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Vegetationsökologie
Tropischer & Subtropischer Klimate (LV von 1986 - 2016)
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ZM03
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S.
E2
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Die
Savannen Afrikas
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Was
charakterisiert Savannen? |
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Savannen
werden generell charakterisiert durch:
Zu
den wichtigsten Determinanten, welche in Savannen-Ökosystemen das Verhältnis von baumbestandenen
und baumfreien Flächen bestimmen, gehören:
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anthropogene Faktoren (Feuerholzgewinnung, Beweidung,
Feldbau),
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Bodenwasserverfügbarkeit (nach Menge sowie
räumlicher und zeitlicher - Verteilung),
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die Nährstoffverfügbarkeit im Boden,
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Feuer und Herbivorie.
Aktuelle
Forschungsergebnisse:
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Lehmann et al. (2014) Savanna
Vegetation-Fire-Climate Relationships Differ Among Continents.- Science 31 January 2014: Vol. 343 no. 6170
pp. 548-552, DOI: 10.1126/science.1247355. [date
of access: 31.01.14]
-
Abstract:
"Ecologists have long sought to
understand the factors controlling the structure of savanna vegetation. Using data from 2154 sites in savannas
across Africa, Australia, and South America, we found that increasing moisture availability drives increases in
fire and tree basal area, whereas fire reduces tree basal area. However, among continents, the magnitude of these
effects varied substantially, so that a single model cannot adequately represent savanna woody biomass across
these regions. Historical and environmental differences drive the regional variation in the functional relationships
between woody vegetation, fire, and climate. These same differences will determine the regional responses of vegetation
to future climates, with implications for global carbon stocks."
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Wird die Abgrenzung dieser Vegetationszone
alleine nach hygrischen Kriterien vorgenommen und alle Räume polwärts ausgeschlossen, in denen
ganzjährig ein Wassermangel herrscht (also auch während der sommerlichen Regenzeit), dann muss
nach Schultz (2000, S. 424) diese Grenze bei Jahresniederschlägen von < 500 mm
liegen.
Die
sogenannten (natürlichen) "Dornsavannen"
[date
of access: 11.11.05] sind dieser Definition folgend
nicht Teil der "Sommerfeuchten Tropen", sondern
Teil der "Tropischen Trockengebiete". Da aber auch
die Existenz der Dornsavannen (etwa 300 bis 500mm Niederschlag /
Jahr) mit ihrem (spärlichen) Grasunterwuchs von den sommerlichen
Niederschlägen abhängt, können sie - z.B. Walter
& Breckle folgend - in die Zone der von tropischen Sommerregen
abhängigen Savannen gestellt werden.
Abb. E2-03:
Didierea madagascariensis,
eine monotypische Art der südlichen Dornstrauch-Savannen-Vegetation
Madagaskars (mit Euphorbia leucodendron rechts, bei Toliara, SW-Madagaskar).
Weitere Beispiele für Dornstrauchsavannen
(SW-Madagaskar, Toliara/Tulear, Niederschlag 420mm/a, jährliche Durchschnittstemp. 24,2 °C:
Dornstrauchsavanne
(1) Dornstrauchsavanne
(2)
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Wesentliches
Merkmal von Savannen ist das häufige Vorkommen vonTermiten,
in der offenen Savannen-Landschaft erkennbar an den charakteristischen
Termitenhügeln, deren Höhe und Breite mehrere Meter betragen
kann. Neben den Termitenhügeln werden Erd- und sogenannte Kartonnester
unterschieden (siehe Abb. vonTermiten).
Kartonnester wurden vom Verfasser dieser Seiten nur in den Halb-
und Immergrünen Tropenwäldern gefunden.
Abb. E2-04:
Termiten
haben einen entscheidenden Einfluss auf die Pedogenese von
Savannenböden durchBioturbation.
Dabei werden
organische, aber auch andere Boden(fein)bestandteile in grossem
Umfang verlagert. Die Bedeutung der Bioturbation für
die Evolution wurde übrigens bereits von Charles
Darwin erkannt.
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Aktuell sind weit über 2.500 Termitenarten bekannt.
Im allgemeinen Bewusstsein reduziert sich ihre Bedeutung auf die zerstörerischen Fähigkeiten, da sie
als Zelluloseverwerter Gebäude aus Holz bzw. deren Balken und Bretter von innen her vollständig "aushöhlen"
können, dagegen ist ihre ökologisch elementar wichtige Funktion für Bodenbildungsprozesse in der
Öffentlichkeit weitgehend unbekannt.
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Verschiedene
Definitionen und Materialien |
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Eine
(sehr brauchbare) ökologische Definition der Savannen
Afrikas wurde von Maria A. Beebe, Ph.D., Center for Analysis
of Environmental Change/Atmospheric Sciences (Oregon State University)
in dem Artikel "Southern Africa Savanna Systems"
auf der Basis von Brian Huntley (1982) vorgenommen, der sich speziell
mit den südlichen Savannen Afrikas beschäftigte:
Abb. E2-05:
Park-Savanne in Burkina Faso mit
Mossi-Dorf, H.Kehl, 2003
Sie schreibt: "The term "savanna"
will be used to include all ecosystems in which C4 grasses
1 (siehe unten nach dem
Zitat!) 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.
Southern
Africa savannas thus defined range from tall
moist woodlands receiving up to 1800 mm rainfall per year in
northern Angola, to sparse grasslands with scattered thornbushes
on the margins of the Namib Desert where rainfall might be as low
as 50 mm during drought years.
Included
within this concept are the miombo and mopane grasslands,
the tall grass "derived savannas" bordering the Guineo-Congolian
rainforests, the shrublands of the Kalahari and the Khomas
Hochland, the grassy dambos and chanas of central Africa
and the succulent thickets of the valley bushveld of the
southern Cape. Such a diversity of physiognomy, flora and environmental
conditions has tended to mask otherwise clear relationships between
constituent ecosystems - relationships which indicate the existence
of distinctive "arid" and "moist"
savanna biomes in southern Africa.
These
two biomes [nach
Schultz 2000, die eigentliche Savanne - Anm. des Verf.]
differ significantly in terms of their floras and faunas, climatic
and soil conditions, physiognomy and dynamics - differences which
are easily recognized in parts of central Africa but which merge
increasingly towards the south and south-east, ultimately forming
a small scale vegetation mosaic separated by subtle soil and climatic
changes."
Abb. E2-06:
Typische Bewohner der Kurzgras-Savanne
Afrikas. www.source
'Las Vegas Natural History Museum' [date
of access: 11.11.05 // Quelle mittlerweile offline]
1: Pflanzen mit hoher Leistungsfähigkeit der Nettophotosynthese
bei gleichzeitig hoher photosynthetisch aktiver Strahlung. Biochemisch
definierte Gruppe von Pflanzen, z.B. etliche Grasarten der Tropen
und Subtropen, bei denen das erste CO2-Produkt
Oxalacetat und demnach eine Verbindung mit 4 C-Atomen ist. Im
Unterschied zum Calvin-Zyklus
(Pentosephosphatzyklus) ist beim Dikarbonsäurereaktionsweg
Phosphoenolpyruvat (=PEP, sogen. HATCH-SLACK-Zyklus = C4-Zyklus)
der pimäre CO2-Akzeptor. Hier weitere
Infos zur Regulation der Photosyntheseaktivität
[date
of access: 11.11.05 // Seite am 08.01.2020 offline]
Neue Quelle seit Jan. 2020:
(C3,
C4 und CAM).
Den typischen
Blattaufbau (Querschnitt) von C3
und C4 - Pflanzen finden Sie
hier:
[URL:
http://www.uni-duesseldorf.de/WWW/MathNat/Biologie/Didaktik/Fotosynthese/dateien/blquer01.html;
date of access: 08.10.04 // Seite mittlerweile offline]
Weitere
Informationen in WWW:
(und
ausführliche Informationen zur Produktivität, Landwirtschaft,
Bevölkerung etc. von Savannen) findet sich auf einer
Website, die speziell Savannenökosysteme
zum Thema hat;
Wikipedia
Hinweis
die freie Enzyklopädie, zum Thema Savanne.
[date of access: 25.05.05]
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Subzonale
Differenzierung der Sommerfeuchten Tropen nach
Schultz (2000, S.425) |
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Abb. E2-07:
Subzonale
Differenzierung der Sommerfeuchten Tropen
Anmerkung:
Die obere hygrische Begrenzung der Feuchtsavannen kann
nur eine Orientierung sein. Tatsächlich ist auch hier mit
einem breiteren Niederschlagskorridor zu rechnen. So gehört
z.B. Bombay
[date
of access: 11.11.05] bzw. heute Mumbai (11m ü.NN)
auf der Westseite des indischen Subkontinents mit einem jährlichen
Niederschlag von 2.090 mm, einer durchschnittlichen Jahrestemp.
von 27.5 ° C (und einer stark ausgeprägten winterlichen
Dürrezeit) nicht mehr zur Zone der Immerfeuchten
Tropischen Regenwälder, sondern liegt bereits in der Zone
der (sehr!) Sommerfeuchten Tropen.
Die hier klimatisch
begründete Teilung der Sommerfeuchten Tropen findet erwartungsgemäss
eine Entsprechung in Bodenentwicklung sowie
Fruchtbarkeit der Böden (siehe vor allem folgende
Seite!).
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Die
vegetationszonale Abfolge vom Äquator (tropisch immergrün) bis zur Wüste |
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Abb. E2-08:
Blühender Zweig von Acacia spec.,
Burkina Faso (W-Afrika), bei Ouaga, Savannenwald im Dez. 2003
Die vegetationszonale Abfolge vom
Äquator süd- bzw. nordwärts lässt sich -
stark vereinfacht und unter Berücksichtigung der verschiedenen
Auffassungen - folgendermassen darstellen (keine klaren Grenzen,
sondern immer fliessende Übergänge), häufig mosaikartig
ineinandergreifend, oder linienhaft auf Feuchte begünstigten
Standorten, z.B. Flüsse oder Catchments
- (tropisch
immergrüner Regenwald - Äquatorbereich)
Es folgen polwärts:
- Halbimmergrüner
Wald (fakultativ laubabwerfend, d.h. niederschlagsabhängig)
- Sommer-regengrüner
Wald (Miombo-Trockenwald, Bereich Langgrassavanne)
- Savannenwald
(Bäume
mit schirmartiger Krone nehmen zu, keine geschlossenen Bestände,
Parklandschaften, auch Obstgarten-Savanne genannt)
- Baum-Savanne
(nur noch einzelne Bäume, Bereich Kurzgrassavanne, hier häufig
kontrahierte Vegetation - ähnliche Ursachen wie in den ariden
Subtropen - an Flussläufen entlang, Galeriewälder bildend
(siehe Abb. rechts!),
- (Dorn-)
Strauch-Savanne bzw. Sukkulenten-Dornbusch
- Gras-Savanne,
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Übergang
vom Trockenwald zum Grasland |
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Schematische
Darstellung des Überganges von Grasland
(a - b) zur Strauch-Savanne (c) und zum offenen Trockenwald (d)
bei zunehmenden Niederschlägen äquatorwärts
auf tiefgründigem Boden in Südwestafrika.
Abb. E2-10:
aus Walter 1973, S. 78, Abb. 29.
a)
Niederschlag ca. 100mm, Horstgräser vertrocknen nach
der Regenzeit, wenn die Bodenwassermenge aufgebraucht ist. Nur
das Wurzelsystem mit den Sprossvegetationskegeln bleibt erhalten.
Holzpflanzen können sich nicht etablieren.
b) Niederschlag ca. 200mm,
Situation wie bei a). Die Horstgräser werden jedoch grösser.
c) Niederschlag ca. 300mm.
Bei dieser Niederschlagsmenge bleibt auch während der trockenen
Jahreszeit (N-Winter) noch genügend Bodenwasser übrig,
um die Gräser teilweise grün zu halten und die Etablierung
einer schütteren Strauchvegetation zu ermöglichen [(Dorn-
) Strauchsavanne].
d) Niederschlag ca. 400mm.
Entwicklung einer Baum-Savanne. Gräser noch dominierend.
Typ: Kurzgras-Savanne.
e)
Niederschlag ab ca. 600 - 1000mm. Entwicklung einer Park-Savanne
mit hohen Gräsern (Langgras-Savanne). Übergang von der
Trocken- zur Feucht-Savanne. Mosaikartig finden sich hier bereits
geschlossene Miombo-Wälder.
Vgl. auch
"Baumbestand
in den Sommerfeuchten Tropen". Nach Schultz
(2000) gehören die Formationen a) bis d) in die Sahelzone
und nicht mehr in den Savannenkomplex der Sommerfeuchten Tropen.
Der Bereich der Sommerfeuchten Tropen (Kurzgras- und Langgras-Savanne)
schliesst mit zunehmender Feuchtigkeit nach Schultz jedoch auch
Wälder ein.
Nach
M.Payer
(vgl. dort Savannenzone
[date
of access: 11.11.05]) sind "Savannen ... Grasländer
der tropischen Zonen, in denen unter den gegenwärtigen Bedingungen
kein [geschlossener, Anm. Autor] Wald aufkommen kann
... Hat sich einmal Savanne eingebürgert, bleibt sie fast immer
für lange Zeit erhalten, gleichgültig, ob sie sich primär
oder sekundär durchgesetzt hat ...
Die häufigste Savannenform der Tropen ist eine Gehölz-Savanne,
die man wegen der scheinbar abgezirkelten Abstände der Bäume
als Obstgarten-Savanne bezeichnet" bzw. als Park-Savanne.
Abb. E2-11:
Mit Beispielen von Park- und Obstgarten-Savannen
SO-Afrikas (Madagaskar) und W-Afrikas (Burkina Faso)
Auf Madagaskar können
diese Landschaften charakterisiert werden durch den Übergang
von einer Palmen-Park-Savanne zu einem Savannen-Wald an
der flachen Westabdachung süd- und nordwestlich von Tana. Z.
Bsp. mit Hyphaene
coriacea (Doum- bzw. Ilala-Palme)
Generell ist
jedoch richtig, dass eine weitere Zunahme der Niederschläge
zu einem mehr oder weniger dichten Kronenschluss und einer Abnahme
des Grasunterwuchses führt (vgl. z.B. Miombo-Trockenwald
in Afrika).
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Einige
Gräser der Langgras- und Kurzgras-Savanne |
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Einige afrikanische
Gräser der Langgras- und
Kurzgrassavanne (vgl. Sie
auch African
Grasses von Glenn W. Burton) und
"Tropical
and subtropical grasslands, savannas, and shrublands":
- Pennisetum
purpureum Schumach. (sehr hohes Gras, bis 4,5m -auch bis
6m -, genannt Elefantengras
auch Napier- oder Ugandagras), FAO-Futterwerte
etc.
- Hyparrhenia
hirta (L.) Stapf. (hohes Gras bis 2m) Abbildung
- Themeda
triandra Forssk. , Loudetia simplex
(Nees) CE Hubbard (mittelhohe Gräser, Themeda t. in
Australien Känguru-Gras und Loudetia s. in Afrika
besem
grass genannt)
- Sporobolus
marginatus Hochst. ex A. Rich.
(Beschreibung),
Acroceras macrum Stapf (Abbildung
und Beschreibung),
genannt Nil-Gras (kurze Gräser)
[last
date of access: 08.01.2020]
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Kurzer
Hinweis zu den Böden der Trocken- und Feuchtsavannen
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(mehr
dazu auf der folg. Seite!) |
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Die Böden der Trockensavannen
(Kurzgrassavannen) weisen meist höhere Austauschkapazitäten und Basensättigungen
auf und sind humusreicher, die Einflüsse von Ausgangsgestein und Relief setzen sich deutlich durch. Es besteht
eine Tendenz zum permanenten (Regen-)Feldbau.
Die Böden der Feuchtsavannen
(Langgrassavannen) sind in der Regel sehr tiefgründig (ähnlich den Böden der Immerfeuchten
Tropen), das anstehende Gestein ist meistens stärker verwittert und das organische Material unterliegt einer
höheren Zersetzungsrate. Die Böden sind wegen stärkerer Auslaugung ärmer an Nährstoffen
und Humus (trotz grösserer PPN). Beim Feldbau besteht eine Tendenz zum Wanderfeldbau
(shifting cultivation) oder ihrer Weiterentwicklung, der Wald-Feld-Wechselwirtschaft (rotational bush
fallow).
Zu den Vor- und Nachteilen von "shifting
cultivation" und "rotational bush fallow" finden Sie weitere Hinweise im Abschnitt "Landwirtschaft".
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Hyperlinks
zum Thema:
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-
Desertification: why most "solutions" fail
- managingwholes.com/desertification.htm
- Convention
to Combat Desertification (full text) -UNCCD
-
Biodiversity Monitoring Transect Analysis in Africa
-
BIOTA AFRICA
-
Scientific support for sustainable use and conservation
of biodiversity in Africa.
-
A continental observation network in Africa, contributing
to GEOSS (Global Earth Observation System of Systems).
-
A network for observing land degradation and for developing
measures to combat desertification in Africa.
-
A network for capacity development and rural development
in Africa.
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