Endogene Dynamik III

Globale Ökologie
Endogene Dynamik III
Wintersemester 2010/2011
Wolfgang Cramer
Univ. Potsdam, Erd- und Umweltwissenschaften, Globale Ökologie
http://www.pik-potsdam.de/~cramer
-> „Lehre“ / "Teaching"
17.12.2010
Endogene Dynamik III
Mechanismen zur Erhaltung der Biodiversität
• Populationsdynamik
• Sukzession
• Stabilität / resilience
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Endogene Dynamik III
•
•
•
•
•
Mechanismen der Beeinträchtigung von
Biodiversität
Veränderung der Standortbedingungen (Habitat)
Klimawandel
Invasive Arten
Übernutzung
Umweltverschmutzung
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Endogene Dynamik III
Strategien zum Schutz von Biodiversität
• Schutz der Komponenten von Biodiversität
– Ökosysteme, Habitate, Biome
– Artenvielfalt
– Genetische Vielfalt
• Förderung der nachhaltigen Nutzung
– nachhaltige Nutzung und Verbrauch von Produkten
• Reduktion von Bedrohung
– Vermeidung der Zerstörung von Ökosystemen und Habitaten
– Kampf gegen invasive Arten
– Klimaschutz und Reduktion von Verschmutzung
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Endogene Dynamik III
Strategien zum Schutz von Biodiversität
(Fortsetzung)
• Sicherung von Ökosystemfunktionen („goods and
services“)
• Sicherung von traditionellem Wissen und Innovation
• Sicherung der fairen Nutzung genetischer Ressourcen
• Sicherung von Ressourcen zur Erfüllung der
vorgenannten Ziele
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Konventionen
•
•
•
•
Convention on Biological Diversity (CBD)
Ramsar Convention on Wetlands
Convention to Combat Desertification
Auch: Convention on Climate Change
• Natura 2000 etc.
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Endogene Dynamik III
Die Rolle der Bodenprozesse für die Biosphäre
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Endogene Dynamik III
Böden …
... sind [, in der Landschaft,] die Matrix, durch die
Energie, Wasser, Biomasse und Nährstoffe fließen.
... speichern große Mengen Kohlenstoff, der langsam
an die Atmosphäre abgegeben wird.
... enthalten zahllose Mikroorganismen (Pilze,
Bakterien, Milben), Regenwürmer usw.
(Bonan - Ecological Climatology)
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Kohlenstoffvorräte
Biom
Fläche
Kohlenstoffvorrat (Gt C)
(106 km2) Vegetation
Soils
Total
Tropische Wälder
17,6
212
216
428
Temperierte Wälder
10,4
59
100
159
Boreale Wälder
13,7
88
471
559
Savannen
22,5
66
264
330
Temperierte Grasländer
12,5
9
295
304
Wüsten & Halbwüsten
45,5
8
191
199
Tundra
9,5
6
121
127
Feuchtgebiete
3,5
15
225
240
Landwirtschaft
16
3
128
131
Total
151,2
466
2011
2477
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Bodenbildung / Verwitterung
•
•
•
•
•
•
Klima
Ausgangsgestein
Relief
Wasser
Fauna & Flora
Menschliche Tätigkeit
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Textur Dreieck
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Globale Aspekte der Bodenfunktionen (WBGU)
• Lebensraumfunktion
• Regelungsfunktion
• Nutzungsfunktion
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Lebensraumfunktion
• Böden tragen zur biologischen Vielfalt bei
• Böden stellen einen Genpool dar
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Regelungsfunktion
• Böden beeinflussen den Austausch von Strahlung und fühlbarer
Wärme
• Böden regeln den Wasserkreislauf der Kontinente
• Böden sind Speicher und Transformatoren für Nährstoffe
• Böden stellen Quellen und Senken für Kohlendioxid (CO2) und
Methan (CH4) dar
• Böden sind Quellen für Lachgas (N2O)
• Böden sind Puffer, Filter, Transformatoren und Speicher für
Schadstoffe
• Böden sind Quellen für die Stoffbelastung von benachbarten
Umweltkompartimenten
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Nutzungsfunktion
• Böden bilden die Grundlage der Nahrungsmittelproduktion
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Bodendegradation (106 ha)
leicht
mittel
extrem
Gesamt
Wasser
343
527
224
1094
Wind
269
254
26
549
93
103
43
- Nährstoffverlust
(52)
(63)
(135)
- Versalzung
(35)
(20)
(76)
- Kontamination
(4)
(17)
(1)
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- Versauerung
(2)
(3)
(1)
Chemisch
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(6)
Ursachen der Bodendegradation (106 ha)
Region
Entwaldung
Übernutzung
Überweidung
Landwirt.
Aktivit.
Industrie
Afrika
67
63
243
121
+
Asien
298
46
197
204
1
Südamerika
100
12
68
64
-
Zentralamerika
14
11
9
28
+
Nordamerika
4
-
29
63
+
Europa
84
1
50
64
21
Ozeanien
12
-
83
8
+
Weltweit
579
133
679
552
22
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Bodenschutz
• Erosionsverhinderung durch geänderte
Landbewirtschaftung
• Verhinderung der Übernutzung in marginalen
Gebieten
• Windschutzpflanzungen
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Take home message
Endogene Dynamik der Biosphäre ist geprägt durch...
... Wachstum & Atmung
... Populationsdynamik/Sukzession
... Bodenentwicklung
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Andere Beobachtungen der Biosphäre
• Beobachtungen des aktuellen Zustandes am Boden
• Beobachtungen historischer Veränderungen
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Bodenbasierte Beobachtungsmethoden
• Vegetationsaufnahmen
– Auflistung sämtlicher, in einer definierten Fläche vorkommender
Pflanzen, mit Flächendeckungsgraden und anderen Informationen
über Boden und Standort
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Bodenbasierte Beobachtungsmethoden
• Vegetationsaufnahmen
– Auflistung sämtlicher, in einer definierten Fläche vorkommender
Pflanzen, mit Flächendeckungsgraden und anderen Informationen
über Boden und Standort
• Produktivitätsmessungen
– Agrarstatistiken
– Waldinventuren
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Bodenbasierte Beobachtungsmethoden
• Vegetationsaufnahmen
– Auflistung sämtlicher, in einer definierten Fläche vorkommender
Pflanzen, mit Flächendeckungsgraden und anderen Informationen
über Boden und Standort
• Produktivitätsmessungen
– Agrarstatistiken
– Waldinventuren
• Kohlenstoffflussmessungen
– Eddy-Kovarianzmessungen
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Beobachtungen historischer Veränderungen
• Pollen/Fossilien
• Proxies
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Historische Rekonstruktionen
•
•
•
•
•
•
Pollen
Makrofossilien
Baumringe
Radioaktive Isotope
Proxy Daten
Etc.
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Baumringe
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Proxies
• Historische Aufzeichnungen
• Kirchenbücher etc.
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