Vegetationsbrände: Unterschied zwischen den Versionen

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Die boreale Ökozone ist einer der bedeutendsten terrestrischen Kohlenstoffspeicher der Erde.<ref>Schultz, J. (2016): Die Ökozonen der Erde. 5. vollst. überarb. Aufl. Stuttgart: UTB (UTB, 1514 : Geowissenschaften, Ökologie, Agrarwissenschaften).</ref> Die häufigsten Störungen dieses Ökosystems sind großflächige, meist unkontrollierte Vegetationsbrände.<ref>Deluca, T.;  Boisvenue, C. (2012):  Boreal forest soil carbon: Distribution, function and modelling. In: Forestry Vol.85, 161-184. </ref> Ausgelöst werde diese überwiegend durch Blitzeinschläge oder Selbstentzündung  und haben je nach Standort eine Wiederkehrintervall zwischen 50-200 Jahren [4]. Abhängig von der Schwere des Brandereignisses kommt es neben dem Verlust der oberflächlichen Vegetation zum Auftauen des Permafrost-Horizonts im Boden und zur Bildung von pyrogenem Kohlenstoff [5]. Auch wenn durch den Verkohlungsprozess Kohlenstoff langfristig gebunden werden kann haben Vegetationsbrände durch die Freisetzung von CO2 aufgrund des Vegetationsverlustes und der erhöhten mikrobieller Aktivität einen positiven Effekt auf den globalen Kohlenstoffkreislauf [3]. Durch die in den hohen Breiten besonders intensive Klimaerwärmung kommt es immer häufiger zu Brandereignissen, die durch ihre Emissionswirkung ein positives Rückkopplungssystem des Klimawandels bilden [6]. Dieser Prozess wird durch das vermehrte Auftauen des Permafrostbodens sowie der erhöhten heterotrophen Respiration bei wärmeren klimatischen Bedingungen weiter verstärkt und ist aufgrund der Größe des Kohlenstoff-Pools ein entscheidender Faktor im Klimawandel [6].
 
Die boreale Ökozone ist einer der bedeutendsten terrestrischen Kohlenstoffspeicher der Erde.<ref>Schultz, J. (2016): Die Ökozonen der Erde. 5. vollst. überarb. Aufl. Stuttgart: UTB (UTB, 1514 : Geowissenschaften, Ökologie, Agrarwissenschaften).</ref> Die häufigsten Störungen dieses Ökosystems sind großflächige, meist unkontrollierte Vegetationsbrände.<ref>Deluca, T.;  Boisvenue, C. (2012):  Boreal forest soil carbon: Distribution, function and modelling. In: Forestry Vol.85, 161-184. </ref> Ausgelöst werde diese überwiegend durch Blitzeinschläge oder Selbstentzündung  und haben je nach Standort eine Wiederkehrintervall zwischen 50-200 Jahren [4]. Abhängig von der Schwere des Brandereignisses kommt es neben dem Verlust der oberflächlichen Vegetation zum Auftauen des Permafrost-Horizonts im Boden und zur Bildung von pyrogenem Kohlenstoff [5]. Auch wenn durch den Verkohlungsprozess Kohlenstoff langfristig gebunden werden kann haben Vegetationsbrände durch die Freisetzung von CO2 aufgrund des Vegetationsverlustes und der erhöhten mikrobieller Aktivität einen positiven Effekt auf den globalen Kohlenstoffkreislauf [3]. Durch die in den hohen Breiten besonders intensive Klimaerwärmung kommt es immer häufiger zu Brandereignissen, die durch ihre Emissionswirkung ein positives Rückkopplungssystem des Klimawandels bilden [6]. Dieser Prozess wird durch das vermehrte Auftauen des Permafrostbodens sowie der erhöhten heterotrophen Respiration bei wärmeren klimatischen Bedingungen weiter verstärkt und ist aufgrund der Größe des Kohlenstoff-Pools ein entscheidender Faktor im Klimawandel [6].
 
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==Rezente Bodenbildung in Gletschervorfeldern==  
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Bei der borealen Ökozone handelt es sich um eine zirkumpolare Region, die mit einer Fläche von 20 Mio. km² in etwa 13% des Festlandes der Erde umfasst [1]. Das Gebiet erstreckt sich über große Teile Russlands, Kanadas und Skandinaviens zuzüglich kleineren Regionen im Nordosten Chinas und der Mongolei [1]. Etwa 15 Mio. km² dieser Fläche sind borealer Nadelwald [2]. Die Bodenbildung wird hauptsächlich vom Klima und der Vegetation bestimmt und schreitet aufgrund der gegebenen Bedingungen nur langsam voran. Kennzeichnend für die entstehenden Bodentypen dieser Zone sind die mächtigen Auflagehorizonte aus schwerabbaubarer Streu [7]. Neben den Podsolen sind die durch den Permafrost bedingten Cryosole der dominierende Bodentyp des borealen Ökosystems [1].
  
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=Boreale Waldbrände=
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Waldbrände sind in dieser Zone der häufigste ökologische Störfaktor. Feuer ist somit einer der wichtigsten Treiber der Ökosystemprozesse und des Kohlenstoffkreislaufes in den Wäldern und Mooren der borealen Zone [5].  Der überwiegende Teil dieser Brandereignisse wird durch Blitzschlag oder Selbstentzündung ausgelöst. Das Wiederkehrintervall liegt je nach Standort zwischen 50 und 200 Jahren [4]. Die Auswirkungen dieser Vegetationsbrände sind besonders für den Kohlenstoffkreislauf von entscheidender Bedeutung, da in der borealen Zone ca. 50% des global in Waldökosystemen gebunden Kohlenstoffs gespeichert ist. Mit einem Anteil von rund 85% fungieren die Böden in ihrer Gesamtheit dabei als größter Speicher des Bioms [3]. Je nach Bodentyp kann die Kapazität allerdings stark variieren. In Abhängigkeit der Infiltrationsrate ist die Kohlenstoffakkumulation an gut dränierten Cambisolen vergleichsweise kleiner, als an den durch geringe Infiltration gekennzeichneten Cryosolen [3]. Die Stauwirkung des Permafrost-Horizonts verursacht unter nass-kalten Bedingungen eine sogenannte Anoxie. Dieses vollständige Fehlen von Sauerstoff im Boden verzögert die Zersetzungsraten und verhindert so das Ausgasen von Kohlenstoff als Folge heterotropher Respiration [3].
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Jährlich wird etwa ein Drittel des durch die Netto-Primärproduktion in der borealen Zone gebundenen Kohlenstoffs in Folge von Brandereignissen als CO2 wieder freigesetzt [5]. In Abhängigkeit der Schwere des Brandereignisses und des betroffenen Bodentyps verursachen Waldbrände den Verlust des Auflagehorizonts beziehungsweise das Auftauen des Permafrost-Horizonts [9]. Zusätzlich wird durch die Temperaturerhöhung sowie der Vergrößerung des Schmelzhorizonts die mikrobielle Aktivität und somit die Respiration erhöht [6]. Neben diesen Formen der Freisetzung im borealen Ökosystem gebundener Kohlenstoffvorkommen werden im Verlauf des Brandereignisses 1-3% der Biomasse in Form von pyrogenem Kohlenstoff wieder im Boden gespeichert [5]. Dazu zählen Graphit- und Rußpartikel sowie Holzkohle. Letzteres wird überwiegend im Auflagehorizont der Böden akkumuliert und trägt durch seine hohe Verweildauer zu einer langfristigen Speicherung des Kohlenstoffs bei. Außerdem fördert der Eintrag von pyrogenem Kohlenstoff in den Boden die Kationenaustauschkapazität und verbessert die Bodenfruchtbarkeit durch eine höhere Nährstoffverfügbarkeit [5][10].
  
  

Version vom 28. Oktober 2019, 19:42 Uhr

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Die boreale Ökozone ist einer der bedeutendsten terrestrischen Kohlenstoffspeicher der Erde.[1] Die häufigsten Störungen dieses Ökosystems sind großflächige, meist unkontrollierte Vegetationsbrände.[2] Ausgelöst werde diese überwiegend durch Blitzeinschläge oder Selbstentzündung und haben je nach Standort eine Wiederkehrintervall zwischen 50-200 Jahren [4]. Abhängig von der Schwere des Brandereignisses kommt es neben dem Verlust der oberflächlichen Vegetation zum Auftauen des Permafrost-Horizonts im Boden und zur Bildung von pyrogenem Kohlenstoff [5]. Auch wenn durch den Verkohlungsprozess Kohlenstoff langfristig gebunden werden kann haben Vegetationsbrände durch die Freisetzung von CO2 aufgrund des Vegetationsverlustes und der erhöhten mikrobieller Aktivität einen positiven Effekt auf den globalen Kohlenstoffkreislauf [3]. Durch die in den hohen Breiten besonders intensive Klimaerwärmung kommt es immer häufiger zu Brandereignissen, die durch ihre Emissionswirkung ein positives Rückkopplungssystem des Klimawandels bilden [6]. Dieser Prozess wird durch das vermehrte Auftauen des Permafrostbodens sowie der erhöhten heterotrophen Respiration bei wärmeren klimatischen Bedingungen weiter verstärkt und ist aufgrund der Größe des Kohlenstoff-Pools ein entscheidender Faktor im Klimawandel [6].



Die boreale Ökozone

Bei der borealen Ökozone handelt es sich um eine zirkumpolare Region, die mit einer Fläche von 20 Mio. km² in etwa 13% des Festlandes der Erde umfasst [1]. Das Gebiet erstreckt sich über große Teile Russlands, Kanadas und Skandinaviens zuzüglich kleineren Regionen im Nordosten Chinas und der Mongolei [1]. Etwa 15 Mio. km² dieser Fläche sind borealer Nadelwald [2]. Die Bodenbildung wird hauptsächlich vom Klima und der Vegetation bestimmt und schreitet aufgrund der gegebenen Bedingungen nur langsam voran. Kennzeichnend für die entstehenden Bodentypen dieser Zone sind die mächtigen Auflagehorizonte aus schwerabbaubarer Streu [7]. Neben den Podsolen sind die durch den Permafrost bedingten Cryosole der dominierende Bodentyp des borealen Ökosystems [1].

Boreale Waldbrände

Waldbrände sind in dieser Zone der häufigste ökologische Störfaktor. Feuer ist somit einer der wichtigsten Treiber der Ökosystemprozesse und des Kohlenstoffkreislaufes in den Wäldern und Mooren der borealen Zone [5]. Der überwiegende Teil dieser Brandereignisse wird durch Blitzschlag oder Selbstentzündung ausgelöst. Das Wiederkehrintervall liegt je nach Standort zwischen 50 und 200 Jahren [4]. Die Auswirkungen dieser Vegetationsbrände sind besonders für den Kohlenstoffkreislauf von entscheidender Bedeutung, da in der borealen Zone ca. 50% des global in Waldökosystemen gebunden Kohlenstoffs gespeichert ist. Mit einem Anteil von rund 85% fungieren die Böden in ihrer Gesamtheit dabei als größter Speicher des Bioms [3]. Je nach Bodentyp kann die Kapazität allerdings stark variieren. In Abhängigkeit der Infiltrationsrate ist die Kohlenstoffakkumulation an gut dränierten Cambisolen vergleichsweise kleiner, als an den durch geringe Infiltration gekennzeichneten Cryosolen [3]. Die Stauwirkung des Permafrost-Horizonts verursacht unter nass-kalten Bedingungen eine sogenannte Anoxie. Dieses vollständige Fehlen von Sauerstoff im Boden verzögert die Zersetzungsraten und verhindert so das Ausgasen von Kohlenstoff als Folge heterotropher Respiration [3]. Jährlich wird etwa ein Drittel des durch die Netto-Primärproduktion in der borealen Zone gebundenen Kohlenstoffs in Folge von Brandereignissen als CO2 wieder freigesetzt [5]. In Abhängigkeit der Schwere des Brandereignisses und des betroffenen Bodentyps verursachen Waldbrände den Verlust des Auflagehorizonts beziehungsweise das Auftauen des Permafrost-Horizonts [9]. Zusätzlich wird durch die Temperaturerhöhung sowie der Vergrößerung des Schmelzhorizonts die mikrobielle Aktivität und somit die Respiration erhöht [6]. Neben diesen Formen der Freisetzung im borealen Ökosystem gebundener Kohlenstoffvorkommen werden im Verlauf des Brandereignisses 1-3% der Biomasse in Form von pyrogenem Kohlenstoff wieder im Boden gespeichert [5]. Dazu zählen Graphit- und Rußpartikel sowie Holzkohle. Letzteres wird überwiegend im Auflagehorizont der Böden akkumuliert und trägt durch seine hohe Verweildauer zu einer langfristigen Speicherung des Kohlenstoffs bei. Außerdem fördert der Eintrag von pyrogenem Kohlenstoff in den Boden die Kationenaustauschkapazität und verbessert die Bodenfruchtbarkeit durch eine höhere Nährstoffverfügbarkeit [5][10].


Einzelnachweise

  1. Schultz, J. (2016): Die Ökozonen der Erde. 5. vollst. überarb. Aufl. Stuttgart: UTB (UTB, 1514 : Geowissenschaften, Ökologie, Agrarwissenschaften).
  2. Deluca, T.; Boisvenue, C. (2012): Boreal forest soil carbon: Distribution, function and modelling. In: Forestry Vol.85, 161-184.



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Dieser Artikel wurde erstellt von:
Alexander Sasse, Philipp Maly