Nährstoffkreislauf in den Tropen

Transkript

1 Nährstoffkreislauf in den Tropen Manuel Zak 3. Juni 2005

2 1) Standort 2) Nährstoffvorkommen Boden Biomasse 3) Nährstoffkreislauf 4) Einfluss des Menschen Manuel Zak 2

3 Standort 3 große Regenwaldgebiete: Südamerika, Asien, Afrika; und kleinere: Westküste Indiens, Sri Lanka, Mittelamerika, Norden Australiens, Madagaskar und der Inselwelt des Pazifiks Manuel Zak 3

4 Mio. Jahre alte Wälder entstehen durch ganzjährig hohe Niederschläge und Temperaturen, die wenig schwanken. Manuel Zak 4

5 Nährstoffvorkommen Manuel Zak 5

6 Boden sehr alt, reichen bis ins Tertiär Verwitterung des silikatischen Gesteins bis viele Meter (- 60m) in die Tiefe Auswaschung der Basen und Kieselsäure => sauer: ph: 4,5 5,5 Sequioxide Al 2 O 3, Fe 2 O 3 => Lateritisierung arm an Nährstoffen + schlechte KAK dünne Streuauflage auf rotbraunem Boden Manuel Zak 6

7 Mineralboden dient der Verankerung der Bäume und Wasserversorgung der Wurzeln Nährstoffe überwiegend in dünner Deckschicht des Oberbodens Manuel Zak 7

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9 Manuel Zak 9

10 Biomasse Über lange Zeit reichern Ökosysteme Nährstoffe in Biomasse an => steady state von Energie und chemischen Inhalt Tropischer Wald: 800 t/ha mitteleurop. Mischwald: ~150 t/ha Manuel Zak 10

11 Bedeutendste Elemente der Biosphäre: C, H, O, N, S und P, außerdem K, Ca, Mg, Fe und Al % des TG von Pflanzenmaterial ist C C gespeichert in toter Biomasse, im Oberboden und als Kalk in tiefen Boden Manuel Zak 11

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13 Manuel Zak 13

14 Nährstoffkreislauf Eintrag (Atmosphäre, Verwitterung) Austrag (Erosion, Entfernen von Biomasse) Nur wenn Austrag = Eintrag, dann bleibt das System stabil Manuel Zak 14

15 Streu (Blätter, Äste, Früchte...) wird durch Bodentiere und Mikroorganismen abgebaut (3,5 16 Monate) Bei steigender Temperatur + Niederschlag steigt auch der Umsatz (bei 10 höherer Temperatur 2-3x schneller als in gem. Br.) => Nährstoffe schnell wieder zur Verfügung Manuel Zak 15

16 Manuel Zak 16

17 Streuabbau durch: Termiten spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Streuzersetzung: viele t Holz ha/a (in Bergregenwäldern: Regenwürmer) => symbiontische Darmmikroorganismen => Pilzkulturen Manuel Zak 17

18 Manuel Zak 18

19 Bakterien, Pilze und viele Wirbellose setzen Nährstoffe in gelöster Form frei, die dann von den Wurzeln aufgenommen werden 60-80% der meisten Nährstoffe über Recycling zurückgewonnen; die Restlichen 20-40% stammen aus Niederschlägen und dem Boden Manuel Zak 19

20 Nährstoffkreislauf Manuel Zak 20

21 Anpassungen der Pflanzen Limitierende Ressourcen: Licht, Nährstoffe, (Wasser) Beispiele: Lianen verzichten auf Stammbildung Würgefeige erstickt Wirt Epiphylle (Algen und Flechten) filtern Mineralien aus Regenwasser Manuel Zak 21

22 Mycorrhizae: Pilz/Wurzelgeflecht mit sehr effizienter Filterwirkung => das im Boden ankommende Wasser ist fast nährstofffrei Oberird. Biomasse = riesiger Nährstofffilter Pollen, Staub und Mineralien des Regenwassers gelangen erst so gut wie gar nicht in den Boden! => in Bächen und Flüssen abfließendes Wasser hat fast Werte wie destilliertes Wasser Manuel Zak 22

23 Einfluss des Menschen 2 / 3 der landwirtschaftlichen Nutzfläche der Erde befindet sich in den Tropen (gute Klimatische Bedingungen) ~ 5 Mrd. Menschen, d.h. ¾ der Erdbevölkerung, leben in diesem Gebiet Manuel Zak 23

24 Brandrohdung und Abholzung (Landwirtschaft) => Erosion des Bodens und der freiwerdenden Nährstoffe => Nährstoffverlust über Gasbildung => Entfernung von Nährstoffen Manuel Zak 24

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27 Rezyklisierung ist unterbrochen: Mycorrhiza nicht mehr vorhanden, d.h. Bäume können nicht gedeihen Regengüsse legen unfruchtbaren Sand frei Einziger Eintrag von Nährstoffen über Verwitterung und Atmosphäre (beides sehr gering) Manuel Zak 27

28 Landwirtschaft: % des Regenwaldes für Ackerbau ungeeignet: - Lateinamerika > 80 - Afrika 56 - Asien 38 Manuel Zak 28

29 shifting cultivation der Naturvölker Feldbau der unerfahrenen Bauern zyklischer Wanderfeldbau fortschreitender Wanderfeldbau Manuel Zak 29

30 Fast alle Länder der Tropen und Subtropen werden als Entwicklungsländer mit wenig Industrie und Infrastruktur bezeichnet; Landwirtschaft (Ernährung und Export) als Grundlage der Wirtschaft Ohne wesentliche Verbesserung der pflanzenbaulichen Methoden kann diese Aufgabe nicht gelöst werden Manuel Zak 30

31 Literatur T.C. Whitmore: Tropische Regenwälder ; Spektrum; 1993 Hanna Bremer: Die Tropen ; Stuttgart; Diversitat/Biodiversitat/biodiversitat.html Manuel Zak 31