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Auswirkungen des anthropogenen Klimawandels auf die potentiell natürlichen Wälder Bochums

Hausarbeit 2014 13 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Phys. Geogr., Geomorphologie, Umweltforschung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Abiotische Faktoren
1.2 Die potentiell natürlichen Wälder in Bochum

2 Methodik der Auswahl und Vergleich der Waldgesellschaften
2.1 Methodik
2.2 Vergleich der Waldgesellschaften
2.2.1 Vergleich in Bezug auf die Feuchtezahl
2.2.2 Vergleich in Bezug auf die Temperaturzahl
2.2.3 Vergleich in Bezug auf die Lichtzahl
2.2.4 Zusammenfassung der Einzelergebnisse

Schlussfolgerungen

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

Dass der Klimawandel Realität ist, gehört inzwischen zu den als gut gesichert geltenden Erkenntnissen. Meist denkt man bei dem Wort an Küsten oder Unwetter. Aber welche Auswirkungen können die Änderungen ganz konkret hier in unserer Nähe, hier im Ruhrgebiet haben? Um diese Frage zu erörtern, habe ich mich entschieden mich exemplarisch mit den möglichen Auswirkungen der anthropogenen Klimaänderung auf die potentielle natürliche Vegetation des Ruhrgebietes am Beispiel der Bochumer Wälder zu erörtern oder anders formuliert: Ist eine Veränderung der Waldgesellschaften Bochums im Rahmen der vorausgesagten Erwärmung zu erwarten? Die Bedeutung der Wälder als nachwachsender Rohstofflieferant sowie als Erholungsgebiet für den Menschen und als natürlicher Lebensraum für viele Pflanzen und Tierarten ist dabei vielfältig. Gerade die Funktion als Lebens- und Rückzugsraum in natürlichen Wäldern ist durch den Klimawandel am stärksten Betroffen, da hier der Mensch als direkt eingreifender Faktor, anders als in vorwiegend Forstwirtschaftlich genutzten Wäldern, nur wenig in Erscheinung tritt und den Baumbestand in der Regel nicht direkt beeinflusst.

Welche Waldgesellschaft an einem Ort zu finden ist, hängt von mehreren Faktoren ab. Von den Böden, den Klimabedingungen und nicht zuletzt von dem Florenreich, welchem die Region zugehörig ist.

1.1 Abiotische Faktoren

Die Böden der Region, welche natürlichen Ursprungs sind und nicht durch die Verstädterung versiegelt oder auf andere Weise beeinflusst wurden, finden ihren Ursprung hauptsächlich im Löß (Bundesamt für Geowissenschaften (Hg.) 2004: 1), welcher periglazial während der Weichsel-Eiszeit bis vor etwa 11500 Jahren abgelagert wurde. Die daraus entstandenen Böden sind in der Regel allerdings inzwischen weitestgehend versauert. Im Süden des Bochumer Stadtgebietes liegen zudem Braunerden aus dem anliegenden Schiefergestein (Bundesamt für Geowissenschaften (Hg.) 2004: 1), welche einen niedrigeren ph-Wert aufweisen als die Böden in den anderen Teilen Bochums.

Das Klima in Bochum ist geprägt durch den Atlantik und grundsätzlich feucht und kühlgemäßigt (Lauer et al. 2006: 237). Aufgrund der geographischen Lage kommt es zu ausgeprägten Jahreszeiten und damit zu Schwankungen der Sonnenscheindauer und Temperaturen im Jahresverlauf. Niederschläge fallen ganzjährig mit im Mittel 817,6mm/Jahr, die Durchschnittstemperatur 10,4°C beträgt (Grudzielank et al. 2011: 37). Dies sind grundsätzlich günstige Bedingungen für das Pflanzenwachstum, wobei die Vegetationsperiode, wie Anhand des Klimadiagramms ersichtlich, von ca. März bis November reicht. Die ganzjährigen Niederschläge erreichen ihr Maximum in den Sommermonaten.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Veränderungen durch den anthropogenen Klimawandel lassen sich als Trend in der Grafik von Grudzielanek et al. aus dem Jahre 2013 auch schon für die letzten 100 Jahre erkennen (s. Abb. 2). Die Durchschnittstemperatur gemessen an der Ludger-Mintrop-Stadtklimastation stieg in diesem Zeitraum gemittelt um 1 bis 1,5 K an.

Den voraussichtlichen Anstieg der Temperatur für die Klimaperiode 2071-2100 bezifferte Filippo Giorgio seinem Artikel, der auch als Grundlage für den IPCC Report 2007 diente: „In all seasons, Europe undergoes warming in both the A2 and B2 scenarios. The warming is in the range of 2.5–5.5 °C in the A2 scenario and 1–4°C in the B2 scenario. The warming is maximum over eastern Europe in DJF and over western and southern Europe in JJA” (Giorgio et al. 2004: 855).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.2 Die potentiell natürlichen Wälder in Bochum

Die Ausbreitung der Wälder in Bochum ist in den vergangen 100 Jahren von etwa 15% auf heute nur noch 7,8 Prozent zurückgegangen, davon 60% jüngere Wälder (BSÖR 2002 nach (Jagel & Gausmann 2009: 16)). „Natürlicherweise würden in Bochum zwei Waldgesellschaften überwiegen: im Norden auf nährstoffreichem Löß der Flattergras-Buchenwald (Maianthemo-Fagetum), im Süden auf den Ausläufern des aus Silikatgestein aufgebauten Ardeygebirges auf nährstoffarmen, sauren Böden der Hainsimsen-Buchenwald“ (Jagel & Gausmann 2009: 16). Beiden Waldgesellschaften ist gemein, dass die Baumschicht von einer Art dominiert wird. Die Rotbuche (Fagus sylvatica L.) ist eine konkurrenzstarke Art, die sich während des Interglazials der letzten Eiszeit in Südeuropa entwickelt hat und sich während des Holozäns über Süd- und Mitteleuropa verbreiten konnte. (Schütt et al. 2006: 243) Die namensgebenden Arten der Krautschicht sind das Wald-Flattergras (Milium effusum L.) und die Weiße Hainsimse (Luzula luzuloides (Lam.) Dandy & Wilmott). Beide werden aber in der weiteren Betrachtung keine Rolle spielen, da wie Kapitel 2 erläutert, andere in Frage kommende Waldgesellschaften sich hauptsächlich über die Baumschicht unterscheiden.

2 Methodik der Auswahl und Vergleich der Waldgesellschaften

2.1 Methodik

Um einen Überblick über mögliche Veränderungen zu bekommen, wurden in dieser Hausarbeit zwei weitere Waldgesellschaften ausgewählt und diese mit den Hainsimsen und Flattergras Buchenwäldern vergleichen. Wichtig ist dabei, dass diese Wälder auch bereits in Deutschland heimisch sind, die Ausbreitung also auf natürlichem Wege wie Zoochorie oder Autochorie erfolgen kann. Zudem müssen sie auch auf den vorhandenen Böden mit ihren Nährstoffbedingungen wachsen können. Die Auswahl erfolgte mittels einer aus dem Buch „Physische Geographie Deutschlands“ Seite 171 entnommen Tabelle (Behre 1995: 171). Diese bietet allerdings keinen direkten Vergleich anhand der Temperaturen. Stattdessen wurden zwei Gesellschaften ausgewählt, welche entweder auf trockeneren Standorten oder auf einer geringeren Höhenstufe heimisch sind.

Anschließend wurden diese in ihrem Verhalten in Bezug auf Temperatur und Feuchtigkeit, anhand ihrer Zeigerwerte nach Ellenberg, verglichen. „Zeigerwerte von Pflanzen (Ellenberg et al.1992, 2001) dienen zur synökologischen Kennzeichnung der Pflanzenarten und sekundär über den mittleren Zeigerwert zur Kennzeichnung ganzer Pflanzenbestände und -gesellschaften“ (Frey & Lösch 2010: 109). Die Zeigerwerte zeigen die Standortbedingen unter denen eine Pflanze wächst. Sie wurden empirisch ermittelt und können sowohl zur Bestimmung von Standorteigenschaften im Gelände als auch zum Vergleich von Pflanzenarten herangezogen werden. Die Zeigerwerte nach denen verglichen wurde sind die Feuchtezahl, die Temperaturzahl und die Lichtzahl.

Die Feuchtezahl wurde ausgewählt da eine Erhöhung der Temperatur auch eine verstärkte Verdunstung von Wasser im Boden zur Folge hat. Zudem zeigen die Prognosen von Giorgio auch eine Abnahme der Niederschläge in den Sommermonaten für Mitteleuropa als Folge des Klimawandels (Giorgio et al. 2004: 857). Da Pflanzen wie alle Lebewesen zu einem Großteil ihres Volumens auf Wasser bestehen, ist ersichtlich wie essentiell die Verfügbarkeit dieser Ressource für eine Pflanze ist. Besteht zusätzlich zum Wassermangel Hitzestress kann dies bei Pflanze auch zu Problemen des Temperaturhaushaltes führen da dieser durch Evaporation über die Blätter reguliert wird.

Die Temperaturzahl stellt die direkteste Verbindung der Folgen des Klimawandels mit der Pflanzenphysiologie dar. Die Temperatur hat nicht nur Auswirkungen auf den Wasserkreislauf, sondern auch auf die Pflanze in direktem Wege. Vorteilhaft ist hier eine mögliche Verlängerung der Vegetationsperiode durch die ganzjährige Erwärmung des Klimas zu nennen. Da Pflanzen zudem poikilotherm sind, ist ihre Körpertemperatur direkt von Umgebungstemperatur abhängig. Eine zu hohe Temperatur kann zu denaturierung von Proteinen und zu einer Beeinträchtigung des Zellstoffwechsels führen (Frey & Lösch 2010: 211).

Die Lichtzahl wurde ausgewählt, weil sie einen wesentlichen Unterschied in den untersuchten Arten darstellt. Die Lichtzahl beschreibt die Schattentoleranz einer Pflanze. „Das Lichtklima am Boden eines höherwüchsigen Pflanzenbestandes wird wesentlich durch die Absorption, Transmission und Reflektion der gesamtverfügbaren Lichtmenge durch die oberen Kronenschichten bestimmt. Dies führt zu einer strengen Selektion der Unterwuchsarten gemäß ihrer Schattenverträglichkeit“ (Frey & Lösch 2010: 178). Dies betrifft aber nicht nur die Arten der Krautschicht, sondern auch alle Pflanzen der Baumschicht, da auch diese während ihrer Entwicklung auf eine ausreichende Lichtverfügbarkeit am Waldboden angewiesen sind.

Die jeweiligen Werte wurden der Internetseite des Bundesamtes für Naturschutz floraweb.de entnommen sowie in einem Fall einer von Urs-Beat Brändli von der Forschungsanstalt WSL erstellten Übersichtstabelle der Gehölze.

2.2 Vergleich der Waldgesellschaften

Als geeignete Waldgesellschaften für die Böden Bochums wurden der Tabelle der Buchen-(Stiel)-Eichenwald und der Buchen- Traubeneichenwald entnommen. Die Stiel-Eiche (Quercus robur L.) und die Traubeneiche (Quercus petraea (Mattuschka) Liebl.) sind zwei nah miteinander verwandte Eichenarten, welche während des Klimaoptimums bis vor ca. 2500 v.Chr. in Mitteleuropa dominierten. Erst danach wurden sie im Laufe des Subboreals von der Rotbuche in wärmere oder tiefere Standorte verdrängt (Schütt et al. 2006: 486). Es erscheint also naheliegend, dass für beide Arten eine erneute Erwärmung des Klimas hinsichtlich ihrer Konkurrenzfähigkeit zur Rotbuche vorteilhaft ist.

2.2.1 Vergleich in Bezug auf die Feuchtezahl

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei dem Vergleich hinsichtlich der Feuchtezahl zeigen sowohl die Rotbuche als auch Traubeneiche ähnliches Verhalten. Beide wachsen bevorzugt auf eher feuchten Böden. Anders die (Stiel)-Eiche, die mäßig feuchte Böden bevorzugt. Sie ist allerdings auch auf Böden mit wechselnder Feuchtigkeit, also Abschnitten längerer Trockenheit oder Nässe, anzutreffen ((Landholt, E. (1997) nach Brändli, U.-B. 2001: 1) Hinsichtlich der prognostizierten Veränderung in den Niederschlägen des Sommers, kann hier ein Vorteil liegen, der die Konkurrenzfähigkeit der (Stiel)-Eiche zur Rotbuche verbessert. Allerdings hängt die Wasserverfügbarkeit zusätzlich zu den Niederschlägen auch vom Wasserspeichervermögen der Böden ab welches bei den in Bochum vorkommenden Parabraunerden des Nordens und Braunerden des Südens sehr hoch ist.

2.2.2 Vergleich in Bezug auf die Temperaturzahl

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In Bezug auf ihre Toleranz hoher Temperaturen sind beide Eichenarten der Rotbuche überlegen. 2008 konnten Eichborn et al. (2008: 119) zeigen, dass schon eine Erhöhung der Durchschnittstemperatur eines Jahres von 3K das Höhenwachstum von Rotbuchen im Jahresvergleich um 30% reduzierte. Zwar bedeutet eine Erhöhung der Temperatur um diesen Faktor keine direkte Gefahr für eine Buche im Bestand, im interspeziären Vergleich aber wird eher die Eiche von einer Temperaturerhöhung profitieren während sie das Wachstum der Rotbuche zumindest einschränkt.

2.2.3 Vergleich in Bezug auf die Lichtzahl

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ein großer Vorteil der Rotbuche wird bei der Lichtzahl deutlich. Im Vergleich mit anderen Bäumen, hier den Eichen, kann die Pflanze auch dort noch wachsen, wo andere Bäume nicht mehr genug Licht bekommen. Vor allem in reinen Buchenwäldern ist die Bedeckung sehr hoch. Die Pflanzen der Krautschicht bekommen so nur sehr wenig Licht. Allerdings betrifft dieses Problem nicht nur Pflanzen, welche durch ihren kompletten Lebenszyklus hindurch die Krautschicht besiedeln. Auch Baumkeimlinge sind von der geringen Lichtdurchlässigkeit betroffen. Junge Buchen können aber unter diesen Umständen besser überleben als vergleichbare andere heimische Bäume und auch mit geringer Einstrahlung ausreichend Photosynthese betreiben.

2.2.4 Zusammenfassung der Einzelergebnisse

Werden die Ergebnisse zusammen betrachtet, ergibt sich kein einheitliches Bild. In Bezug auf die zunehmende Trockenheit, kann die (Stiel)-Eiche den beiden anderen Bäumen als überlegen betrachtet werden. Steigende Temperaturen können ebenfalls in der Lage sein die Konkurrenzfähigkeit der Eichen heraufzusetzen. Es liegt also bei der reinen Betrachtung der auf den Klimawandel abzielenden Zeigerwerte nah, dass die Konkurrenzfähigkeit von Eichen steigt während die der Buchen sinkt oder stagniert. Junge Rotbuchen haben jedoch in einem bestehenden geschlossenen Baumverbund, durch ihre Schattenverträglichkeit, einen erheblichen Selektionsvorteil der es anderen Pflanzen schwer macht, einmal dicht von Buchen besiedelte Standorte als neues Areal zu erobern.

Details

Seiten
13
Jahr
2014
ISBN (eBook)
9783668505391
ISBN (Buch)
9783668505407
Dateigröße
1.1 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v372992
Institution / Hochschule
Ruhr-Universität Bochum – Geowissenschaften
Note
92%
Schlagworte
Botanik Biogegraphie Klimawandel

Autor

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