13 Jahre Ökosystemforschung im Hochgebirge

Transkript

1 Einführung 13 Jahre Theorie Ökosystemforschung im norwegischen Hochgebirge Beispiele Diskussion Jörg Löffler Institut für Biologie und Umweltwissenschaften Universität Oldenburg Ausblick

2 13 Jahre Ökosystemforschung im Hochgebirge Einführung Konzeptionelle Gedanken mit landschaftsökologischem Blickwinkel Thesen - Wissenschaftliche Lösungen vielschichtiger Problembereiche im Hochgebirge sind stets komplex. - Ein integrativer (und ganzheitlicher) Ansatz ist notwendig. - Grundsätzlich geht es um die Interaktionen zwischen den natürlichen Ressourcen und der Landnutzung. - Die Fokussierung auf aktuelle Probleme ist mit dem Ziel einer nachhaltigen Entwicklung der Hochgebirge verknüpft.

3 sociosphere - Hochgebirgslandschaft im Sphärenmodell Theorie cosmosphere technosphere cosmosphere cultural sphere atmosphere hydrosphere biosphere pedosphere geomorphosphere lithosphere economic sphere

4 - Raumskalen, Nanoskala Theorie precipitation energy atmosphere hydrosphere evaporation air heat flow anthroposphere zoosphere phytosphere percolation soil heat flow ground water formation pedosphere geomorphosphere lithosphere nach: Fortescue (1980)

5 - Raumskalen, Mikroskala Theorie ecotope types vertical processes within each econ nach: Leser (1997) lateral interactions

6 - Raumskalen, Mesoskala radiation precepitation nutrient input Theorie cold air flow pe s s s GW s n n s GW: groundwater formation pe: percolation fgw s: surface runoff n: nutrient flow fgw: groundwater flow nach: Leser (1997)

7 - Raumskalen, Makroskala Theorie oceanic influence polar ecozone temperate ecozone boreal ecozone: lowland ecoregions continental mountain ecoregions subcontinental mountain ecoregions suboceanic mountain ecoregions oceanic mountain ecoregions nach: Moen (1999)

8 - Raumskalen, Emergenzübergänge Theorie scales process direction examples of landscape-ecological processes / structures single unit transition of emergence spatial arrangement giga scale total energy fluxes / athmospheric structure globe mega scale macro scale meso scale micro scale nano scale climatic circulation / mass distribution water fluxes in streams / arrangement of oceans and continents cold air and soil water fluxes / land surface structure soil moisture dynamic / vegetation structure percolation / soil texture ecozone ecoregion ecochore ecotope econ ecozone mosaic ecoregion mosaic ecochore mosaic ecotope mosaic econ mosaic

9 - Zeitskalen Paläogeographische Ansätze: Rekonstruktion von langzeitlichen Vorzeitsystemen und der Hochgebirgsgenese Theorie Landschaftsgeschichtliche Ansätze: Rekonstruktion der mittelfristigen Landschaftsdynamik unter Berücksichtigung der Veränderungen der historischen Nutzungssysteme Ansätze zur Untersuchung der rezenten Funktionszusammenhänge von Landschaften: Erfassung der kurzfristig ablaufenden ökosystemaren und anthropogenen Prozesse zur komplexen Charakterisierung von Landschaftsfunktionen

10 sociosphere - Die Brille Theorie cultural sphere atmosphere technosphere hydrosphere pedosphere biosphere geomorphosphere lithosphere economic sphere landscape development

11 - Die Brille Grenze der natürlichen Selbstregulation Grenze der nachhaltigen Tragfähigkeit Selbstregulation Grenze der Nutzungsintensitäts- steigerung Grenze der Tragfähigkeit Nutzungsgrenze Theorie Prozesskapazitäten Tragfähigkeit Regeneration? Degradation Nutzungs- intensität Zeit Zustand quasinatürliches System I nachhaltig genutztes System ausgebeutetes System erschöpftes System zerstörtes System quasinatürliches System II

12 - Funktionsweise von Hochgebirgsökosystemen Beispiele nach: Reynolds & Tenhunen (1996)

13 Dezember Mai Beispiele Jahreszeitliche Steuerung der Ökosystemdynamik Juni Juli

14 Schneedecke CCA-Ordination Temperatur Beispiele Bodenfeuchte

15 Steuerung der Höhenstufen- folge der Vegetation Beispiele

16 Beispiele - Regionische Steuerung der Vegetation

17 - Einfluss der Beweidung auf die Ökosystemdynamik Beispiele Reynolds & Tenhunen (1996)

18 Beispiele - Landschaftsdegradation in Nordnorwegen

19 Beispiele - Landschaftsdegradation in Nordnorwegen Reindeer Numbers Rentierzahlen Eastern Ost-Finnmark Finnmark West-Finnmark Western Finnmark

20 - Landschaftsdegradation in Nordnorwegen Depression der Höhenstufenfolge durch Überweidung Middle Alpine Belt B P B Podzols Brown Soils Beispiele B Grassy Vegetation Scrub and Heather Low alpine Belt Birch Forest Sheet Wash P Subalpine P früher heute

21 Loss of α-diversity - Landschaftsdegradation in Nordnorwegen Verlust an ökologischer Diversität durch Überweidung Loss of β-diversity Beispiele Axis 1 Axis 1 Axis 2 Axis 2 Grazing pressure Species numbers lichens total greminaceous

22 Diskussion - Perspektiven

23 Perspektive Nachhaltige Landschaftsentwicklung Komplexe und integrative Ansätze Raum-zeitliche Skalentransfers Landmanagementsysteme Diskussion Ökologie Ökonomie Soziales

24 Perspektive GP MODEL P In Ex Relief Parameters MF WF EF S CC V Process Parameters Landscape Structure P Position in Relief In Inclination Ex Exposition MF Matter Fluxes WF Water Fluxes EF Energy Fluxes V Vegetation S Soil CC Carrying Capacity GP Grazing Pressure og optimal Grazing OG Over-Grazing D Degradation R Regeneration Diskussion og OG Controler Situation I D R Situation II Correlation Variable Process Structural Stage Correlation

25 Aktuelle Forschungsthemen der Ökosystemforschung im Hochgebirge Die Herausforderungen - Landschaftswandel und Nutzungsdynamik - Natürliche Ressourcen, Sensitivität und ökosystemare Risiken - Stress, Nischenbildung, Diversität und Komplexität in Raum und Zeit - Ermittlung zukünftiger Anforderungen an die Hochgebirgslandschaften - Erfassung von Entwicklungspotenzialen und Modellierung von Entwicklungsperspektiven Ausblick - Ableitung von komplexen Landschaftsszenarien

26 13 Jahre Ökosystemforschung im norwegischen Hochgebirge Jörg Löffler Universität Oldenburg Vielen Dank... an alle, die mitgeholfen haben: Annette Bär B r. Anja Blume Achim Bräuning. Karsten Everth Oliver-D.. Finch. Claus Fischer Bianca Hellebusch. Nora Lange Anders Lundberg. Jürgen J Naujok Roland Pape. Ulrike PöhlmannP Ole Rößler. Barbara Schmid Birte Wachtendorf. Dirk Wundram... und IHNEN für f r Ihr Interesse!