Handbuch der Okozonen

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1 Jürgen Schultz Handbuch der Okozonen 312 Schwarzweißabbildungen 4 Farbabbildungen 78 Tabellen Verlag Eugen Ulmer Stuttgart

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort -. 5 Abkürzungen und Symbole 13 Maßeinheiten und Umrechnungen Einführung: Zur Methodik einer ökozonalen Gliederung der Erde 19 Literatur 21 Allgemeiner Teil:..Die inhaltliche Behandlung der Okozonen in diesem Buch und globale Übersichten ausgewählter Merkmale 23 1 Verbreitung und Flächenanteile der^ökozonen, subzonale Differenzierungen 25 Literatur zu Kap Böden Bodeneinheiten und Bodenzonen Bodenfruchtbarkeit Import und Export von Nährstoffen Restmineral- und Humusgehalt Austauschkapazität und Basensättigung Bodenwasserhaushalt Bodenwasser Pflanzenverfügbares Wasser Verlagerungs- und Durchmischungsvorgänge 70 Literatur zu Kap Vegetation und Tierwelt Klima Strahlungsklima Globalstrahlung, photosynthetisch nutzbare Strahlung... Strahlungsbilanz 2.2 Hygrothermische Wachstumsbedingungen für Pflanzen, Vegetationsperioden.. Literatur zu Kap Relief und Gewässer Morphodynamik 3.2 Gewässer und Wasserbilanz Literatur zu Kap Strukturmerkmale und Vegetationsdynamik Arten, Lebensformen, Pflanzenformationen und Biome Biodiversität Aspektwechsel, Alterungs- und Verjüngungszyklen, Sukzessionen Ökosysteme und ökologische Bilanzierungen Ökosysteme Ökologische Bilanzierungen Ökosystem-Modelle Photosynthese und Primärproduktion Photosynthese und Respiration, Nettophotosynthesevermögen 86

3 8 Inhaltsverzeichnis Primärproduktion von Pflanzenbeständen Produktionsleistungen der Pflanzendecke auf der Erde Primärproduktion in Abhängigkeit von Phytomasse, Assimilationsfläche und Strahlungsabsorption.' Primärproduktion in Abhängigkeit von Sonneneinstrahlung und Temperatur Primärproduktion in Abhängigkeit von Wasser und Nährstoffen Tierfraß und Sekundärproduktion Bestandesabfälle und Zersetzung Mineralstoff Umsätze und Mineralstoffvorräte 107 Literatur zu Kap Landnutzung 117 Literatur zu Kap Die Okozonen im Vergleich 123 Regionaler Teil: Die einzelnen Okozonen Polare/subpolare Zone Verbreitung und subzonale Differenzierung Klima Lufttemperaturen, Tageslängen, Niederschläge Jährlicher Temperaturgang im Boden und in der bodennahen Luftschicht, Vegetationsperiode Strahlungs-und Wärmehaushalt Relief und Gewässer Frostsprengung und andere Verwitterungsarten Strukturböden Eiskeilpolygone, Thufure, Feinerdekreise und nichtsortierte Polygonböden Palsas Pingps Thermokarst Gelifluktion Morphodynamische Unterschiede zwischen Frostschuttund Tundrenzone Abflussregime, Flussarbeit und Spüldenudation Böden Vegetation und Tierwelt der Tundren und polaren Wüsten Floristische Merkmale Wuchs-und Lebensformen Zonale Gliederung der Vegetation Intrazonale Gliederung der Vegetation Tierwelt Phytomasse und Primärproduktion Zoomasse und Tierfraß Zersetzung und Mineralstoffumsätze Organische Bodensubstanz und Zersetzung Mineralstoffvorräte und -Umsätze Modell eines Tundrenökosystems Landnutzung Traditionelle Nutzungsformen: Fischfang und Jagd, Rentiernomadismus Neue Nutzungsformen und ihre Probleme 175

4 Inhaltsverzeichnis 9 Literatur zu Kap Boreale Zone Verbreitung Klima Relief und Gewässer Frostdynamische Prozesse und ihre Formen Fließende und stehende Gewässer Böden Vegetation und Tierwelt Boreale Nadelwälder Torfmoore Waldtundra, Polare Wald- und Baumgrenze.\ Tierwelt Phytomasse und Primärproduktion Zersetzung, organische.bodensubstanz und Mineralstoffvorräte.... : Waldbrände und Vegetationsdynamik Boreale Nadelwaldökosysteme Landnutzung Holzeinschlag und Torfabbau Agrare Nutzung, Wildbewirtschaftung, Pelztierjagd etc Literatur zu Kap Feuchte Mittelbreiten Verbreitung Klima Lage in der planetarischen Luftzirkulation Lufttemperaturen, Sonneneinstrahlung, Niederschläge, bestandsklimatische Besonderheiten Relief und Gewässer Verwitterung Gewässer Abtragung Vorzeitformen Böden Vegetation und Tierwelt Sommergrüne Laub-und Mischwälder Temperate Regenwälder Immergrüne Laub- und Mischwälder Temperate Nadelwälder Saisonalität sommergrüner Wälder Wasserbilanz von Wäldern Phytomasse und Primärproduktion, Zuwachs und Streufall Mineralstoffhaushalt - im Vergleich mit borealen Nadelwäldern Mineralstoffvorräte in der Phytomasse Mineralstoffaufnahme und Mineralstoffbedarf für die Primärproduktion Mineralstoffrückführung Streuzersetzung und Freisetzung von Mineralstoffen Zusammenfassung Energieumsätze eines mitteleuropäischen Buchenwaldes Ökosystem-Modell eines sommergrünen Laubwaldes Landnutzung Bevölkerungsdichte und Entwicklungsstand Landwirtschaft 266 Literatur zu Kap Trockene Mittelbreiten Verbreitung und subzonale Differenzierung Klima Strahlungs- und Wärmehaushalt 276

5 10 Inhaltsverzeichnis Wasserhaushalt Relief und Gewässer Böden der Steppen Zonale Böden Halomorphe Böden Vegetation und Tierwelt der Steppen Steppentypen Lebensformen: Anpassungen an Winterkälte und Sommerdürre Tierwelt und Tierfraß Phytomasse und Primärproduktion Streuanlieferung und -Zersetzung Mineralstoffvorräte und -Umsätze Steppen-Ökosysteme Landnutzung Großbetriebliche Getreidewirtschaft Extensive stationäre Weidewirtschaft und Wildbewirtschaftung 305 Literatur zu Kap. 11 " Winterfeuchte Subtropen Verbreitung und regionale Differenzierung Verbreitung und äußere Abgrenzung Affinität zwischen den einzelnen Teilgebieten Klima Relief und Gewässer Böden Vegetation und Tierwelt Artenvielfalt Hartlaubwälder und -strauchformationen Lebensformen, Anpassungen an Sommerdürre Tierwelt Feuer / Phytomasse und Primärproduktion Ökosysteme von Steineichenwäldern und Garrigues Landnutzung Wirtschaftsräumliche Merkmale Feldbau und Sonderkulturen Stationäre Viehhaltung und Transhumanz 342 Literatur zu Kap Immerfeuchte Subtropen Verbreitung Klima Relief und Gewässer Böden Vegetation Strukturmerkmale : Bestandesvorräte und -Umsätze eines halbimmergrünen Eichenwaldes in den südöstlichen USA Landnutzung 360 Literatur zu Kap Tropisch/subtropische Trockengebiete Verbreitung und subzonale Differenzierung Klima Relief und Gewässer Verwitterungsprozesse, Hartkrusten und Verwitterungsrinden Biogene Krusten Äolische Prozesse Flussarbeit und Spüldenudation 373

6 Inhaltsverzeichnis Böden Vegetation und Tierwelt Wüsten und Halbwüsten Winterfeuchte Gras- und Strauchsteppen Sommerfeuchte Dornsteppen und Dornsavannen Vegetation und Bodenwasserhaushalt., Wasserverfügbarkeit in Abhängigkeit von Oberflächenabfluss/-zufluss Wasserverfügbarkeit in Abhängigkeit von Bodentextur und Bodentiefe Wasserverfügbarkeit in Abhängigkeit vom Salzgehalt der Böden, Salzstress Wasserverfügbarkeit in Abhängigkeit vom PflanzenaÜstand, kontrahierte Vegetation Lebensformen: Anpassungen an Dürre- und Salzstress Austrocknungsertragende Xerophyten Sukkulente Xerophyten (Dürre-Sukkulenten) Austrocknungsverzögernde Xerophyten ( Dürremeidende Xerophyten Dürre-Halophyten Tierwelt der Wüsten Phytomasse und Primärproduktion Zersetzung und Mineralstoffe Landnutzung Extensive Wanderweidewirtschaft Ranching und Wildbewirtschaftung Oasen-Bewässerungswirtschaft Landdegradation und Rehabilitation 412 Literatur zu Kap Sommerfeuchte Tropen Verbreitung und subzonale Differenzierung Thermische und hygrische Abgrenzungskriterien Trockensavannen- und Feuchtsavannenzonen Klima Relief und Gewässer Rumpfflächen, Inselberge und Pedimente Rumpfflächen Infiltrationsraten und Starkregenfluten Spüldenudation Doppelte Einebnung Inselberge Pedimente und Pedimentation Rumpfstufen Fließgewässer und Dambos Stone Lines und Laterite Böden Die Böden der Sommer-und Immerfeuchten Tropen und Subtropen - allgemein Die wichtigsten Bodentypen der Sommerfeuchten Tropen Kleinräumige Bodendifferenzierung, Bioturbation Vegetation und Tierwelt Physiognomisch-ökologische Merkmale und Differenzierungen, Savannentypen Lebensformen, Wechselbeziehungen zwischen Baumund Grasschicht Saisonalität des Pflanzenwachstums Tierwelt Savannenbrände Intensität der Feuer Feuer-Auswirkungen auf die Vegetation Feuer-Auswirkungen auf den Boden, Mineralisierung Einsatz des Feuers für die Savannen-Nutzung 458

7 12 Inhaltsverzeichnis Phytomasse und Primärproduktion Zoomasse und Tierfraß Streuzersetzung, Bedeutung der Makrobodenfauna (insbesondere Termiten) Mineralstoffvorräte und -Umsätze Savannen-Ökosysteme Lamto-Savanne Serengeti Landnutzung Natürliches Agrarpotential Traditionelle Landwirtschaft Bewässerungswirtschaft mit Nassreis Moderne agrare Nutzungsformen 475 Zusammenfassendes 1 Schaubild und Literatur zu Kap Immerfeuchte Tropen Verbreitung Klima Zonales Klima Bestandsklima Relief und Gewässer Verwitterung und Lösungs-,abtrag Fluviale Zerschneidung und Flächenbildung Denudationsprozesse Böden Vegetation und Tierwelt Floristische und physiognomisch-ökologische Differenzierungen, Regenwaldtypen Strukturmerkmale und Vegetationsdynamik tropischer Regenwälder Artenreichtum und Artendiversität Kronendach und Stammraum, vertikale Bestandesgliederung Lebensformen Blätter und Blüten Wurzeln und Mykorrhiza Phänologie Vegetationsdynamik, Gap- Phase-Dynamik Tierwelt Phytomasse und Primärproduktion Zoomasse und Tierfraß Streufall und Streuschicht, Zersetzung und Humus Mineralstoffvorräte und -Umsätze Regenwald-Ökosysteme Landnutzung Natürliches Agrarpotential Brandrodungs-Wanderfeldbau Risiken und Chancen moderner Nutzungsformen Natürliche Probleme und Gefahren Gegenmaßnahmen Moderne Nutzungsformen Literatur zu Kap Sachregister 551