Geoökozonen (Fach) / Geoökozonen (Lektion)

Geoökozonen

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• Ökosystemmodell der Borealen Zone? Wahrscheinlich keine Gleichgewichtsbedingungen >> Stoffanreicherung >> mehr als 1/3 globaler C-Haushalt der Böden in der Borealen Zone! > jährliche Zunahme ca 0,7 Gt/a ! >> Hohe Streu Anteil 130 t/ha!  Geringe organische Substanz im Boden 70 t/ha, Phytomasse 200t/ha
• Missing links? C-Speicher ökosystemmodell % ? Biosphäre nimmt mehr auf ~ ungleichgewicht, wie sie abgibt >> jedoch Ursache noch nicht genau erforscht ~unklar CO²-Düngung der Atmosphäre könnte Grund dafür sein >> +Biomasseproduktion  Phytomasse 9%, Torf 59%, Streu auf Boden 31%
• Lage/Fläche der Feuchten Mittelbreiten Vor allem auf der NHK, stark fragmentiert, auf SHK nur in Teilen Südamerikas und Teile Australiens und Neuseeland. 9,7% der Festlandfläche mit in allem 14,5 mio km² weit entfernt von den Grenzen der Ökumene
• Klima der Feuchten Mittelbreiten? Veg Zeit? Noch deutlich saisonal differnzierter Jahresgang der Temperaturen. Mittlere Temperaturen mittlere Schwankungen mittlerer Niederschlag (aber Regenverlässlichkeit) >>>> gemäßigt eben (gemäßigte Breiten) Starke West Ost Differenzierung nach Ozeanität oder Kontinentalität Vegetatioszeit zwischen 6 und 12 Monaten
• Die Lage im Klimasystem der Feuchten Mittelbreiten? In der Planetarischen Frontalzone Westwindzone  Im Kontaktbereich tropischer Warmluft und polarer Kaltluft >> Luftmassenaustausch durch Übergang in Wellenzirkulation >> Rossby Wellen
• Wetter, Thema in den Feuchten mittelbreiten? In keiner Ökozone wird häufiger über das Wetter gesprochen >> hochgradig unbeständige Witterungen!!!
• Temperaturen und Niederschlag der Feuchten Mittelbreiten, Ozeanisch kontinental? Ozeanisch: Im Winter maximale Monatsmittel >5°C im Sommer minimale Monatsmittel <15°C Kontinental: Im Winter minmale Monatsmittel <-30°C im Sommer max. Monatsmittel 3M > 18°C >>> Ozeanisch: milde Winter und kühle Sommer , bis zu ganzjähriger Vegetatiosnperiode >> eher Winterniederschlag >>> Kontinental: heiße Sommer und kalte Winter, geringere Veg.Periode (halbjährig) >> eher Sommerniederschläge >> Jahresniederschläge in den Feuchten Mittelbreiten zwischen 500-1000mm
• Wodurch hochgradig unbeständige Witterungsverhätlnisse der mittleren Breiten ausgelöst? Zyklogenese an Frontalzone
• Strahlungsgang in den Wäldern der Mittelbreiten maßgeblich abhängig von? Belaubung! Ab Ende April Anfang Mai  Sonneneinstrahlung am Waldboden stark zurück aufgrund der Blattentfaltung
• Verwitterungs- und Abtragungsprozesse der Feuchten Mittelbreiten? Verlauffen vergleichsweise langsam (retardiert) ab. Bis heute sind die glazialen und glaziofluvalen Abtragungs- und Ablagerungsformen aus den pleistozänen Kaltpahasen erhalten >> aufgrund der chem. Verwitterung jedoch tiefreichendere Böden als Boreale und Subpolare/Polare Zonen Böden, jedoch lange nicht so tiefreichend wie die der Tropen
• Bodenbildung der Feuchten Mittelbreiten! Im vergleich zu anderen Waldklimaten günstige Bodenentwicklung!Gegenüber der nördlichen Borealen Zone, geringere Versauerung der Böden und mit Mull und Moder treten Humusformen auf die eine höhere KAK besitzen. Gegenüber den Tropen und Subtropen fällt insbesondere die günstige Tonmineralbildung ins Gewicht. Statt den Sorptionsschachen Zwei-Schicht-Tonmineralen der Tropen werden Sorptionsstarke Drei- und Vier-Schicht-Tonminerale der Illite und Cholite gebildet >> höhere KAK >> bei einer generell nur schwach sauren Reaktion haben die Böden daher relativ hohe Mineralische Nährstoffgehalte!!! >> Streuabbau durch aktives Bodenleben >> Böden sind im Holozän entstanden >> Bodenbildung durch perkolierendes Wasser gekennzeichnet
• Böden der Feuchten Mittelbreiten? Haplic: Luvisole(Lessives, parabraunerden) und Cambisole(Braunerden) die weiteste Verbreitung Luvisole (Lessivierung) >>> Ah (Humusanreicherung), E (Tonauswaschung),[LESSIVIERUNG], Bt (Tonanreicherung), Ck (Decksediment << hier (k) mit Kalkanreicherung) Cambisole (flach ausgeprägter Boden) >> Ah (Humusanreicherung)[Entkalkung >> Verbraunung >> Verlehmung],Bw, C Eeutric Cambisolen > Fruchtbarer >50% Basensättigung                                                                 Dystric Cambisolen  > Nährstoffärmer <50% Basensättigung
• Wälder der Feuchten Mittelbreiten? Sommergrüne Laub - und Mischwälder (Laubabwurf durch Saisonalität > kälte im Winter) Immergrüne Laub - und Mischwälder (früher Westeuropa, heute  nur mehr SHK) temperate Nadelwälder (im sommertrockenen westlichen Amerika) >> gehören zu den Produktivsten Wäldern der Erde
• Aspektwechsel der Mittelbreiten ? Die Jahreszeiten der sommergrünen Wälder? Frühjahr: > Wiedererwachen des Lebens beginnt am Waldboden (Frühlingsblüher zuerst)                         > Paarungszeit für die meisten Tierarten                                                                                       > Zugvögel kehren aus wärmeren Regionen zurück                                                                 > im weiteren Verlauf verlagert sich die Strahlungsabsorbierende Schicht immer mehr nach oben, über die Blattentfaltung der Sträucher des Jungwuchses bis zur Laubbildung der Baumkronen Sommer:  > Zeit voller Belaubung, max. LAI                                                                                                    > In Wäldern engen Kronenschlusss gelangt im extremen nur 10% Licht in den                               Stammraum > Schattenpflanzen geringer Primärproduktion                                                                                                                                                                                           Herbst: > Rückführung des größten Teils der sommerlichen Produktion                                                   > Resorption(Retranslokation) der Elemente N, Fe, P und K in die Zweide und den                   Stamm >> Entfärbung und Verfärbung                                                                                        > Zugvögeln ziehen fort                                                                                                                > Knospen werden gebildet Winter: > > Photosynthese eingestellt                                                                                                       >> Winterruhe vieler Säuger oder Winterschlaf                                                                                                                                           
• Grenzen der Sommergrünen Laub- und Mischwälder in alle Himmelsrichtungen ? Norden>> Zonal >>Verkürzung der Veg. perido > Borealer Nadelwald Osten >> Kontinental >> zunehmende Trockenheit und Winterkälte >> Boreal und Steppe Süden >> Zonal >> einsetzende Sommertrockenheit >> submediterrane Wälder Westen >> Ozeanisch >> Rückgang der winterlicehn Veg.Ruhe>> atlantische Heiden, immergrüne Pflanzen
• Fagus Sylvatica ? Rotbuche >> Fagus = Buchen
• Warum sind Föhren (Kiefern oder auch Pinus) keine guten Lebensbedingunsindikatoren? Weil sie ein extrem breiten Existenzbereich haben >> Potenzbereich  Sowohl in sauerem, alkalischem als auch nassen und trockenen Lebensbedingungsstandorten gedeiht sie, sehr schwache Konkurrenzkraft, r-Stratege
• Ökosystemmodell der Feuchten Mittelbreiten ? > Streuauflage geringer als in der borealen Zone (30 t/ha) >Humusgehalt im Boden erheblichh höher  (org. Substanz im Boden 200 t/ha) > höhere Phytomasse höher PPn (300 t/ha)
• Landnutzung in den Feuchten Mittelbreiten? >> starke Veränderung der natürlichen Vegetation!!! (Europa früher komplett bewaldet!! > heute waldarm) >>starker Eingriff in Wasserhaushalt >> Gebiete mit größter Dichte Industrieller Produktion >> Intensive Agrarproduktion aufgrund oft guter Vorraussetzungen des Bodens
• Lage / Fläche der Trockenen Mittelbreiten? Liegen in einigen Gebieten unmittelbar an Tropische/Subtropische Trockengebiete an.  Reichen Polwärts bis 55°  >> größtes Vorkommen liegen im kontinentalen Eurasien und Mittleren Westen von Nordamerika >> Gesamtfläche >> 16,5 mio km² ,11,1% Festlandfläche 
• Abgrenzung der Trockenen Mittelbreiten ? >> Abgrenzung über klimatische Richtwerte >> zu den außertropischen Nachbarzonen (Feuchte Mittelbreiten, Boreale Zone) dort erreicht wo während der für Pflanzenwachstum ausreichend warmen Jahreszeit über 200mm Jahresniederschlag fallen und mehr als 4 Monate humid sind.  Thermische Genzkriterien dort wo unmittelbar Tropische/Subtropische Trockengebiete angrenzen >> dort wo die winterliche Abkühlung so zurückgeht das die kältesten Monate nicht mehr unter 5°C absinken und die sommerliche Erwärmung im Mittel in mindestens 5 Monaten +18°C übersteigt
• Unterscheidungen innerhalb der Trockenen Mittelbreiten? Steppen >> min 100mm währed der Veg.Periode >> 2-4 humide Monate (Weizenanbau möglich) Halbwüsten >> weniger als 100mm Niederschlag während der Veg. Periode Wüsten >> weniger als 50mm Niederschlag während der Veg. Periode
• Unterscheidungen innerhalb der Trockenen Mittelbreiten? Wo wie, diese Unterteilung? Steppen >> min 100mm währed der Veg.Periode >> 2-4 humide Monate (Weizenanbau möglich) Halbwüsten >> weniger als 100mm Niederschlag während der Veg. Periode Wüsten >> weniger als 50mm Niederschlag während der Veg. Periode >> Eurasien latitudal, beginnend mit Waldsteppen im Norde >> in Nordamerika longitudal, beginnend mit Langgrassteppen im Osten
• Klima der Trockenen Mittelbreiten? Liegen wie Feuchte Mittelbreiten in der Westwindzone, jedoch deutliche Leelage oder Kontinentallaage >> längere Sonnenscheindauer und höhere Globalstrahlung spwie geringere Niederschläge und größere Temp. amplituden Verbinden Niederschläge bleiben in den meisten Monaten unter der potenziellen Evaporation > während Hochsommers Einstrahlungen ähnliche Werte wie in tropischen/subtropischen Trockengebieten > Die längeren Tage kompensieren den niedrigeren Einstrahlungswinkel > im Winter manchmal Tagelange Schneedecke manchmal auch bis zu Monat, bis auf wenige Ausnahmen kann die Zone auch als Winterkalte Trockengebiete bezeichnet werden
• Frostsprengung in den Trockenen Mittelbreiten Wirksamer als in feuchten Mittelbreiten>> keine isolierende Pflanzendecke >> Frost dringt tiefer ein >> häufigere Frostwechsel >> kältere minima>> Sofern Ausreichen Wasser zur Verfügung steht
• Bodenbildung in Trockenen Mittelbreiten? Perkolation spielt kaum Rolle >> im Gegenteol aszendierendes Wasser führt zur Verlagerung von unten nach oben >> Anreicherung von Calciumcarbonaten und anderen leicht löslichen Salzen im Bodenprofil >> Anstieg des pH-Wertes >> Basensättigung auf 100% ansteigt >> großflächig können Krusten aus sekundär angereichertem Kalk, Gips oder Quarz entstehen >>typische Horizontabfolge > mollic Ah - ACk- C >> Humusform ist MULL >> gute Krümelung des Bodengefüges >> Austauschkapazität und Wasserkapazität hoch >> hohe potentielle Fruchtbarkeit >> Einschränkungen gehen allein auf das konto der klimatischen Trockenheit
• Böden der Trockenen Mittelbreiten? Phaeozeme >> an feuchtesten Steppenstandorten (500-700mm), humusreich, tiefgründige Böden, aus basenreichen Sedimenten (häufig Löss), Entkalkung und Verbraunung weit fortgeschritten, Kalkanreicherungshorizont fehlt (im Gegensatz zu anderen Steppen Böden) Chernozeme >> Mittelstellung nach Ariditätsgrad (400-550mm), dunkler etwa 50-100cm mächtigem Ah (dessen Humusgehalt über 10% betragen kann) >> generell günstigen Strukturmerkmale und hohe Austauschkapazitäten gehen v.a. auf hohen Humusgehalt zurück, einzigartig mächtiger Ah-Horizint  Kastanozeme >> unterhalb 200-400mm, weniger mächtiger Ah-Horizont (braun), "Kastanienbrauner Boden", >> natürliche Veg ist Kurzgrassteppe Solonchake >> auch Salzböden genannt Solonetze >> hohe Na-Sättigung 
• Besonderheit bei Staunässe in Trockengebieten bezüglich der Böden? Wo sich in humiden Gebieten, Gleysole, Planosole, Fluvisole oder Histosole auftreten, findet man in Trockengebieten Halomorphe Böden>> Böden deren Gehalte an löslichen Salzen oder Natrium so hoch sind das Pflanzenarten in ihrem Wachstum beeinträchtigt werden >> durch besser an Salz angepasste Arten ersetzt werden.
• Steppentypen? vorherrschende Bodentypen? Waldsteppe: > In Eurasien als Ökoton (übergangsberech zwischen Wald und Steppe), lichter Baumbestand und Grasinseln, mit zunehmender Annäherung an Steppe löst sich der Wald immer mehr auf (Phaeozeme vorherrschenden Böden) Langgrassteppe >> Waldinseln treten noch auf (aus orohydrologischen Gründen, nicht wie bei Waldsteppe aus klimatischen), geschlossenen Grasnarbe ausgreift min 50cm, bisweisen über 200cm, zahlreiche Kräuter, Mehrheit der Monate noch humid, PPn vorrangig Stickstoff limitier (Chernozeme vorherrschende Bodentypen) Mischgrassteppe Kurzgrassteppe >> fast völlig Waldfrei (Uferwälder), büscheliger Graswuchs, 20-40cm Höhe, 7-10 Monate arid, Veg.Periode nur Frühjahr, (Kastanozeme vorherrschende Bodentypen) Wüstensteppe >> eher spärlicher Graswuchs, meist nur 1 Monat humid, Xerosole vorherrschende Bodentypen, oft zu den Halbwüsten/Wüsten dazugezählt
• Schwierigkeiten für Pflanzen der Trockenen Mittelbreiten? Dürrestress In Kurzgras- und Wüstensteppen kann der primäre Niederschlags bedingte Dürrestress durch höhere Slazgehalte im Boden verschärft sein (Salzstress) >>> hoher Beweidungsdruck (früher Wild heute Nutztiere) >>> hohe Temperaturamplituden >> Feuer
• PPn der Trockenen Mittelbreiten ?? Gemessen an der geringen Phytomasse außerordentlich hoch, 2-15 t/ha /a >> Steppen produzieren Ökonomischer, da sie oberirdisch keine unproduktiven, nur atmenden verbraucher, veholzte Achsen bilden, sondern ausschließlich photosynthese aktive Organe  >> Phytomasse und Proimärproduktion lässt sich direkt mit den jährlichen oder Vegetationszeitlichen Niederschlagsmengen korrelieren lässt.
• Streuanlieferung Trockene Mittelbreiten? Streuzersetzung? Etwa so hoch wie oberirdische PPn da die oberirdische Phytomasse zum größten Teil spätestens im Herbst abstirbt. >> Grundsätzlich leicht zersetzbare Streu >> erfolgt rasch, überwiegend innerhalb eines Jahres
• Steppen-Ökosystem ? Einzigartiger Fall dass außerordentlich kurze, fast einjährige Stoffkreisläufe und Energieflüsse bestehen >> dementsprechen in Annäherung Steady-State vorliegen >> hohe Pflanzenverfügbare Nährstoffe im Boden >> hohe organ. Substanz im Boden 400 t/ha  (375 t/ha/a Mineralisierung!) >>> Mineralstoffkreisläufe bei den produktionsstarken Langgrassteppen übertreffen diejenigen aller anderen zonalen Ökosysteme nach Mender der beteiligten Stoffen und nach der Schnelligkeit des Durchgangs!

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