Tropische Sommerregengebiete (ZB II)

1. Sommerfeuchte Tropen = Savannen bis zum halbimmergrünen Regenwald (mit deutlichem Jahreszeitenklima) Afrika: Sudan-Zone (südl. des Sahel) große Teile von O- und Zentral- Afrika (südl. des Kongobeckens) mittl. Madagaskar M-Amerika: größte Teile von Mexiko S-Amerika: Llanos des Orinoco, Campos cerrados (größte Teile von Brasilien südl. des Amazonasbeckens) EurAsien: O- bis SO-Indien Thailand, Kambodscha, Vietnam, äußerster Süden von China campo cerrado Australien: N-Australien (Arnhem Land, York Halbinsel) N-Amerika: fehlt! H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Trockensavannen Feuchtsavannen (aus Schultz 2000: 33, verändert und mit zusätzlichen Informationen) Tropische Sommerregengebiete (ZB II)

2. Bitte beachten! nach Schultz (2000) = 5-9 humide Monate / 500-1.500mm Niederschlag nach Walter & Breckle (1984) >400- 2.500mm Niederschlag Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Typische Klimadiagramme der Sommerfeuchten Tropen (Feuchtsavanne - ZBII): H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie d.h. bei W. & B. beginnen die Trockensavannen früher und können die Feuchtsavannen (mit teil-immergrünen Monsunwäldern bzw. Passatwäldern = Saisonregenwälder am rande der Feuchtsavanne!) wesentlich höhere Niederschläge empfangen! © H. Kehl

3. Jaipur trockener Monsunwald 434mm 24,8°C 4-5 Monate Dürrezeit Bidar feuchter Monsunwald 858mm 25,9°C 3-4 Monate Dürrezeit Belgaum Halbimmergrüne Wälder 1.293mm 13,2°C 2-3 Monate Dürrezeit Marmagoa Immergrüne Wälder 2.543mm 26,3°C 1-2 Monate Dürrezeit Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Typische Klimadiagramme der Sommerfeuchten Tropen (Feuchtsavanne bis Rand Immerfeuchte Tropen - ZBII mit Übergang zu ZBI): Klimadiagramme von indischen Stationen (Monsunwälder nach Walter) H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

4. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Einige Fakten: Vegetationsperiode: 6-4 (5) Monate a mit tmon³100C tmon³180C - 12 Jahresnieder schläge (in mm) 500 - 1500 (>400 – 2500 nach Walter) H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Lage: Nördlich und südlich der Immerfeuchten Tropen (ZB I nach Walter), etwa bis zum 30° N und S, mit bereits merklichem Jahresgang der Tagesmittel der Temperatur; die Regenmaxima verschieben sich in die Sommermonate und bilden schließlich ein Maximum zur Zeit des Zenitstandes der Sonne. Wir haben somit eine Sommerregenzeit und eine Trockenzeit in den kühlen (Winter-)Monaten. Diese wird mit zunehmender Entfernung vom Äquator immer länger, zugleich nehmen die Jahresniederschläge ab. © H. Kehl

5. humide Monate (Regenmonate) Jahresniederschläge in mm Tropische Regenwälder Immerfeuchte Tropen 9 1500 Feuchtsavanne (-gürtel, -klimate, -zone) Syn. Hochgrassavanne, moist dystrophic savanna, Guinea Zone (bes. Westafrika) Sommer- feuchte Tropen (Savannenzone) 7 1000 5 500 Tropisch / Subtropische Trockengebiete Dornsavannen (-gürtel,-klimate, -zone) Sahelzone (bes. Westafrika) Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Hygrische Unterscheidungen der Sommerfeuchten Tropen: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Trockensavanne (-gürtel, -klimate, -zone) Syn. Kurzgrassavanne, dry savanna © H. Kehl

6. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Definition von Savannen unter Einbeziehung von Bodentextur u. Bodenwasserhaushalt: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Jährlicher Niederschlag © H. Kehl

7. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Sommerfeuchten Tropen in Afrika - ein Überblick: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Savannenvegetation © H. Kehl

8. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Sommerfeuchten Tropen in Afrika - unterschiedliche Abgrenzungen: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

9. Physiognomische Savannentypen (Südamerika) aus Schultz (2000), nach Harris (1980): S. 445 2-15% Baum- bedeckung 15-40% Baum- bedeckung Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Der kontinuierliche Übergang vom semiariden zum subhumiden Klima: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie generell Grasunterwuchs mit C4-Arten von semiarid bis subhumid > Übergang Trocken- > Feuchtsavanne > © H. Kehl

10. Wadis oder Flusssysteme Galeriewälder Savannenwald Trockenwald Regen- waldrelikte Halbimmergr.Wald ohne Abb. Savannen- vorposten Immergrüner Wald ohne Abb. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Übergangsbereich zwischen Savanne und Regenwald: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

11. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne 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). H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie 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 "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) © H. Kehl

12. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne 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 Anschluss an den Immergrünen Tropenwald: > Es handelt sich um einen sehr artenreichen Waldtyp > typisch ist das Nebeneinander von belaubten und nichtbelaubten Bäumen während der Trockenzeit H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie 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. © H. Kehl

13. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne 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. H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl Aus Peter v. Sengbusch (Uni-Hamburg - Botanik)

14. Miombo-Verbreitung SW-Afrika Brachystegia (longifolia) - Miombo-Woodland (in Malawi) z.B. 4/5 der Fläche Sambias Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Laubabwerfende (Regen-)grüne Wälder der Sommerfeuchten Tropen (in Afrika = Miombo): H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie 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). © H. Kehl

15. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Vegetation der Sommerfeuchten Tropen - Wasserversorgung: Two-Layer-System bei der Wasserversorgung H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie 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) © H. Kehl

16. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Bodenpotential der Sommerfeuchten Tropen für nachhaltige Entwicklung: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

17. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Bodenverbreitung und Landnutzung in den Sommerfeuchten Tropen: Bodencharakteristika bzgl. ungünstiger Bedingungen: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

18. d.h. Bodeneigenschaften günstiger in den Sommerfeuchten als in Immerfeuchten Tropen: Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Bodenverbreitung und Landnutzung in den Sommerfeuchten Tropen: A) Bodenfruchtbarkeit in der Regel weniger ungünstig als in den Immerfeuchten Tropen. H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie B) Winterliche Trockenheit erleichtert die Brandrodung. C) Die geschlossene Grasdecke begünstigt die Viehhaltung. D) Die Sonneneinstrahlung ist zum Ende der Regenzeit höher, was den Anbau von Zuckerrohr, Mais und Baumwolle begünstigt. © H. Kehl

19. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne 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 Ferralsolenicht 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). H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

20. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Wichtigste Bodentypen in den Sommerfeuchten Tropen: Nitisole: Leuchtend rote bis tiefbraune, (in der Regel) lessivierte, tonreiche Böden der feuchten Tropen (aber auch Feuchtsavannen), die sich aus silikatreichem Gestein (z.B. Basalt, Glimmerschiefer) entwickelt haben. Sie gehören zu den fruchtbarsten, d.h. produktionsökologisch besten Böden der feuchten Tropen und Subtropen. H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Alfisol (Madagaskar - Feuchtsavanne) aus der Gruppe der Nitisole. © H. Kehl

21. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Wichtigste Bodentypen in den Sommerfeuchten Tropen: 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). H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

22. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Wichtigste Bodentypen in den Sommerfeuchten Tropen: 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 Oxisol (Madagaskar - Feuchtsavanne) aus der Gruppe der Ferralsole. H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

23. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Wichtigste Bodentypen in den Sommerfeuchten Tropen: 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) H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

24. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Termiten in den Sommerfeuchten Tropen: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie © H. Kehl

25. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Landnutzungsformen in den Sommerfeuchten Tropen: A) Regenfeldbau (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. H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie B) Brandrodungs-Wanderfeldbau bzw. Landwechselwirtschaft (swidden 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. © H. Kehl

26. Sommerfeuchte Tropen Dorn- bis Baumsavanne Von den Sommerfeuchten Tropen zu den Immerfeuchten Tropen: H.Kehl / TU-Berlin / Inst.f.Ökologie Typische Savannenlandschaft Typischer Immergrüner Regenwald (Immerfeuchte Tropen) in der nächsten LV © H. Kehl