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1.-6. VL Woche...

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Biogeographie SoSe2021 Vegetation der Erde Inhaltsverzeichnis Literaturhinweis................................................................................................................................................3 I.

Prinzipien der Vegetationsgliederung.......................................................................................................3 1.

Definition von Wald..........................................................................................................................4

2. Pflanzenformation............................................................................................................................4 3. A.

Ökonomische Klimadiagramme (WALTER)..........................................................................................4 Aus Wärmemangel waldfreie Gebiete..................................................................................................5

1. Übergreifende klimatische, geomorphologische und biogeographische Merkmale der Arktis und Subarktis.................................................................................................................................................. 5 2. B.

Übergreifende klimatische und biogeographische Merkmale der Antarktis..................................11 Aus Wassermangel waldfreie Gebiete................................................................................................12

1.

Übergreifende Merkmale von Halbwüsten....................................................................................12

2. Übergreifende klimatische, biogeographische und pedologische Merkmale der nemoralen Grasländer..............................................................................................................................................13 3. Übergreifende klimatische, biogeographische und pedologische Merkmale der australen Trockengebiete.......................................................................................................................................25 4. Übergreifende klimatische, geomorphologische und biogeographische Merkmale der meridionalen (subtropischen) Trockengebiete......................................................................................25 5. C.

Übergreifende klimatische geomorphologische und biogeographische Merkmale von Wüsten....30 Die Waldklimate der Erde...................................................................................................................30

1. Übergreifende klimatische, geomorphologische und biogeographische Merkmale der innertropischen perhumiden Tieflandsregenwälder.............................................................................30 2. Übergreifende klimatische, geomorphologische und biogeographische Merkmale der wechselfeuchten Tropen........................................................................................................................30 3. Übergreifende klimatische, pedologische und biogeographische Merkmale der humiden meridionalen Zone (immerfeuchte Subtropen: Lorbeerwald)..............................................................30 4. Übergreifende klimatische, pedologische und biogeographische Merkmale der semihumiden meridionalen Zone (wechselfeuchte Subtropen: Hartlaubwald)..........................................................31 5. Übergreifende klimatische, geomorphologische, pedologische und biogeographische Merkmale der nemoralen Zone (sommergrüner Laubwald)...................................................................................31 6. Übergreifende klimatische, geomorphologische, pedologische und biogeographische Merkmale der borealen Zone.................................................................................................................................. 31 D. Synopsis..................................................................................................................................................31

Semesterwoche 01

Literaturhinweis

ROTHMALER - Exkursionsflora von Deutschland. Gefäßpflanzen: Grundband

I.

Prinzipien der Vegetationsgliederung 

Gliedern nach Vegetation in ihrer Bedeutung für die Landschaf



Nicht nach einzelnen Pflanzen, sondern um Pflanzen in einer Pflanzengemeinschaf in einer Landschaf



Nicht nach strahlungsdefinierten Kriterien: Tropen, Subtropen, Außertropen



Pflanzendecke abhängig von Wasser und Wärme  und somit ist die Sonneneinstrahlung/ das Klima mit bedacht



Vegetation der Erde ist klimaabhängig



Klima eines Wuchsortes resultiert aus unterschiedlichen Komponenten: 1. Strahlungsgenuss (abh. von Breitenkreislage) 2.

Klima (ahb. von der Höhe über dem Meer)

3. Menge/Form/Verteilung des Niederschlags 4. Lage zum Meer 

Südhemisphärische Wasserhalbkugel, Nordhemisphärische Landhalbkugel



Vegetationsverteilung der Erde ist so asymmetrisch wie die Land/Meer-Verteilung der Erde



Circulationssystem des Windes



Westwindzone: warmer Meeresstrom (Golfstrom) milde, feuchte Luf nach Mittel- und Westeuropa



Bedeutendstes Unterscheidungsmerkmal der Vegetation: Wald



Bäume fehlen wahrscheinlich nicht, weil es zu kalt ist, sondern weil eine Zeit fehlt in der es warm genug ist für Wachstum



Bäume fehlen aus Wassermangel

1. Definition von Wald Ein Baum ist ein selbstständig aufrechtstehendes Holzgewächs, welches meist Einstämmig mit massivem Holzkern, sekundären Dickenwachstum und Astkrone aufritt. Für einen Wald muss eine Kronendeckung von mindestens 10% aufreten.

2. Pflanzenformation Dominante Wuchsform Baum, Strauch, Gras etc. bildet eine Formation definiert durch die Wuchs- oder Lebensform.

3. Ökonomische Klimadiagramme (WALTER) 

Niederschlag höher als Temperaturkurve: relativ humid



Niederschlag niedriger als Temperaturkurve: relativ arid



Lage über dem Meer ist eine wichtige Bedingung des Lebens



Jahresmitteltemperatur und mittlere Summe des Jahresniederschlags angegeben (Mittelwerte definieren nicht)



Wie wenig Niederschlag darf fallen, sodass das System nicht auf Dauer kollabiert?  besonders in Trockengebieten entscheidend  nicht der mittlere Zustand wichtig, sondern die Schwankung

Semesterwoche 02

A. Aus Wärmemangel waldfreie Gebiete 1. Übergreifende klimatische, geomorphologische und biogeographische Merkmale der Arktis und Subarktis 

Grenze zwischen dem nördlichsten Waldgebiet der Erde und diesem Bereich keine klare Grenze 

Übergangszone



Ökoton



Ausgezeichnet durch immer lichter werdende Wälder mit immer kleineren Bäumen bis hin zu Sträuchern



Kann mit unterschiedlichen Klimaschwellenwerten korreliert werden (Folie 2)



Rote Linie: Grenze Tundra-Zone; Grüne Linie: nördlicher Teil der Tundra, Blaue Linie: nördlich keinerlei Blütenpflanzen mehr



Tundra: waldloser Bereich um das Nordpolarmeer



Arktis: ursprünglich ein Astronomischer Begriff und mit dem Polarkreis begrenzt 66° 99´ n.B.



Astronomische Grenze unter vegetations-Gesichtspunkten aufgegeben (Folie 3) 

Monatsmitteltemperatur des wärmsten Monats von 10°C korreliert mit der arktischen Waldgrenze



Tagesmaxima von 15 °C korreliert ebenso



In besonders kalten Sommern (Hudson Bay) kann die Grenze zwischen den Borealen Nadelwald und der Tundra auf der geografischen Breite von 51° (Marburg)



Unter hochkontinentalen Bedingungen (warme Sommer) kann die Waldgrenze bei 72° 30´ n.B.



KÖPPEN hat geschaut wo Pflanzengrenzen liegen und hat es korreliert mit der nächsten Klimastation (Folie 4)





Charakterisiert das Klima aufgrund leichteingängiger Lebewesen (Eisfuchsklima)



Wasserhalbkugel der Erde (Antarktis)  Pinguinklima

Klima der Zone weniger ozeanisch als aufgrund der Lage am Nordpolarmeer erwartet, denn Meer friert im Winter zu



Arktis Problem: Klimawerte der Station sagen nichts über das Leben aus (Folie 5)



In diesem Ökosystem ist das Klima der bodennahen (2-5 cm über der Oberfläche) Lufschicht maßgeblich 

Mikrorelief



ob die Flächen der Sonne ausgesetzt sind (Sonnenhang oder Schatthang)



flach liegend/ eben



Windschatten (besonders wichtig)



Niederschlag spielt keine maßgebliche Rolle (Wurzeln in Aufauhorizont über dem Permafrost)



Entscheidend für die Produktivität der Pflanzen, ob die Erwärmung der bodennahen Lufschicht verwirbelt wird oder nicht



Kleinräumiges Mosaik von Pflanzen mit unterschiedlichen Wärmeansprüchen, dass in das Relief eingebettet ist



Oberflächenformen (Folie 6-7) Gletscherbedingt (Vorzeitformen): 

See, sandstelliges Relief, Berge die aus einer Eisbedeckung herausragen („Nunatak“)



Die feuchten Teile der Arktis (Meer-Nah) haben Gletscherbedeckung heute und hatten in der letzten Eiszeit Eisschilde (Hudson Bay)



Große Teile Sibiriens waren nicht unter Eis und viele Pflanzen haben in der bodennahen Luf überdauert

Jetztzeitformen, die mit der Frosteinwirkung zu tun haben: 

Kraterähnlicher Hügel in einem Delta



Niedermoor mit Wollgräsern



Eishügel („Pingo“) (Folie 8)  Permafrost-Indikatoren (Eifel)



Delta mit Polygonalstrukturen (Folie 9) (Untergrund gefroren  Schrumpfungsrisse  Eiskeile (Folie 10)



Delta mit Makrostrukturböden (Folie 11) Periglazialformen  Fost-WechselsortierungsPhänomene im Oberboden (mit Tauung und Gefrierung wechselt sich das Volumen von Wasser und somit sortiert sich das oberflächennahe Lockergestein in geometrische Formen) Zeichen für Frost-Wechsel-Klima



Scherbiger Schutt (Folie 12) = Frostschutt (Resultat von Wasser dringt in Spalten des Gesteins ein und dehnt sich beim Gefrieren aus)



Buckelwiesen („Thufur“) (Folie 16) Frost-abhängig aber nicht erklärbar; entstanden in der Abkühlungsphase der 60er Jahre

Pflanzenverteilung 

Wichtigstes Merkmal: Kleinwüchsigkeit (kleiner als 20 cm)



Haben während des Polartags 24 h Assimilation 



Sehr lange Vegetationsperiode (Juni-September durchgängig Licht)

Die Hauptmasse der Pflanzen liegt unterirdisch





Auch in Trockengebieten (Wassermangel)



Vergifete Böden (Schwermetallböden)



Biome die durch Feuer geprägt sind

Ähnliche Merkmale wie Pflanzen in Trockengebieten 

Sehen aus als wären sie xeromorph (Anpassung an Trockenheit)



Tatsächlich aber ein Hungermerkmal: peinomorph



Nährstoffmangel als Kombinationseffekt  eigentlich viel Stickstoff vertreten, kann aber nicht aufgenommen werden, da zu kalt



Pflanzen sind insektenbestäubt und windbestäubt



Hoher Anteil von kleistogamen Pflanzen (Selbstbestäubern)



Viviparie: Lebend gebärend  neue Pflanze keimt auf der Mutterpflanze als Austrieb



Samenverbreitung meist über Wind



Pflanzen sind frostkeimer



Pflanzen beeinflussen ihren Standort und die Wärme im Boden maßgeblich



Arktis sehr artenarm



Pflanzenzahlen in Regionen die mal unter Eis waren sind geringer als die Pflanzenzahlen in Regionen, die nie unter Eis waren

Verbreitungsmuster 



Poligonböden (Folie 18) 

Größter Teil des Bodens unbedeckt



Frostmuster-Boden



Zweit größter Teil sind kleine Krustenflechten mit sehr kleinen Moosen



Ganz kleine Gräser und kleine Rosetten



Insgesamt: Gefäßpflanzen weniger als 5%



Fleckentundra

Flechten (langsamwüchsig) 

Strauchflechte (Folie 19)



Rentierflechte (Folie 20)

Pflanzen in ihrer Verbreitung und Bedeutung für den Menschen 

Arctostaphylos (Bärentrauben) (Folie 21) 



Weist zerstückeltes Material auf (Disjunktion = zerstückelt/geteilt) o

Aufgrund von Eiszeiten

o

Flucht vor dem Wald

Hauptareal: Arktis, Borealer Nadelwald und Alpen







Robus chamaemorus (kleine Bromberpflanze) (Folie 21) 

Rote Beeren



Äußerst große Bedeutung da höchster VitaminC-Gehalt aller Früchte

Salix herbacea (kleine Weide) (Folie 22) 

Rasen von 1cm Höhe



Alpen



Skandinavien



Standort ohne Waldschatten

Salix reticulata (kleine Weide) (Folie 23) 



Gleiches Muster wie Salix herbacea

Thalictrum alpinum L. (Kraut) (Folie 24) 

Arktis



Hahnenfuß-Verwandte



Windbestäubt



Pollen auch schon in Eiszeitarchieven



Alpen/ Pyrenäen/ disjunkt aus der Arktis

Südliche Tundra (Folie 25) 

Sträucher haben alle die gleiche Oberfläche  Windgeformt



Relief + Wind  bestimmen Überleben im Winter (Im Sommer generell)



Zwergbirkenformation (Folie 26) 

Wachsen am Boden liegend abhängig vom Wind (Folie 27)



Tundra („wandfreies Strauchgebiet“)



Weiden

Fauna 

Wichtigste Tiere in der Arktis: wasserlebend (Walross, Robben, Eisbären etc.)



Landtiere die die Arktis nicht verlassen sind nur wenige (Moschusochsen) (Folie 29) 



Fressen gefriergetrocknete Pflanzen

Rentiere bleiben nicht in der Arktis (Folie 29 rechts)  sie wandern im Herbst in den Wald und im Sommer heraus 

Immer gleichbleibende Ruten



Hirschart in Rudeln



Im Verhältnis zum Körper das größte Geweih aller Hirscharten obwohl sie kaum was zum Fressen haben



Im Sommer in der Tundra unterwegs und weiden Gräser, Sträucher, Flechten (regenerieren sehr langsam) und Pilze



Überleben im Winter bei dünner Schneedecke im Wald der nördlichen Taiga



Kälber werden 1 Monat vor der Schneeschmelze geboren (Nahrhafe Milch und es gibt keine Mücken)





Haare des Rentiers innen hohl



Kerntemperatur 38 °C

Tiere passen sich mit einem Winterkleid an die Temperaturen an 1.1. Exkurs über den Aktualismus: Tundra einst und jetzt?

Wie Sah es in Marburg vor 20.000 Jahren aus und welche Bedeutung hatte das? 

Aktualismus: Vorstellung, dass die mechanisch geologischen und biologischen Kräfe immer gleich geblieben sind in ihrer Geschichte



Können wir aus der heuten Tundra rekonstruieren, wie es in Marburg vor 20.000 Jahren ausgesehen hat?



Eiszeitbefunde aus Marburg: 

Frost-Wechsel-bedingte Oberflächenformen (Eiskeilnetze)



Wanderschuttdecken



Böden: o

Tundra heute: Staunasse Rohböden (Ranker) und staunasse Gleie

o

Damals in Marburg: Heilerde (Löss)  Gesteinsstaub, der durch das Gras festgehalten wurde

o 



Pflanzenreste in Archiven und sprechende Areale

Pfanzenbestand: (ganz eindeutig Trocken und wenige Bäume) o

Wermut

o

Gräser

o

Sauergräser

o

Flechten

o

Gänsefußgewächse

Tiere: o

Eichhörnchenzahn gefunden

o

Tierknochen gefunden (hauptsächlich Pferde und Bison)

o

Mammutstoßzahn gefunden

o

Die meisten Tiere kleine Füße und dichtes feinhaariges Fell (gut gegen Kälte und schlecht bei Nässe)

o

In Sibirien: »

Mammuts mit 10 kg pro Hektar; Lebenserwartung: 60-80 Jahre; Felllänge bis zu 1 Meter; Fettschicht von 10 cm; kurzer Schwanz; kleine Ohren; 150 bis 300 kg Futter am Tag

» 



Murmeltiere, Ziesel, Lemminge

Karte (Folie 31) 

Weiß: Tundra



Weitgepunktet: Steppentundra (mehr Gräser)



Im Süden: isolierte Gehölzvorkommen an begünstigten Stellen

Vor 12.000 Jahren Beginn der Warmzeit 

Jede Vertiefung mit Wasser vollgelaufen



Fische ohne Ende



Vollkommen andere Lebensverhältnisse



Tiere wandern in gewohnte Lebensräume (Antilope in Zentralasien existierte auch in Mitteleuropa)

 

Paleoforschung (Folie 32) 





Kompletter Wechsel in Flora und Fauna

Eiszeit (rechtes Bild) absolut falsch!!! Keine Wälder zu dieser Zeit!!!

Veränderungen in der Eiszeit (Folie 33) 

Ungewöhnliche Perspektive



England gehörte mal zum Kontinent



Beringia war Überwasser



Alaska und Jakutien waren verbunden (Beringstraße ganz flach)

Wie können wir heute anschauen wie es in Marburg war? 

Modellieren (nicht immer passend siehe Folie 32)



Fakten: o

17 °C Absenkung (warm genug, dass Gras wächst)

o

Trockener (Tiere haben feines Fell)



Passt zu Skandinavien in Bezug auf die Temperatur aber nicht von der Feuchtigkeit



Was spricht dagegen die Tundra einfach nach Marburg zu verschieben? o



Sonneneinstrahlung

Was entspricht eher dem Ökosystem von Marburg? o

Wir müssen im gleichen Einstrahlungsbereich bleiben (!!!)  ursprüngliche Bedeutung von Klima

o

Trocken (Zentralasien)  kühler (zentralasiatisches Gebirge) (ca. auf dem gleichen Breitengrad bleiben)



Klimabereich von Mammuts (und der Pflanzen die man bei den Mammuts [Zähne, Magen, Fell] gefunden hat) (Folie 35-36) 

Wiesengebiete



Tundra



Niederschlagsbereich zwischen 200 – 600 mm



Mammutbestand nimmt ab obwohl es genug Fressen gab  wurden Ausgerottet vom Menschen)



Lössschnecken (Folie 39) 

Forschungsgegenstand der Paleoforschung

