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lSeminar-Themen

SoSe 2010

1. Bewässerungsverfahren in den semiariden bis ariden Suptropen / Tropen – Möglichkeiten und Grenzen.

2. Konvergente morphologische Entwicklung in Paläo- und Neotropis.3. Agroforesting / Industrial Farming, Vor- und Nachteile in den

Immerfeuchten Tropen.4. Erhaltung typisch mediterranen Landschaften. Was ist zu beachten?5. Limitierende Faktoren der Landnutzung in den semiariden Gebieten

der Subtropen und Tropen. Gibt es Unterschiede?6. Vor- und Nachteile beim Einsatz von Neophyten in den Subtropen

und Tropen.7. Mangroven: Verbreitung und Bedeutung.8. Die Nutzung von Kurzgras- und Langgras-Savannen. 9. Ökotourismus in semiariden und ariden Gebieten.10. Integrierter Naturschutz in Macchien- und Phrygana-Landschaften.11. Vor- und Nachteile moderner und traditioneller Landnutzung in den

sommerfeuchten Tropen.

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lSeminar-Themen

SoSe 2010

12. Vegetationsdynamik in Halb- und Vollwüsten der Subtropen undTropen.

13. Bewässerungsmethoden in den heissen semi- bis vollariden Gebieten.

14. So funktioniert „Water Harvesting“.15. Agrosprit aus den Tropen, Chancen und Risiken.16. Degradation und Regeneration des Tropischen Regenwaldes.17. Parameter für hohe Biodiversität in den Suptropen und Tropen.18. Mechanismen zum Schutz gegen lebensbedrohliche

Evapotranspiration bei Xerophyten.19. Xerophyten und Malakophylle in den Tropischen Regenwäldern.20. Nutzungsmöglichkeiten „natürlicher“ Savannenvegetation.

Tropische Sommerregengebiete (ZB II)

Sommerfeuchte Tropen = Savannen bis zum halbimmergrünen Regenwald(mit deutlichem Jahreszeitenklima)

N-Amerika:fehlt!

Australien:N-Australien(Arnhem Land,York Halbinsel)

EurAsien:O- bis SO-IndienThailand,Kambodscha,Vietnam,äußerster Südenvon China

Afrika:Sudan-Zone(südl. des Sahel)große Teile vonO- und Zentral-Afrika (südl. desKongobeckens)mittl. Madagaskar

TrockensavannenFeuchtsavannen

M-Amerika:größte Teile von Mexiko S-Amerika:Llanos des Orinoco,Campos cerrados(größte Teile von Brasiliensüdl. des Amazonasbeckens)

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cerrado

(aus Schultz 2000: 33, verändert und mit zusätzlichen Informationen)

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Typische Klimadiagramme der Sommerfeuchten Tropen (Feuchtsavanne - ZBII):

•Bitte beachten! nach Schultz (2000) = 5-9 humide Monate / 500-1.500mm Niederschlagnach Walter & Breckle (1984) >400- 2.500mm Niederschlag

d.h. bei W. & B. beginnen die Trockensavannen früher und können dieFeuchtsavannen (mit teil-immergrünen Monsunwäldern bzw. Passatwäldern= Saisonregenwälder am rande der Feuchtsavanne!) wesentlich höhere Niederschläge empfangen!

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Sommerfeuchte TropenDorn- bis Baumsavanne

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Typische Klimadiagramme der Sommerfeuchten Tropen (Feuchtsavanne bis Rand Immerfeuchte Tropen - ZBII mit Übergang zu ZBI):

Klimadiagramme von indischen Stationen (Monsunwälder nach Walter)

MarmagoaImmergrüne Wälder2.543mm26,3°C1-2 Monate Dürrezeit

Belgaum Halbimmergrüne Wälder1.293mm13,2°C2-3 Monate Dürrezeit

Jaipurtrockener Monsunwald434mm24,8°C4-5 Monate Dürrezeit

Bidarfeuchter Monsunwald858mm25,9°C3-4 Monate Dürrezeit

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Einige Fakten:

Vegetationsperiode:

6-4(5)

Monate a mit

tmon100C tmon180C

- 12

Jahresniederschläge (in mm)

500 - 1500(>400 – 2500 nach

Walter)Lage: Nördlich und südlich der Immerfeuchten Tropen (ZB I nach Walter), etwabis zum 30° N und S, mit bereits merklichem Jahresgang der Tagesmittel der Temperatur; die Regenmaxima verschieben sich in die Sommermonate und bildenschließlich ein Maximum zur Zeit des Zenitstandes der Sonne. Wir haben somiteine Sommerregenzeit und eine Trockenzeit in den kühlen (Winter-)Monaten.Diese wird mit zunehmender Entfernung vom Äquator immer länger, zugleichnehmen die Jahresniederschläge ab.

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Hygrische Unterscheidungen der Sommerfeuchten Tropen:

Tropisch / SubtropischeTrockengebiete

Dornsavannen (-gürtel,-klimate, -zone)Sahelzone (bes. Westafrika)

Trockensavanne (-gürtel, -klimate, -zone)

Syn. Kurzgrassavanne, dry savanna

humide Monate(Regenmonate)

Jahresniederschläge in mm

Immerfeuchte Tropen Tropische Regenwälder9 1500

Feuchtsavanne (-gürtel, -klimate, -zone)

Syn. Hochgrassavanne, moist dystrophicsavanna, Guinea Zone (bes. Westafrika)

7 1000

Sommer-feuchteTropen

(Savannenzone)

5 500

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Definition von Savannen unter Einbeziehung von Bodentextur u. Bodenwasserhaushalt:

Jähr

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Sommerfeuchten Tropen in Afrika - ein Überblick:

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Sommerfeuchten Tropen in Afrika - unterschiedliche Abgrenzungen:

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Der kontinuierliche Übergang vom semiariden zum subhumiden Klima:

2-15% Baum-bedeckung

15-40% Baum-bedeckung

Physiognomische Savannentypen (Südamerika) aus Schultz (2000), nach Harris (1980): S. 445

> Übergang Trocken- > Feuchtsavanne >generell Grasunterwuchs mit C4-Arten von semiarid bis subhumid

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Übergangsbereich zwischen Savanne und Regenwald:

Halbimmergr.Waldohne Abb.

Immergrüner Waldohne Abb.

Wadis oder Flusssysteme

Regen-waldrelikte

Savannen-vorposten

Galeriewälder

Savannenwald

Trockenwald

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Vegetation der Sommerfeuchten Tropen - vegetationszonale Abfolge und C4:

> halbimmergrün (fakultativ laubabwerfend) > sommerregengrün (Miombo-Trockenwald in Afrika, Bereich Langgrassavanne - auch Miombo oder Mopane Grasland) > Savannenwald (Bäume mit schirmartiger Krone nehmen zu, keine geschlossenen Bestände) > Baumsavanne (nur noch einzelne Bäume, Bereich Kurzgrassavanne) > (Dorn-) Strauchsavanne bzw. Sukkulenten-Dornbusch > Grassavanne > Wüste (nur noch sehr sporadisch Vegetation).

"The term "savanna" will be used to include all ecosystems in which C4 grasses potentially dominate the herbaceous stratum and where woody plants, usually fire-tolerant, vary in density from widely scattered individuals to a closed woodland broken now and again by drainage-line grasslands. Rainfall occurs in the warmer, summer months with a dry period of between two to eight months duration during which fire is a typical phenomenon at intervals varying from one to fifty years.“ (Maria A. Bebe, auf der Basis von Brian Huntley, 1982)

C4-Zyklus bei Gramineen: Pflanzen mit hoher Leistungsfähigkeit in der Netto-Photosynthese bei gleichzeitig hoher photosynthetisch aktiver Strahlung., d.h. im Unterschied zum Calvin-Zyklus (Pentose-Phosphat-Zyklus) ist beim Bikarbonsäurereaktionsweg Phosphoenolpyruvat (=PEP, sogen. HATCH-SLACK-Zyklus = C4-Zyklus) der pimäre CO2-Akzeptor.

Die wichtigsten Determinanten, welche in Savannenökosystemen das Verhältnis von baumbestandenen und baumfreien Flächen bestimmen sind:

anthropogene Faktoren (Feuerholzgewinnung, Beweidung, Feldbau) Wasserverfügbarkeit (nach Menge und - räumlicher und zeitlicher - Verteilung) die Nährstoffverfügbarkeit im Boden Feuer und Herbivorie

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Vegetation der Sommerfeuchten Tropen - Halbimmergrüner Wald:

Regionen mit einem Wechsel von Trocken- und Regenperioden im Jahreswechsel (z.B Indien, Südostasien, Teile von Afrika, Mittel- und Südamerika) im Anschlussan den Immergrünen Tropenwald:

> Es handelt sich um einen sehr artenreichen Waldtyp > typisch ist das Nebeneinander von belaubten und nichtbelaubten Bäumen während der Trockenzeit

Die Synchronie des Laubfalls in halbimmergrünen Wäldern ist nur partiell, die laublose Phase ist meist nur sehr kurz und hängt von den jeweiligen Standortbedingungen ab.

Bei vielen Arten ist der Laubfall fakultativ!

Mehrere Beobachtungen weisen darauf hin, daß regelmäßig bewässerte Exemplare ganzjährig grün bleiben, während andere der gleichen Art beim Einsetzen der Trockenperiode ihr Laub verlieren.

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Vegetation der Sommerfeuchten Tropen - Halbimmergrüner Wald:

Mit längeren Trockenperioden nimmt der Synchroniegrad zu, d.h. Waldtypen mit periodisch synchronem Laubfall überwiegen zunehmend. Epiphyten und Lianen sind seltener als im tropischen Regenwald.

Weil der Wald als Ganzes über eine hohe Feuchtigkeitsreserve verfügt, machen sich die Klimaunterschiede in der Strauch- und Baumschicht nur wenig bemerkbar.

Dennoch ergaben Messungen diverser physiologischer Parameter, daß die Aktivitäten einem Jahresrhythmus unterliegen.

Die meisten Bäume blühen gegen Ende der Trockenzeit.

Aus Peter v. Sengbusch (Uni-Hamburg - Botanik)

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Laubabwerfende (Regen-)grüne Wälder der Sommerfeuchten Tropen (in Afrika = Miombo):

Brachystegia (longifolia) - Miombo-Woodland (in Malawi)

Weitere Arten des Miombo-Waldes z.B.:Jubernardia spec.Isoberlinia spec.Gombretum spec.(Fabaceen dominierend!)übrigens: immer mit dichtem Grasunterwuchs!

In Gesamtafrika nehmen Miombo-Wälder etwa 5 Mio qkm ein und versorgen weit mehr als 100 Mio Menschen mit Nahrung, Brennholz, Baumaterial, Medizin und Wasser. Normalerweise stocken Miombo-Wälder auf eher nährstoffarmen und geologisch-pedologisch alten Böden (Ultisols, Alfisols, Oxisols, Vertisols, Entisols).

Miombo-Verbreitung SW-AfrikaMiombo-Verbreitung SW-Afrika

z.B. 4/5 der Fläche Sambiasz.B. 4/5 der Fläche Sambias

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Vegetation der Sommerfeuchten Tropen - Wasserversorgung:

Two-Layer-System bei der Wasserversorgung

Bei den Savannenbäumen reicht der Wurzelraum tiefer, und die Durchwurzelung ist extensiver als bei Gräsern. Entsprechend beziehen sie ihr Wasser und ihre mineralischen Nährstoffe vorzugsweise aus tieferen Bodenschichten als jene. Inwieweit ein solches "Two-layered-soil-water-system" tatsächlich generell in Savannen besteht, bedarf allerdings noch weiterer Untersuchungen. (Schultz 2000)

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Bodenpotential der Sommerfeuchten Tropen für nachhaltige Entwicklung:

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Bodenverbreitung und Landnutzung in den Sommerfeuchten Tropen:

Bodencharakteristika bzgl. ungünstiger Bedingungen:

Ungunstmerkmaleder Böden

Humide Tropen(zum Vergleich)

Feuchstsavanne Trocken- undDornsavanne

jeweils in Prozent aller dort vorkommenden Böden

Niedrige Nährstoff-gehalte:

64% 55% 16%

Aluminium-Toxizität:

56% 50% 13%

Acidität(ohne Al-Toxizität

18% 50% 29%

Hohe Phosphat-fixierung

37% 32% 9%

NiedrigeKationenaustausch-kapazität (KAK)

11% 4% 6%

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Bodenverbreitung und Landnutzung in den Sommerfeuchten Tropen:

d.h. Bodeneigenschaften günstiger in den Sommerfeuchten als in Immerfeuchten Tropen:

A)A) Bodenfruchtbarkeit in der Regel weniger ungünstig als in den Immerfeuchten Tropen.

B)B) Winterliche Trockenheit erleichtert die Brandrodung.

C)C) Die geschlossene Grasdecke begünstigt die Viehhaltung.

D)D) Die Sonneneinstrahlung ist zum Ende der Regenzeit höher, was den Anbau von Zuckerrohr, Mais und Baumwolle begünstigt.

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Wichtigste Bodentypen in den Sommerfeuchten Tropen:

Zu den wichtigsten Bodentypen (nach FAO-System) der Sommerfeuchten Tropen (von denen einige z.B. auch in den Immerfeuchten Tropen sowie Immerfeuchten Subtropen anzutreffen sind) gehören Nitisole (früher Nitosole), Acrisole, Alisole, Ferralsole, Plinthosole und Lixisole.

Für die Verbreitung dieser Bodentypen ist neben den klimatischen und edaphischen Unterschieden auch die Zeitspanne, die für die Pedogenese verfügbar war, von Bedeutung.

So kommen beispielsweise Ferralsole nicht nur in den Immerfeuchten Tropen, für die sie besonders charakteristisch sind, vor, sondern auch noch in Feuchtsavannenklimaten, wenn nur die Bodengenese lange genug ungestört anhalten konnte (einige hunderttausend bis Millionen Jahre wie beispielsweise auf vielen alten Landoberflächen)

(aus Schultz 2000, S.441).

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Alfisol (Madagaskar - Feuchtsavanne)aus der Gruppe der Nitisole.

Nitisole:Leuchtend rote bis tiefbraune, (in derRegel) lessivierte, tonreiche Bödender feuchten Tropen (aber auchFeuchtsavannen), die sich aus silikatreichem Gestein (z.B. Basalt,Glimmerschiefer) entwickelt haben.

Sie gehören zu den fruchtbarsten,d.h. produktionsökologisch bestenBöden der feuchten Tropen und Subtropen.

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Acrisole:Acrisole entstanden im Unterschied zu den Nitisolen aus silikatarmem, quarzreichem Gestein (z.B. Granit, Sandstein), sind durch Tonverlagerung geprägt und zeigen ausgeprägte Tongehaltsunterschiede zwischen Ober- und Unterboden. Die Tongehalte fallen nach unten wieder ab und liegen in 1,5 m Tiefe um über 20% tiefer als in der Tiefe des Tonmaximums. Diese Böden sind stark verwittert und entbast. Ihr Name bezieht sich sich auf die (in der Regel) starke Versauerung. Die Basensättigung des Unterbodens beträgt weniger als 50%. In der Tonfraktion dominiert Kaolinit und die Austauschkapazität ist demzufolge gering. Im Unterschied zu den Ferralsolen sind Dreischichtminerale bzw. verwitterbare Silikate noch vertreten.

Die Acrisole bilden wie die Ferralsole allgemein nährstoffarme Standorte, die demzufolge nur mittels "shifting cultivation" genutzt werden oder gedüngt werden müssen. Gleyic Acrisols werden wegen Luftmangel und Plinthic bzw. Ferric Acrisols wegen schlechter Durchwurzelbarkeit meist nur forstlich oder als Weide genutzt (Zusammenfassung aus Scheffer & Schachtschabel 1992, S.443/444).

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Oxisol (Madagaskar - Feuchtsavanne)aus der Gruppe der Ferralsole.

Ferralsole:"Ferralsole entwickelten sich als typische Waldböden der feuchten Tropen aus den verschiedensten Silicatgesteinen und auch Carbonatgestein". Es sind intensiv und tiefgründig verwitterte Böden der Tropen und Subtropen.

Es handelt sich um Bodenbildungen sehr langer Zeiträume (Jahrmillionen !!) und damit alter Landoberflächen. Viele Vorkommen sind also reliktisch und unterliegen unter den gegenwärtigen Klimabedingungen einer starken Erosion.

Ferralsole weisen einen ferralisierten, d.h. mit Fe- (z.B. Hämatit) und Al-Oxiden angereicherten, meist kräftig rot oder gelb gefärbten Bu-Horizont auf, der kaum noch verwitterbare Silikate enthält. Die Tonfraktion besitzt eine Austauschkapazität (KAK) unter 160 mval/kg und besteht neben den Oxiden praktisch nur aus Kaolinit. Viele Ferralsole in S-Amerika, Zentralafrika, SO-Asien und Australien dienen dem Anbau von Mais, Kaffee, Kakao, Baumwolle u.a.

Termitenhügel

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Noch Ferralsole:

"Die Erträge von Ackerfrüchten sinken aber bereits im dritten Jahr stark ab, weil die Wildpflanzen und an Humus gebundenen Nährstoffe nach (Brand-)Rodung und intensivem Humusabbau durch Starkregen infolge geringer Transpiration und geringen Nährstoffbindungsvermögens der Bodenminerale rasch aus dem Oberboden ausgewaschen werden.

Nach Aufgabe des Ackerbaus bewirkt eine Verbuschung (durch tiefwurzelnde Pflanzen) eine Regeneration der Nährstoffgehalte im Oberboden, so dass nach 8-10 Jahren erneut Kulturpflanzen folgen können. Für (tiefer wurzelnde) Dauerkulturen sind die Bedingungen günstiger: dennoch sind auch hier höhere Erträge nur durch Düngung zu bewahren"

(Zitate und Zusammenfassung aus Scheffer & Schachtschabel 1992, S.441/443)

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Termiten in den Sommerfeuchten Tropen:

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Landnutzungsformen in den Sommerfeuchten Tropen:

A)A) Regenfeldbau Regenfeldbau (d.h. saisonaler Anbau):(d.h. saisonaler Anbau):

- Es können nur annuelle Arten angebaut werden, sofern nicht Bewässerung möglich ist z.B Mais, Sorghum, Hirse, Baumwolle, Erdnüsse, Reis, Süßkartoffeln etc.

- Feuchteanspruchvollere Arten (z.B. Kaffee, Tee) gedeihen nur in den Höhengebieten mit orographisch bedingtem Steigungsregen.

B)B) Brandrodungs-Wanderfeldbau bzw. Landwechselwirtschaft (swidden cultivation, Brandrodungs-Wanderfeldbau bzw. Landwechselwirtschaft (swidden cultivation, shifting cultivation):shifting cultivation):

- Verlegung der Felder nach kurzer Nutzungsdauer (Verlegung der Felder nach 15-30 Jahren = Naturbrache-Systeme)

- Grund: Produktionsrückgänge wegen Nährstoffentzug von Nutzpflanzen. Brandrodung führt eher zur Anhebung des pH-Wertes als Folge der Aschedüngung. Einige Nährstoffe stehen dann kurzfristig besser zur Verfügung.

Folgen: Es entstehen immer neue Brandrodungsinseln In größeren Abständen müssen die Wohngebiete verlegt werden.

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Landschaften in den Sommerfeuchten Tropen:

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Affenbrotbaum (Adansonia digitata)Afrikanischer Baobab

Hier: Madagascar


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Von den Sommerfeuchten Tropen zu den Immerfeuchten Tropen:

Typischer Immergrüner Regenwald(Immerfeuchte Tropen)

in der nächsten LV

Typische Savannenlandschaft

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