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Die Boreale Zone nach der Ökozonalen Gliederung der Erde

Alaska als Fallbeispiel der Borealen Waldländer


Bakkalaureatsarbeit

Institut für Geographie und Raumforschung- Karl-Franzens-Universität Graz

Inhaltsverzeichnis


1.         Einleitung  9

1.1.      Arbeitsmethodik und Abgrenzung. 9
1.2.      Der Begriff „Boreal“. 9

2.         Die Ökozonale Gliederung der Erde  10

2.1.      Definition. 10
2.2.      Gliederung und Verbreitung der Ökozonen. 10
2.3.      Die einzelnen Ökozonen in einem kurzen Überblick. 11

3.         Die Boreale Zone  23

3.1.      Verbreitung der Borealen Zone. 23
3.2.      Gliederung der Borealen Zone. 24
3.3.      Das Klima der Borealen Zone. 24
3.4.      Reliefenergie, Landformen und Gewässer der Borealen Zone. 26
3.5.      Die Böden der Borealen Zone. 27
3.6.      Der Permafrost 27
3.7.      Vegetation und Tierwelt der Borealen Zone. 28

3.7.1.       Der Boreale Nadelwald. 28
3.7.2.       Die Moore der Borealen Zone. 30
3.7.3.       Die Tierwelt der Borealen Zone. 31

3.8.      Die Rolle der Feuer in der Borealen Zone. 32

3.9.      Erschließung und Landnutzung der Borealen Zone. 32

3.9.1.       Traditionelle Nutzungsformen. 33
3.9.2.       Landwirtschaftliche Nutzung. 33
3.9.3.       Forstwirtschaftliche Nutzung. 34
3.9.4.       Weitere Nutzungsformen. 34

4.         Alaska als Fallbeispiel der Borealen Waldländer 35

Literaturverzeichnis  42


Zusammenfassung


Die Erde kann in 9 Ökozonen eingeteilt werden. Die sich grundsätzlich durch Klima, Boden und Vegetation unterscheiden. Eine dieser Ökozonen ist die Boreale Zone. Sie ist die einzige Ökozone die nur auf der Nordhalbkugel verbreitet ist, da auf der Südhalbkugel in diesen Breiten die Landmassen fehlen.

Die Boreale Zone charakterisiert sich durch die Nadelwälder. Oft wird auch der Begriff Taiga verwendet, der die vorherrschende Vegetation, nämlich den immergrünen Nadelwald bezeichnet. Die Taiga kann in helle und dunkle Taiga unterteilt werden. Wobei die helle Taiga von den Laubwerfenden Bäumen, den Lärchen (Larix) dominiert ist und in den kontinentalen Klimaten der Borealen Zone verbreitet ist.

Die dunkle Taiga kommt in ozeanischern Klimaten vor und wird durch nicht Laubwerfende Bäume, wie Fichten zusammengesetzt. Weitere charakteristische Vegetation der Borealen Zone sind Torfmoore. Die auch von wirtschaftlicher Bedeutung sind. Ungefähr 66% der Welttorfvorkommen stammen aus diesen Mooren. Auch die Forstwirtschaft ist wichtig für diese Ökozone. Allerdings wird das meiste Holz das aus der Borealen Zone stammt nur für die Papierindustrie verwendet, da die Qualität des Holzes meist nicht so gut ist.

Etwa 30% des Holzes stammen aus der Borealen Zone.

Das Klima ist ganzjährig humid, obwohl die Niederschläge eher gering sind. Aber durch die kühlen Temperaturen sind die Niederschläge immer höher als die Verdunstung. Die Winter sind lang und kalt, die Sommer kurz und warm. Die West- und Ostseiten der Kontinente sind durch ein feuchtkaltes und das Landesinnere ist durch ein trockenkaltes Winterklima gekennzeichnet.

Der zonale Boden ist der Podsol. Permafrost ist in diesen Breiten weit verbreitet. Er hat starke Auswirkung auf die Vegetation. Er begünstigt zum Beispiel die Bildung von Mooren, da er für Staunässe sorgt. Außerdem sind die Podsolböden dort wo Permafrost vorherrscht nur noch schwach ausgeprägt.

Alaska ist zum Beispiel zum Großteil von der Borealen Zone bedeckt. Im Kapitel 4 wird Alaska als Fallbeispiel Borealer Waldländer herangezogen.

Summery


The Earth has 9 Ecozones. The Ecozones are an ecological division of the Geosphere. Physical factors such as climate, soils, lamdform, and vegetation are the main factors which characterize an Ecozone. One of these zones is the Boreal zone. The Boreal zone is the only ecozone limited on the Northern Hemisphere.

This zone is characterized by Boreal coniferous forest. This forest is also known as taiga. The taiga can be division in light and dark taiga. The light Taiga is characterized by larches (larix), which loos their needles in winter. Deciduous larches extend over large areas of the interior of Siberia and from the polar tree line for all of Siberia. The dark taiga is characterized by non deciduous conifers, like spruce (picea).

Another vegetation type of the Boreal zone are Peat bogs. Peat bogs are very important economy in the Boreal zone. About 66% of the world deposit of peat came form the peat bogs of Borealis. Also forestry is important, but most of the wood is used for paper industry, because the quality of the wood is not really good. About 30% of the wood came from the Boreal forest.

The climate is perennial humid. The precipitations are minor, but above the evaporation. Winters are long and cold, summers are short an warm

The zonal soil is podsol. Permafrost is widespread in these latitudes. Permafrost has strong effects on vegetation and favours the creation of fenlands, because it causes waterlogging. Alaska is for the most part Boreal zone. In chapter 4 Alaska is explained as example case for a Boreal timberland.

1.      Einleitung


1.1.   Arbeitsmethodik und Abgrenzung

Vorweg muss klargestellt werden das bei dieser Arbeit kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben wird. Eine detaillierte und ausführliche Erarbeitung der Borealen Zone würde den Rahmen einer Bakkalaureatsarbeit sprängen. Zum besseren Verständnis der Thematik wurde in einem allgemeinen Überblick die Ökozonale Gliederung der Erde kurz erwähnt und näher auf die einzelnen Ökozonen der Erde eingegangen.

Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die Boreale Zone gelegt. Diese wurde im Bezug auf die Verbreitung, das Klima, die Böden, die Vegetation und Tierwelt, die Erschließung und Nutzung sowie auf die Landschaftlichen Besonderheiten, die interne Gliederung und die Rolle des Feuers innerhalb dieser Ökozone genauer beschrieben. Wobei es sich hier keinesfalls um eine vollständige und ins Detail gehende Beschreibung handelt.

So wurde nicht auf einzelne lokale und regionale Gegebenheiten eingegangen. Außerdem wurde Alaska als Fallbeispiel eines Borealen Waldlandes in groben Zügen beschrieben.


1.2.   Der Begriff „Boreal“

Die Boreale Zone ist die Zone der nördlichen Nadelwälder. In der Literatur wird auch oft der Begriff „Borealis“ als Synonym für diese Ökozone verwendet. Der Name leitet sich von „Boreas“, der Gottheit des kalten Nordwindes in der griechischen Mythologie ab; „boreal“ bedeutet so viel wie „nördlich“ (vgl. Venzke, 2008, S.3).

Die Boreale Zone ist nur auf der Nordhalbkugel ausgebildet. Sie beinhaltet das weltweit größte Moorgebiet und ein Drittel der Waldflächen der Erde. Auch der Begriff „Taiga“ wird als Bezeichnung für die Boreale Zone herangezogen. Dieser Begriff stammt aus der jakultischen Sprache und bedeutet Wald.

2.      Die Ökozonale Gliederung der Erde


Hier soll ein kurzer und sehr allgemeiner Überblick über die Ökozonale Gliederung der Erde nach Schultz gegeben werden. Es wird hier kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben, da dies den Rahmen dieser Bakkalaureatsarbeit sprengen würde.

Bevor die Ökozonale Gliederung der Erde näher beschrieben wird, wird versucht eine Definition zu Ökozonen zu geben. Des Weiteren soll die Gliederung und Verbreitung kurz beschrieben werden.


Ökozonen sind Großräume er der Erde, die sich durch jeweils eigenständige Klimagenese, Morphodynamik, Bodenbildungsprozesse, Lebensweisen von Pflanzen und Tieren sowie Ertragsleistungen in der Agrar- und Forstwirtschaft auszeichnen. (Schultz, 1995, S. 11)

Demnach unterscheiden sie sich deutlich nach den Bodentypen, den Landformen, den jährlichen und täglichen Klimagang, den Pflanzenformationen, den Biomen sowie der agrarischen und forstwirtschaftlichen Nutzung.


2.2.   Gliederung und Verbreitung der Ökozonen


Die Erde lässt sich nach dem Model von Schultz in 9 Ökozonen teilen, wobei nur der Festlandbereich der Erde berücksichtigt wird und die marinen Ökozonen ausgeschlossen bleiben.

Wird nur mit 9 Zonen gearbeitet, so muss sehr viel von der geographischen Realität ausgeblendet werden. Daher sind die Ökozonen sehr stark modellhaft zu sehen und nicht als Realität, da diese viel komplexer ist.

Bei Ökozonen geht es um ein naturräumliches Ordnungsmuster, es soll versucht werden die gesamte Erde in Zonen einzuteilen. Das Model der Ökozonen soll erste Informationen über Faktoren geben die sich wirklich zonal ändern. Dazu zählen z.B. die Strahlungsintensität, die Globale Zirkulation, die hygrothermischen Bedingungen, das Relief und die Morphodynamik, die Böden und die Gewässer.

Die Verbreitung der Ökozonen auf der Erde ist breitenabhängig und gewöhnlich disjunkt auf die Kontinente verteilt. Die Abbildung 1 zeigt die ökozonale Gliederung der Erde im Überblick. Man findet alle Ökozonen, außer der Borealen Zone, sowohl auf der südlichen als auch auf der nördlichen Hemisphäre. Die boreale Zone kommt jedoch nur auf der nördlichen Hemisphäre vor, auf der südlichen Halbkugel fehlen die Landmassen in diesen Breiten.



2.3.   Die einzelnen Ökozonen in einem kurzen Überblick


2.3.1   Die Polare und subpolare Zone


Sie ist bipolar Verbreitet. Auf der Südhalbkugel ist sie in Form der Antarktis vertreten und auf der Nordhalbkugel in Form der Arktis. Die Gesamtfläche umfasst 22 Mio 2, davon fallen 14 Mio km2 auf die Antarktis.

Die Antarktis ist ein riesiger vergletscherter Kontinent und bis zu 4000m hoch. Die Arktis ist hingegen ein Meeresbecken mit einer Inselgruppe nördlich von Amerika und erreicht eine Tiefe von bis zu 4000m.

In etwa Dreiviertel der Fläche sind ständig mit Eis bedeckt und gehören somit zu den polaren Eiswüsten, diese umfassen fast die gesamte Antarktis. Die Arktis hingegen ist fast eisfrei, mit Ausnahme von Grönland und einigen weiteren polaren Inseln. Die eisfreien Flächen der Arktis können in Frostschuttzone und Tundra unterteilt werden.

Das Jahresmittel der Lufttemperatur liegt unter 0°C, dies kommt von den negativen Jahresstrahlungsbilanzen. Kein Monat hat ein Monatsmittel von über 10°C. In der Tundra kann das Monatsmittel für 1 bis 3 Monate über 5°C erreichen. Es herrscht ein thermisches und solares Jahreszeitenklima.

Die tageszeitlichen Beleuchtungsunterschiede sind weniger wichtig, je näher man sich dem Pol nähert. Es gibt keinen ausgeprägten Tag-/ Nachtwechsel mehr. Bei 70° Nord geht die Sonne im Winter nicht auf, im Sommer nicht unter. Es kommt zu einem halbjährlichen Wechseln zwischen Polarnacht und Polartag.

Die Niederschläge sind meist sehr gering und bleiben normalerweise unter 200mm. Trotzdem ist das Klima humid, da auch die Verdunstung der gering ist. Der Schneeanteil am Niederschlag ist höher als der Regenanteil. Die Schneedeckendauer beträgt 9 Monate oder mehr. Die Schneedecke erreicht aber keine besonders Hohe Mächtigkeit, sie beträgt zwischen 20 und 30 cm.

Es gibt kaum zonale Böden. Vernässte Böden sind in der polaren/subpolaren Zone sehr häufig. Aufgrund des langsamen Abbaus des Bestandesabfalls ist der Boden im Allgemeinen sehr humusreich aber nährstoffarm (besonders Stickstoffarm). Der häufigste Bodentyp der in diesen Breiten vorkommt ist der Gelic Gleysol (Tundragley-Boden). Der Frost hat massive Wirkungen auf die oberen Bodenschichten, Bodenoberfläche und die Vegetationsdecke.

Die Vegetation ist sehr artenarm. Es dominieren Sauergräser, Wollgräser, Moose, Flechten, Zwergbirken sowie Zwergweiden. Die Artenzahl und der Bedeckungsgrad nehmen polwärts ab. Da die Vegetationsdecke sehr gering ist haben Abtragungsprozesse eine sehr hohe Effizienz Die Tierwelt ist im Hinblick auf die Biomasse sehr bedeutend.

Zu den typischen Tieren gehören Rentiere, Lemminge, Eisbären (nur Arktis), Schneehühner, Eulen, Moschusochsen, Pinguine (nur Antarktis) und vor allem Vögel. Die Tiere spielen eine sehr große Bedeutung bei der Zersetzung der Phytomasse, da die Destruenten schon fast gänzlich inaktiv sind.


2.3.2   Die Boreale Zone


Die Boreale Zone soll hier nur kurz behandelt werden und wird im Kapitel 3 vertieft.

Die Boreale Zone ist nur auf der Nordhalbkugel ausgebildet, da auf der Südhalbkugel in diesen Breiten die Landmassen fehlen. Es ist ein humider Klimatypus mit einer kalten Jahreszeit und einem kurzen Sommer. Die Schneemassen sind sehr hoch. Die Streuauflage ist sehr mächtig. Die Böden neigen zur Auswaschung (Podsolierung).

Der zonale Boden ist der Podsolboden. Permaforst ist weit verbreitet. Zonaler Vegetationstyp sind Nadelwälder. Taiga ist der Fachbegriff für Borealen Nadelwald. Häufig sind auch Torfmoore. Wechselfeuchte Landtiere fehlen komplett. Andere Tiere wie z.B. Bären brauchen sehr lange Winterruhen. Mache verlassen im Winter auch das Gebiet. Wichtigste Wirtschaftszweige sind Holznutzung und Torfabbau.

Andere Nutzungsformen sind die Jagd und Pelzwirtschaft


2.3.3.  Die Trockenen Mittelbreiten

Zu den Trockenen Mittelbreiten gehören große Teile Zentralasiens und die Steppen Südosteuropas(z.B. Ukraine, Turan, Kasachstan, Sinkiang, Tibet, Gobi, Mongolei), der Mittlere Westen von Nordamerika (Prärien Nordamerikas – Saskatchewan, Alberta in Kanada, Great Plains, das Große Becken in den USA bis Arizona und Texas).

Die Trockenen Mittelbreiten bedecken in etwa 16,4 Mio km2 oder 11% des Festlandes der Erde.

Die Trockenen Mittelbreiten besitzen eine sehr ausgeprägte kontinentale Lage. Der Klimatypus weist eine humide und eine aride Jahreszeit auf. Die aride Jahreszeit ist die Warmzeit. Die Winter sind sehr kalt (kältester Monat mit tm < 0°C) und haben für einige Tage bzw. Monate eine Schneedecke. Die Sommer hingegen sich heiß, die Einstrahlung ist sehr hoch. Die Mittleren Monatstemperaturen übersteigen 20°C.

Es kann eine klimatische Unterteilung der Trockenen Mittelbreiten vorgenommen werden. Die Unterteilung wird anhand der regional unterschiedlichen Dauer der feuchtwarmen Zeit vorgenommen. Es lassen sich dann wintermilde und winterkalte Steppenklimate mit jeweils 2 bis 51/2 Monaten Vegetationsperiode sowie wintermilde und winterkalte Wüsten- und Halbwüstenklimate mit jeweils weniger als 2 Monaten Vegetationsperiode unterscheiden (Schultz, 1995, S.256).

Die Sommer wiesen so wenig Niederschläge auf, das Waldwachstum von Natur aus nicht mehr möglich ist. Die Jahresniederschläge der Steppenklimate betragen bis zu 600 mm, die Jahresniederschläge der Wüsten- und Halbwüstenklimate hingegen nur bis zu 250mm.

Wüsten- und Halbwüstenklimate erstrecken sich im Gebiet der Kaspischen Niederungen und Kasachstan, von Anatolien bis Afghanistan; Great Bassin und Colorado-Plateau, Patagonische Halbwüste, in Mittelasien (Karakum), Innerasien (Mongolei) und Teile N-Amerikas (Mohave), sowie Tibet und Pamir.

Die Steppe ist eine grasreiche Pflanzenformation ohne oder sehr lückenhaften Baumwuchs. Gräser und Kräuter dominieren. Man unterscheidet zwischen Walsteppen und Langgras-Feuchtsteppen, sowie Trocken-Kurzgrassteppen und Wüsten-Halbstrauchsteppen. Bei der Walssteppe wird der Baumwuchs immer lückenhafter und kontrahierter.

In Langgras-Feuchtsteppen sind Waldinseln auf Mulden mit Grundwasser beschränkt und die Gräser erreichen eine Höhe von bis zu 60 cm. Trocken-Kurzgrassteppen sind Waldlos, die Gräser sind niedriger und mehr als 6 Monate sind arid. Wüsten- und Halbwüstensteppen weisen überwiegend einen lückenhaften oder fehlenden Bestand an Vegetation auf. Meist besteht die Vegetation aus holzigen Sträuchern bzw.

Ursprünglich gab es viele Großwildherden, wie Bisons, Trapane, Saiga-Antilopen u.a., die heute fast vollständig ausgerottet sind. Nagetiere, Ziesel, Ameisen sind häufig und haben starken Einfluss auf die Vegetation.

Die Böden sind in der Steppe äußerst Humusreich. Die gesamte Pflanze stirbt im Herbst ab, da die Zersetzung der Negromasse sehr langsam vor sich geht fällt sehr viel Streu an. Die häufigsten zonalen Böden sind: Grauer Waldboden, Schwarzerden, Wüstenbraunerden und Böden mit Sodaverbrackung (Vertikalverfrachtung der Huminsäuren durch Salz, auch Solonzierung).

Feucht- und Trockensteppen werden nahezu vollständig agrarisch genutzt, erstere durch großbetrieblichen Getreideanbau und letztere durch extensive Weidewirtschaft. Ökologische Probleme gibt es vor allem mit Monokulturen in den Steppenzonen. Vor allem der Weizenanbau ist stark verbreitet. Die USA und Kanada haben 60% des Weltweiten Weizen Exportes. Das Dry-Farming-System ist weit verbreitet, es besteht Gefahr der Desertifikation.


Die Feuchten Mittelbreiten sind gut auf der Nordhalbkugel entwickelt. Auf der Südhalbkugel gibt es nur kleinere Vorkommen. West-, Mittel- und Osteuropa, das östliche Nordamerika sowie Teile von Ostasien zählen beispielsweise zu den Feuchten Mittelbreiten. Die Breitenlage variiert unter Einfluss kalter und warmer Meeresströmungen geringfügig.

An den Westseiten der Kontinente sind die Feuchten Mittelbreiten zwischen 40° und 60° ausgeprägt, an den Ostseiten der Kontinente zwischen 35° und 50°. Alle Teilvorkommen umfassen rund 15 Mio km2 oder 10% der Festlandfläche (vgl. Schultz, 1995, S. 196).

Die feuchten Mittelbreiten besitzen einen sehr ausgeprägten Jahresgang der Temperatur. Es gibt einen Jahreszeitenwechsel mit 4 unterschiedlichen Perioden, nämlich Frühling, Sommer, Herbst und Winter. Die winterliche Abkühlung bzw. die sommerliche Erwärmung ist geringer als in den nördlichen bzw. südlich anschließenden Ökozonen. Die thermischen Verhältnisse der Feuchten Mittelbreiten lassen sich daher als „gemäßigt“ oder „temperat“ einstufen.

Es bestehen ganzjährig humide Bedingungen, somit gibt es keine markanten jahreszeitlichen Niederschlagsschwankungen. Der Jahresniederschlag beträgt 500 – 1000 mm. Ein Teil des Niederschlags geht im Winter teilweise als Schnee nieder.

Die Feuchten Mittelbreiten lassen sich in 3 Gruppen unterscheiden. Zum Einem in Gebiete mit kühlen Sommer und milden fast frostfreien Wintern. Diese weisen einen ozeanisch geprägten Klimacharakter auf. Zum Anderem in Gebiete mit heißen Sommern und strengen Wintern. Diese sind sehr kontinental geprägte Klimate. Die dritte Gruppe bildet der Übergangsbereich zwischen den beiden erst genannten.

Die Vegetation zeichnet sich durch den sommergrünen Laubwald aus. Im Herbst gibt es einen obligaten Laubwurf, dieser wird hauptsächlich durch die abnehmenden Tageslängen ausgelöst. Im Winter stellen die Pflanzen die Photosynthese ein, im Boden werden die chemischen Prozesse verlangsamt.

Im Frühling beginnt die Blüte, der Boden erwärmt sich rasch, es bildet sich Humus. Im Sommer kommt es zu Stresssituationen der Pflanze, da sie unter dem Schatten des Laubwaldes an Lichtmangel leiden.

Da die Pflanzendecke grundsätzlich geschlossen ist, ist der Boden gut stabilisiert und es gibt wenig Erosion.

Sehr hohe Anteile der Feuchten Mittelbreiten sind agrarisch und forstwirtschaftliche genutzt. Die Landwirtschaft ist geprägt durch flächenhafte und kapitalintensive mittel- bis kleinbetriebliche Bewirtschaftungsformen. Vorherrschende Nutzpflanzen sind Getreide (Weizen, Hafer, Roggen, Gerste, Mais), Hackfrüchte wie Kartoffeln und Zuckerrübe, Ölpflanzen (v.a. Raps) und Obst (Äpfel, Birnen).


2.3.5.  Die tropisch/subtropischen Trockengebiete


Dieses Gebiet umfasst die großen Trockenräume der Erde. Dazu zählen die Sahara, Namib und Karoo in Afrika; Sinai und die Arabische Wüste in Asien; die Wüsten in den USA und Mexico z.B. Sonora; das innere des australischen Kontinents, das mehr oder wenigerHalbwüstenhaft ist und die Trockendiagonale in Südamerika z.B. Peruanisch-chileniche-Küstenwüste (Atacama).

Die Gesamtfläche beläuft sich auch 31,2 Mio km2 oder 20,9% der Festlandfläche der Erde (Schultz, 1995, S.312).

Die Jahresniederschläge sind sehr gering, sie betragen in etwa 0 bis 250 mm. Dies ergibt ganzjährig aride Verhältnisse. Die Regenarmut ist vor allem eine Konsequenz der Breitenlage (10°-35°).

Die meisten großen Trockengebiete der Erde liegen nördlich und südlich des Wendekreises. Im Bereich des subtropischen-randtropischen Hochdruckgürtels. Ausnahmen bilden die weiter äquatorwärts reichenden Küstenwüsten in Südwestafrika und im westlichen Südamerika. Hier sind kalte Meeresströmungen ausschlaggebend.

Die Bodenetwicklung ist grundsätzlich verzögert und sehr gering bzw. fehlend. Der Streuanfall auf den Boden ist sehr gering, die Zersetzung ist aber auch sehr langsam. Der Wind bewirkt eine Umlagerung von Boden- und Gesteinsmaterial. Vorwiegend findet man Rohböden (Lithosole). In subtropischen Wüsten findet man kauf zonale Böden.

In semiariden Gebieten spielt der Wasserhaushalt bei der Bodenentwicklung eine große Rolle. Oberflächenformende Prozesse wie Deflation durch Wind (Dünen) oder die Bildung von Gebirgsfußflächen durch flächenhafte Abspülung sind sehr wichtig.


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