Ökoregionen & Makroökologie - Trockene Tropen und Subtropen
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Ökoregionen & Makroökologie 5. Trockene Tropen und Subtropen
Die größten Wüsten • 8.700.000 km² - Sahara (Afrika) • 1.560.000 km² - Australische Wüsten (Australien) • 1.300.000 km² - Arabische Wüsten (Asien) • 1.040.000 km² - Gobi (Asien) • 715.000 km² - Kalahari (Afrika) • 676.000 km² - Patagonien (Südamerika) • 330.000 km² - Takla Makan (Asien) • 312.000 km² - Sonora (Nordamerika) • 273.000 km² - Karakum (Asien) • 273.000 km² - Tharr und Cholistan (Asien) • USA: 9.363.520 km² Deutschland: 356.974 km² • Trop.- & Subtrop. Wüsten (Passatwüste) • Relief- oder Binnenwüste
Verbreitung
Tropische/ subtropische
Trockengebiete
• in der Zone der ITC aufsteigende Luftmassen sinken in
den Subtropen zwischen dem 10.-40. Breitengrad ab →
Bildung dauernder Hochdruckgebiete
• absinkende Luft erwärmt sich (ca. 10°C / 1000m), dabei
nimmt die relative Luftfeuchtigkeit stark ab → Auflösung
von Wolken, hohe direkte Einstrahlung, Entstehung
heißer Trockengebiete
Tropische/ subtropische
Trockengebiete
Tropische/ subtropische
Trockengebiete
Nordhemisphäre:
Sahara (Nordafrika), arabische Wüste (Arabische
Halbinsel), iranische Wüste, Thar-Wüste (Vorderasien),
Sonora-Wüste (Mexiko), Chihuahuana (Mexiko)
Südhemisphäre:
Große Victoriawüste und Große Sandwüste (Zentral-
und Nordwestaustralien), Namib-Wüste (Südafrika),
Peruano-Chilenische Wüste (Südamerika)
Gesamtfläche: 31 Mio. km² (20,8 % der
Festlandsfläche)
Tropische/ subtropische
Trockengebiete
Ostseite der Kontinente
• die normalerweise trockenen Passate können
Steigungsregen bringen → Entstehung von
Regenwäldern oder Feuchtsavannen
Westküsten der Kontinente
• ablandige Passate führen zum Auftrieb kalten
Meereswassers → Abkühlung der bodennahen
Atmosphäre, Entstehung von Nebel
Nebelwüsten Bsp.: Namib, Westsahara, Atakama
Klima • Niederschläge treten nur auf, wenn feuchte Luftmassen aus den Nachbargebieten einströmen (Sommer − trop. Sommerregenzone; Winter − außertrop. Zirkulation) • Niederschläge unregelmäßig, bei Sommerregen teilw. extreme Regengüsse, die zu stark erodierendem Abfluss führen können (→ Wadis)
Klima
Klima • 2 Regenzeiten: Sonora-Wüste, Karoo-Wüste • eine Winterregenzeit: nördl. Sahara, vorderasiatische heiße Wüsten • eine Sommerregenzeit: südl. Sahara, Innere Namib, Thar-Wüste • seltene Regen, jedoch zu unterschiedl. Jahreszeiten: Zentral-Australien • fast regenlose Wüsten, aber mit häufigem Nebel: Peruanisch-chilenische Küstenwüste, Äußere Namib • regenlose extreme Wüste mit sehr seltenen Regenfällen: Zentrale Sahara
Böden Welche Faktoren sind bei der Bodenbildung von Bedeutung? • Wüsten weisen aufgrund fehlenden Wassers und nur geringer pflanzlicher Produktion meist Rohböden auf • Eigenschaften der Böden durch Ausgangsgestein bestimmt • überwiegend mechanische Verwitterungsprozesse: – Salzverwitterung – Temperaturverwitterung • hohe Evaporation führt zu Anreicherung von Salzen in den oberen Bodenhorizonten (NaCl, MgCl2, CaSO4)
Böden • Steinwüste (Hamada): Oberfläche durch Gesteinsbrocken bedeckt, feinere Verwitterungsprodukte werden ausgeblasen, z.B. Iranische Wüste • Kieswüste (Serir): ausgewehte verwitterte Konglomerate oder fossilen Flussalluvionen, z.B. Zentrale Sahara • Sandwüste (Erg): weitständig bewachsene Sandflächen oder vegetationslose Dünen, z.B. Rub al-Chali in Arabien • Tonwüste mit Tonpfannen (Dayas), tunesische Sahara • Salzwüste mit Salzpfannen (Sebkhas), z.B. Salzpfanne der Namib • Erosionstäler (Wadis): abgelagerte alluvialen Lockergesteinen • Oasen: kultivierte Böden
Böden
Steinwüste (Hamada) • Gesteinsbrocken >10 cm ,selten größer als 40 cm • Basalt, Sandstein oder tonige Kalke aber nie Granit • Farbe meist sehr dunkel, bis schwarz • Wegen dunkler Färbung werden hohe Bodentemperaturen erreicht • meist am Rand von Gebirgen oder auf Hochplateaus.
Kieswüste (Serir) • Oberfläche durch Kies und Grobsand abgedeckt • Darunter dünne Schicht mit Dreischichttonmineralen → Regen führt zur Bildung einer wasserstauenden Sperrschicht
Sandwüste (Erg) • Korndurchmesser: 0,15 – 1,4 mm • Sand hat ein Porenvolumen von etwa 28 - 45% Æ Dünen sind Wasserspeicher
Tonwüste (Sebkhas) • hohe Salzgehalte im Boden führen zu Krustenbildung • in der Regel vegetationsfrei im Zentrum
Salzwüste • Bilden sich in endorrheischer Senken oder Becken • Bedecken nur 1% der gesamten Wüstenflächen • Verdunstung > Niederschlag → Anreicherung von gelösten Stoffen
Äolische Prozesse
Äolische Prozesse: Deflation
• Barchane / Sicheldüne
– Wanderdüne
• Querdüne
– Senkrecht zur
Hauptwindrichtung
• Längsdüne
– Mit Hauptwindrichtung
• Sterndüne
– Ortsfest
– AltformÄolische Prozesse: Korrasion
Pilzfelsen
WindkanterGewässer: Fossiles Grundwasser • Größtes Grundwasserreservoire • 100 - 1000m tief • In feuchteren Klimaphasen gebildet • Bsp. Sahara 60000 km3 • Nicht regenerierbar • Austritt durch Druck
Gewässer: episodische
Süßgewässer
• Typischste Art für Hitzewüsten
• Existieren nur in begrenzter Zeit nach
Regenfällen und sind somit unvorhersehbar
• Die Wasserflächen sind alle von geringer Tiefe
• Temperatur wird direkt von der Luft bestimmtGewässer: Süße Dauergewässer
• Ursprung:
– Hochdringen von Grundwasser
– Erhalten Wasser von allogenen Wasserläufen
(z.B. Nil)
• Bedrohung durch Mensch
ÆWasser wird für Ackerbau oder Bergbau
hochgepumpt
• Größte Zerstörung durch ViehherdenOasen • Natürliche Oasen – Wadioase – Foggaraoase – Artesische Oase – Trichteroase • Natürliche Oasen: Wasser stammt aus Quellen oder Brunnen – Grundwasseroasen – Quelloasen – Flussoasen
Vegetation: Herausforderungen • hohe Luftfeuchtigkeits- (80 %) und Temperaturschwankungen (50° K) im Tagesverlauf • Wassermangel • Versalzung
Vegetation
Vegetation
Groundwater-dependent Precipitation-dependent
Desert type Rainfall in
+ Life form Spatial Temporal Life form Spatial Temporal mm/year +
Ecosystem occurrence
I. P contracted e.g. diffuse +
semi desert permanent P permanent 250 - 100 (80)
(perennial) wadis contracted
A contracted e.g. diffuse +
Autochthonous ecosystem seasonal A seasonal seasonal
(annual) at wadi mouth contracted
II. mostly
contracted e.g. contracted, e.g. in 100 (80) -
full desert P permanent P+pP permanent
oases runnels + playas 50 (20)
and rarely
Autochthonous
contracted, e.g. in seasonal and mostly seasonal
and rarely Allochthonous A -- -- A
runnels + playas accidental but spotty
ecosystem
III. accidental and
extreme desert contracted contracted, e.g. in
P permanent P+pP rarely 50 (20) - 5
subtype 1 only in oases wadis + playas
permanent
Autochthonous
contracted, e.g. in
+ A -- -- A accidental episodical spotty
wadis + playas
Allochthonous ecosystem
III. extreme desert contracted contracted, e.g. in
P permanent pP accidental 5-1
subtype 2 only in oases wadis + playas
Autochthonous
contracted, e.g. in mostly seasonal
+ frequently Allochthonous A -- -- A --
wadis + playas but spotty
ecosystem
III. extreme desert contracted e.g.
P permanent -- -- --Vegetation poikilohydre Pflanzen: • können Feuchtigkeit durch oberirdische Organe aufnehmen (Regen, Tau, Wasserdampf bei Luftfeuchte > 70%) • Einstellung der Lebensfunktionen bei zu großer Trockenheit (Anabiose) • Algen, Flechten, Pilze, Tillandsien homoiohydre Pflanzen: • müssen ihren Wasserhaushalt sichern
Vegetation
Vegetation: Anpassungen • stark entwickeltes Wurzelsystem, reduzierte oberird. Pflanzenteile • einjährige Samenpflanzen: Keimung, Entwicklung, Samenbildung während einer Feuchteperiode; Samen mit langer Keimfähigkeit • Mehrjährige Pflanzen: Knollen und Rhizome als Überdauerungsorgane, nach Regen schnelles Wachstum der Feinwurzeln, Verdunstungsschutz (Kutikularverdickung, eingesenkte Spaltöffnungen, Haarfilz), Blatt- und Stammsukkulenz
Vegetation: Anpassungen
Vegetation: Anpassungen
Vegetation: Anpassungen
Vegetation: Anpassungen CAM (Crassulacean Acid Metabolism) • z.B. Agavaceen, Bromeliaceen, Cactaceen, Crassulaceen
Fauna: Anpassungen
Fauna: Anpassungen Beispiel Kamel: • günstiges Oberflächen/Volumen-Verhältnis • schwankende Körpertemperatur • Flüssigkeitsverlust von 30% des Körpergewichtes tolerierbar (Mensch 15%) • bis zu 6%iges salzhaltiges Wasser kann verarbeiten werden (Mensch 3%iges)
Fauna: Anpassungen Z.B. Kleinsäuger: • Zuflucht tagsüber in Bodenhöhlen • Nutzung von Stoffwechselwasser Weitere Anpassungen: • Dormanz • Nachtaktivität
Fauna: Anpassungen Z.B.: Seitenwinder – Klapperschlange • Verbreitung v.a. in Teilen von Nord – und Südamerika • Besondere Anpassung: S – förmige Bewegung im heißen Sand
Produktivität
Nutzung: traditionelle Weidewirtschaft
Traditionelle Weidewirtschaften in
Abhängigkeit von den Feuchte-
bedingungen. Die natürlichen
Standortverhältisse entscheiden
über die Art der Betriebssysteme.
Mit zunehmender Gunst wird die
Wanderungsdistanz kürzer und die
Marktverknüpfung enger.
Aus Schultz 2000Nutzung: Wasserkonzentrationsanbau
Nutzung: Wasserkonzentrationsanbau
Nutzung
• Intensive Landwirtschaft: Künstliche
Bewässerung von Wüstengebieten
– Anreicherung von Salzen in den Böden: Boden wird
unbrauchbar
– Verwendung von fossilem Grundwasser: bald
erschöpft
• Tourismus in Wüstengebieten
– Infrastruktur, Trinkwasserversorgung, Elektrizität
– Kommunikation, KläranlagenNutzung • 1956: Entdeckung von Erdöllagern in der algerischen Sahara (1000 Mio Tonnen Erdöl in 3000 m Tiefe) → Entstehung von Industrieoasen • Förderung weiterer Rohstoffe: Erdgas, Steinkohle, Eisenerz, Phosphate, Silber, Kupfer- Kali-, Bromsalze etc.
Ökologische Probleme • Desertation: Gesamtheit der Prozesse, die zur Wüstenbildung führen • Degradation: Herabsetzung bzw. Verschlechterung bestimmter Bodeneigenschaften (1/3 der landwirtschaftlich nutzbaren Flächen von Bodendegradation betroffen) • Desertifikation: vom Menschen verursachte Ausdehnung wüstenartiger Regionen z.B. durch Überweidung, Rodung
Ökologische Probleme: Desertifikation
Bsp.: Sahelzone
• Problem: Überweidung und
Holzabschlag führten zum
Verlust der Pflanzendecke →
– Bodenerosion
– Abnahme der Artenvielfalt,
– Hungersnot (50 Millionen
Menschen in den 1970 & 1980er
Jahren betroffen, führte zum Tod
von schätzungsweise 1 Million),
– Wüstenbildung
• Gegenmaßnahme:
Anpflanzung eines Waldgürtels,
effiziente Bewässerung,
angepasste KulturpflanzenÖkoregionen & Makroökologie 6. Immerfeuchte Subtropen
Verbreitung
Schultz 2008Verbreitung • Gesamtfläche 6 Mio. km² = 4 % der Festlandsfläche • Zw. 25 und 35° Breitengrad, Ostseite der Kontinente • Abgrenzung zu immerfeuchten & sommerfeuchten Tropen äquatorwärts: 18°- Isotherme des kältesten Monats • Abgrenzung zu feuchten Mittelbreiten polwärts: sommerliche Erwärmung in mind. 4 Monaten ≥ 18°C & Mitteltemperatur des kältesten Monats ≥ +5°C
Klima
Niederschlagsmaximum im
Sommer, teilw. subhumide
Bedingungen über mehrere Monate
(< 7)
Regelmäßige
Fröste bis -10°C
Schultz 2008Klima
Aus Schultz 2000Klima
Aus Schultz 2000Klima • Monsunale Effekte führen zu sommerfeuchten Ostseitenklimaten • Winterliche Niederschläge im Zusammenhang mit Kaltlufteinbrüchen • Jahresniederschlag > 1.000 mm
Klima
Schultz 2008
Zyklone (Hurrikans, Taifune) können durch hohe Windgeschwindigkeiten
(häufig > 150 km/h) und Starkregen (mehrere 100 mm/h) zu
beträchtlichen Bodenabträgen, Überschwemmungen und Sturmschäden
führen.Vegetation
• Regenwälder
(mehrschichtig)
(Ost-West)
Landeinwärts
• Halbimmergrüne Feuchtwälder
• Immergrüne Lorbeerblätter
(≤ 2-schichtige Kronendächer, Blätter +/-
hartlaubig/xeromorph)
• Laubabwerfende Monsun- oder
TrockenwälderLandnutzung • Dicht besiedelt und wirtschaftlich hoch entwickelte Räume • Natürliche Vegetation überwiegend durch Kulturlandschaft ersetzt • Mehrjährige Nutzpflanzen: Citrus, Tee • Annuelle wärmeliebende Nutzpflanzen: Sorghum, Mais, Erdnüsse, Reis, Soja, Sesam, Bataten, Baumwolle, Tabak • Teilw. 2 - 3 Ernten pro Jahr
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