT) zur Übertragung und Zusammenführung von
Daten. Der Fragenkatalog bezieht alle notwendigen Fragen mit ein, deren
Beantwortung relevante Daten liefern, die für das Verstehen der genauen
Abläufe aller kommerziellen Aktivitäten notwendig sind (z.B., Fragen zu
Herkunft, Menge und Typ verwendeter Rohstoffe; Art und Ablauf von
Verarbeitungsprozessen; Ausgaben und Gewinne einzelner Beteiligter; Faktoren,
die den Handel limiteren). Generelle Probleme und Limitierungen in der
Anwendungen werden diskutiert. Kapitel 3 stellt die Ergebnisse einer
umfangreichen Revision über den Handel mit Palmenprodukten im nordwestlichen
Südamerika vor, die auf über 200 wissenschaftlichen Publikationen und
Internetquellen basiert. Palmen sind in Äquatornähe besonders präsent und
gelten weltweit als drittwichtigste Nutzpflanzenfamilie nach den Süßgräsern
und Hülsenfrüchten, da sie eine Vielzahl von Rohstoffen und Produkten liefern.
Neben Holz werden auch zahllose Nicht-Holzprodukte (NTFPs) genutzt und
vermarktet. Der größte Teil der Palmprodukte wird direkt genutzt und findet
besonders in ländlichen Gemeinden tropischer Länder vielerlei subsistenziell
bedeutende Anwendungen. Angefangen bei Nahrungsmitteln und Futtermitteln über
Baumaterialien und Rohstoffe für traditionelles oder modernes Handwerk bis hin
zu Kosmetika und medizinischen Anwendungen stellen Palmen eine große
Bandbreite an Ressourcen bereit. Handel mit Palmprodukten erfolgt auf lokaler,
regionaler, nationaler und internationaler Ebene. Der Fokus dieser Arbeit
liegt auf Wertschöpfungsketten, Handelsvolumen, Preisen, und den jüngsten
Entwicklungen für einige der ökonomisch bedeutendsten, heimischen Palmen und
deren Rohstoffe. Sozioökonomische Aspekte werden ebenfalls vorgestellt und
diskutiert. Für viele Haushalte stellt die Vermarktung von Palmressourcen oder
-produkten eine der wichtigsten Möglichkeiten dar auch über den Tauschhandel
hinaus an der Geldwirtschaft teilzunehmen, was u.a. entscheidend für den
Zugang zu ärztlicher Versorgung und Bildung ist. Insgesamt spielen native
Palmprodukte in Südamerika also eine wichtige sozioökonomische Rolle in
lokalen, regionalen und manchmal nationalen Märkten („drivers of economy“).
Die Zahl der gehandelten nativen Palmprodukte nimmt jedoch mit steigendem
geografischen Ausmaß deutlich ab, d.h., die Zahl der Produkte, die
international gehandelt werden ist vergleichsweise gering und stellt nur einen
Bruchteil der nutzbaren Ressourcenvielfalt dar. Native Palmen von besonderer
ökonomischer Bedeutung liefern Exportprodukte mit Umsätzen in zweistelliger
Millionenhöhe, wie z.B. Palmherzen und pflanzliches Elfenbein. Kapitel 4 ist
eine Fallstudie zu Fragen der Produktivität und der nachhaltigen
Bewirtschaftung von Phytelephas aequatorialis, eine im Westen Ecuadors
endemisch vorkommende Palme. Von dieser Art werden pflanzliches Elfenbein
(tagua, das Endosperm) und Blätter für das Decken von Palmdächern vor allem
aus der Natur geerntet und kommerzialisiert, obwohl die Palme gelegentlich
angebaut wird. Die meisten Samen werden vom Boden gesammelt. In Zeiten hoher
Nachfrage jedoch, sammeln einige Primärproduzenten unreife Fruchtstände; diese
jungen Samen sind von minderer Qualität und nicht geegnet für die Herstellung
von tagua Produkten für den Export. Die Entwicklung der Fruchtstände dauert im
Tiefland drei Jahre und über vier Jahre an den Anden-Hängen bei rund 1400 m
ü.N.N. Daten von 365 untersuchten Palmen zeigen, dass männliche Palmen
deutlich mehr Blätter als weibliche Palmen produzieren. Die Ernte von Blättern
hat nur geringe Auswirkung auf die Produktion von Blättern, reduziert die
Fruchtproduktion jedoch erheblich. Nachhaltige Nutzung und Vermarktung der
beiden teilweise exklusiven und lokal konkurrierenden Produkte tagua
(pflanzliches Elfenbein) und cade (Blätter für Dächer) müssen sorgfältig
durchdacht werden. Einsatz nicht nachhaltiger Praktiken in der Ernte von Samen
und Blättern, mäßig effiziente Regeneration von Populationen auf Weideland und
unzureichende Verfügbarkeit hoch-qualitativer Rohstoffe für die verarbeitende
Industrie repräsentieren die größten Herausforderungen bei der nachhaltigen
Nutzung dieser wertvollen Palmart in der Zukunft. Kapitel 5 & 6 befassen sich
mit botanischen und ökologischen Aspekten und Hintergründen zur Nachhaltigkeit
in der Bewirtschaftung wilder Bestände einer Medizinalpflanze aus den
peruanischen Anden (Krameria lappacea) und den Auswirkungen der Wildernte auf
den Zustand einzelner Populationen In Kapitel 5 werden die Ergebnisse zur
Studie Parasitismus und Haustoriumanatomie von Krameria lappacea (Ratanhia,
Krameriaceae) präsentiert. Ratanhia ist eine gefährdete, übersammelte
Heilpflanze aus den Halbwüsten in den südamerikanischen Anden und wird
destruktiv aus der Natur geerntet. Die vorliegende Studie untersucht die
Anwesenheit oder Abwesenheit von Hemiparasitismus, das Wirtspflanzenspektrum
sowie Morphologie und Anatomie der Haustorien. Hemiparasitismus konnte
bestätigt werden, 106 haustoriale Verbindungen zu 18 Wirtspflanzenarten aus 17
Gattungen und 12 Pflanzenfamilien wurden dokumentiert. Durch die Ergebnisse
dieser Studie wurde die Anzahl von bekannten Wirtspflanzen für Krameria
verdoppelt und um vier zusätzliche Angiospermefamilien erweitert. K. lappacea
ist insgesamt ein sehr generalistischer Hemiparasit und hat Einfluss auf die
Leistungsfähigkeit der meisten mehrjährigen Arten in ihrem Lebensraum.
Übersammlung betrifft daher wahrscheinlich die gesamte Vegetation. Aufgrund
der speziellen ökologischen und wirtschaftlichen Bedeutung dieser Art sollten
Strategien zur Erhaltung und zur nachhaltigen Ernte hohe Priorität haben.
Kapitel 6 befaßt sich mit den Auswirkungen von Wildernte auf den Zustand
natürlicher Krameria lappacea Populationen und der Frage wie man auf Basis
eines besseren biologischen Verständnisses der Art die Wildernte nachhaltiger
gestalten kann. Krameria Wurzelextrakte werden als vielversprechende Zutaten
für diverse kosmetische und pharmazeutische Präparate eingesetzt. Eine
kommerzielle Kultivierung dieser Heilpflanze ist jedoch nicht ökonomisch. Die
kommerzielle Beschaffung erfolgt hauptsächlich in Peru. Durch destruktive
Erntetechniken und umfangreiche Vermarktung werden wilde Bestände dieser Art
immer seltener und in einigen Gegenden ist Ratanhia bereits erheblich
dezimiert (commercially extinct). Die Studie basiert auf den Abundanzdaten aus
der Untersuchung von 238 plots (100 qm) in 6 Regionen in Peru und der Zustand
der unterschiedlich beeinflußten Populationen wird verglichen und diskutiert.
Experimentelle Ergebnisse zur Keimung von Ratanhia, die Relevanz für
verfügbare Management-Optionen haben, werden vorgestellt. Strategien zur
Erhaltung von K. lappacea sollten hohe Priorität haben und es wird dringend
empfohlen die Umsetzung verfügbarer nac
