Tutorium Physische Geographie im SS 2008 Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden Prof. Dr. Jucundus Jacobeit Tutorium Physische Geographie im SS 2008 8. Sitzung Tutorin: Claudia Weitnauer

Übungsfragen Wie unterscheiden sich ein Gley und ein Stagnogley genetisch? Welche Bodengesellschaft entsteht in einer Lösslandschaft? Was ist der Unterschied zwischen einem Retsina und einem Rendzina? Welche Böden entwickeln sich aus Granit, welche aus Kalkstein? Was ist eine carnivore Pflanze? Wie kann man Biodiversität definieren? Nennen Sie zwei Typen von Endemiten und erläutern Sie den Unterschied!

Übungsfragen Zu 1.: Stagnogley ist ein Bodentyp, der unter feucht-kühlen Klimabedingungen bei Wasserstau entsteht Unterschied zu den Pseudogleyen dauert der vernässte Zustand bei den Stagnogleyen wesentlich länger Bei ganzjähriger Vernässung Entwicklung zum Gley möglich Schlecht durchlüftet, nährstoffarm, oftmals Waldstandorte im Gebirge

Übungsfragen Zu 2.: Lockersyrosem  Pararendzina  Braunerde -> Parabraunerde (feuchtere Gebiete) Lockersyrosem  Pararendzina  Tschernosem Rendzina, saure Braunerde, Fahlerde, Pseudogley, Gleye, Feuchtschwarzerde, Auenboden, Podsol

Übungsfragen

Übungsfragen Zu 3.: Retsina: ein weißer, trockener Tafelwein aus Griechenland, der mit Harz versetzt wird Rendzina: Boden mit Ah/C- Profil aus Karbonatgestein

Übungsfragen Zu 4.: Granit: Ranker, Braunerde Kalkstein: Rendzina

Übungsfragen Zu 5.: Fleischfressende Pflanze Zu 6.: Biodiversität = biologische Vielfalt Das Konzept umfasst die Vielfalt von Arten mit ihrer genetischen Diversität, die Vielfalt funktioneller Gruppen und trophischer Ebenen und die Vielfalt von Lebensgemeinschaften (Ökosystemen). Es schließt den Menschen mit ein und berücksichtigt die Leistungen von Ökosystemen. Dies heißt, dass Arten einen Wert haben, der sich auch finanziell bemessen lässt!

Übungsfragen Zu 7.: Reliktendemiten:Der Endemismus phylogenetisch meist älterer Sippen, die sich gegenwärtig aufgrund veränderter Umweltbedinungen nur noch auf kleinen Restflächen eines einst größeren Verbreitungsareals halten können. Neoendemiten: Der Endemismus phylogenetisch junger Sippen, die sich noch nicht weiter ausbreiten können. Sie entstanden infolge geänderter Lebensumwelt in einem bestimmten Gebiet aus einer Stammform.

Arealentstehung Arten erobern Areale durch wandern Auf welche Weise und wie schnell hängt von Art der Diasporenausbreitung ab (Samen, Früchte, vegetativ usw.) Arten differenzieren sich bei der Wanderung z.B. durch Mutation, Selektion, Isolation, Kreuzung Entstehungsgebiet (genetisches Zentrum) eines Taxons: Ausgangspunkt, von dem die Differenzierung und Ausbreitung ausgegangen ist

Arealentstehung Progressive Areale: breiten sich aus Regressive Areale: schrumpfen Variabilitäts- oder Mannigfaltigkeitszentren: Areale mit hoher Besiedlungsdichte und hoher genetischer Diversität

Arealgrenzen Meist mechanische Hindernisse (z.B. Meeresküsten, Gebirge) Ansonsten standörtlich bedingte Grenzfaktoren wie Klima oder Boden Konkurrenz als limitierender Faktor Absolute Grenzen pflanzl. Lebens: Extrema von Dürre, Kälte, Salz- und Schwermetallgehalte im Boden usw. Unterscheidung: rezente- fossile Areale, natürliche- künstliche Areale

Grenzen von Arealen

Arealtypen und Geoelemente Geoelemente = Florenelemente Arealtypen = Gruppen von Taxa, deren Gesamtareale eine ähnliche Grundform und Position aufweisen Geoelement: Gruppen von Pflanzen- und Tierarealen, deren Hauptverbreitungsgebiet weitgehend zusammenfällt und die sich regional deutlich von anderen Gruppen abheben

Arealdiagnose nach Meusel et al. (1978) Die Erde wird mit einem Rasternetz belegt und innerhalb der Florenreiche wird eine Differenzierung der Vegetation nach Temperaturfaktor, Ozeanität/Kontinentalität und Humidität/Aridität vorgenommen. Die drei Gesichtspunkte der Arealdiagnose: Zonalität, Ozeanität, Höhenstufen

Arealdiagnose nach Meusel et al. (1978) Auf der NHK werden von N nach S folgende Arealtypen unterschieden: Arktische, borealm temperate, submeridionale, meridionale, boreo- subtropische, tropische Florenzone Auf der SHK von N- S: Austro- subtropisch, australe, antarktische Florenzone Boreo = nord, austro = süd Auch Höhenstufen werden unterschieden: planar bis nival

Arealdiagnose nach Meusel et al. (1978)

Geoelemente nach Walter (1970) Arktisches Geoelement: Arten mit Hauptverbreitungsgebiet in der baumlosen Tundra Alpines Geoelement: Verbreitungsschwerpunkt der Arten in der alpinen Stufe der Hochgebirge Boreales Geoelement: Verbreitungsschwerpunkt in der Nadelwaldzone Nordeurasiens Mitteleuropäisches Geoelement: Verbreitungsschwerpunkt im Laubmischwaldgebiet Mitteleuropas

Geoelemente nach Walter (1970) Mittelrussisches (samatisches) Geoelement: verbreitet im Laubmischwaldgebiet Osteuropas Atlantisches Geoelement: Verbreitungsschwerpunkt im ozeanisch geprägten Klima Westeuropas Mediterranes G.: verbreitet in der Hartlaubzone des Mittelmeergebietes Illyrisches G.: verbreitet im Balkangebiet Pontisches G.: Verbreitungsschwerpunkt in den osteuropäischen Steppengebieten

Geoelemente nach Walter (1970) Südsibirisches Geoelement: Arten, die aus dem Parklandschaftsgürtel zwischen den borealen Wäldern und den Steppen stammen Turanisches G.: verbreitet in den asiatischen Halbwüsten Saharo- sindisches G.: verbreitet in den trockenen afrikanischen Wüsten

Vorsilbe sub- : weniger deutliche Merkmalsausprägung Doppelbezeichnungen wie arktisch- alpin: typische Arten haben gleiches Verbreitungsgebiet i.d. Tundra und alpiner Stufe der Hochgebirge Weitere Abstufungen: circum-, supra-, eu-, thermo-, xero-, alto-

Vernetzung der Geoelemente

Bioreiche Floren- und Tierreiche: übergeordnete floristische und faunistische Raumeinheiten Grad der Eigenständigkeit: Zahl der nicht übereinstimmenden Taxa (Kontrast) und Ranghöhe der endemischen Taxa Floren- bzw. faunistisches Gefälle: Kontrast auf 100 km Strecke Ausschlaggebend für die Grenzziehung zwischen zwei Florengebieten und deren hierarchische Einordnung ist die Stärke des Florenkontrasts oder das Florengefälle. Kennzeichen der Florenreiche sind ihre jeweiligen endemischen Arten.

Bioreiche Ursachen für Entstehung: geologische Entwicklung in der Vergangenheit (Lage, Bewegung, Isolierung der Landmassen, Gebirgsbildung) und wechselvolle Klimageschichte Sieben Florenreiche: Holarktis, Paläotropis, Neotropis, Australis, Capensis, Antarktis, Meeresflora Sechs tiergeographische Regionen: Holarktis, Neotropis, Paläotropis, Wallacea, Australis, Antarktis

Die sieben Florenreiche der Erde

Sechs tiergeographische Regionen der Erde

Historische Vegetationsgeographie Versuch, mit verschiedenen Methoden die Evolutions- und Ausbreitungsgeschichte der Pflanzen und Tiere nachzuzeichnen (Floren- /Faunengeschichte)

Rekonstruktionsmethoden paläontologische Untersuchungen an Tier- und Pflanzenresten aus geologischer Vergangenheit (Skelette, Versteinerungen, Tier- und Pflanzenabdrücke, inkohlte Pflanzenreste, Bernstein u.a.  Paläontologie). Untersuchung von organisch erhaltenen Pflanzengroßresten (z.B. Blätter, Früchte, Samen, Rinde, Hölzer, Holzkohle): Makrorestanalyse Untersuchungen an Mikrofossilien (Mikrofazies) u.a. an fossilem Blütenstaub und Sporen:  Pollenanalyse vegetationskundlich-systematische Untersuchungen Auswertung historische Quellen, Bilder und Fotos

Rekonstruktionsmethoden Makrofossilien: mit bloßem Auge oder Lupe erkennbare Reste höherer Pflanzen, geben Infos über lokale Vegetation am Untersuchungsort Mikrofaziesuntersuchungen: Untersuchung terrestrischer Mikrofossilien (Blütenstaub, Sporen, Holzkohle, usw.)

Rekonstruktionsmethoden Es gibt zahlreiche physikalische, chemische, biologische, stratigraphische Methoden zur Altersdatierung. Für die Rekonstruktion der Vegetationsgeschichte ist es nötig Altersangaben von Fundstücken zu erhalten.

Rekonstruktionsmethoden Man unterscheidet absolute, radiometrische und relative Datierungsmethoden: Absolute Methoden der Altersdatierung ermöglichen die direkte Bestimmung von Kalenderaltern Radiometrischen Methoden liefern Jahresangaben mit unterschiedlich großem Fehlerbereich Relative Methoden ermöglichen eine relative zeitliche Einordnung eines Horizonts im Vergleich zu einem anderen, woraus eine zeitliche Reihenfolge abgeleitet werden kann.

Absolute Methoden der Altersdatierung Dendrochronologie: Zählung und Analyse von Gehölz- Jahresringen Warvenchronologie: Bestimmung des Alters anhand jährlich geschichteten Seesedimenten Lichenometrie: benutzt Flechtenarten (z.B. Rhizocarbon geographicum) mit bekannter lokaler Wachstumsrate zur Berechnung des Erstbesiedlungsjahres des exponierten Ausgangsmaterials Flechten = Lichen, Datierung von Oberflächen, die weniger Als wenige Jahrhunderte alt sind

Dendrochronologie: Altersdatierung wie bei Warvenchronologie Von max. spätglazialen Ablagerungen

Radiometrische Methoden Basieren auf dem Zerfall radioaktiver Elemente mit konstanter Halbwertszeit Aus der relativen Konzentration des radioaktiven Elements und seines Zerfallsproduktes  Bestimmung des Probenalters

Radiometrische Methoden Uran- Thorium- Methode (230Th/234U): zur Altersbestimmung von Sedimenten und Gesteinen im Alter von 1000- 5 Mio. Jahre Kalium- Argon- Methode(40K/40Ar): häufig zur Datierung von Fossilien eingesetzt, Zeitraum von ca. 10000 Jahren Weitere Methoden: 210Blei- Methode, Elektronenspinresonanz (ESR), Thermo- Lumineszenz (TSL), optisch stimulierte Lumineszenz (OSL)

Radiometrische Methoden Radiokohlenstoff- Methode(14C): Datierung max. 70000 Jahre bei altem organischen Material Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes einer organischen Substanz Das Prinzip: 14C wird in der Atmosphäre im CO2 in konstanter Menge gebildet. Die Organismen nehmen 14C auf, die Konzentration im Organismus entspricht der der Umwelt. Nach dem Absterben setzt der radioaktive Zerfall mit einer Halbwertszeit von 5370 ± 40 a ein. Probleme treten bei der 14C-Methode aufgrund der kurzen Halbwertszeit, Schwankungen im 14C-Gehalt der Atmosphäre und Verunreinigungen des Probenmaterials auf

Relative Methoden Tephrochronologie: verwendet Ablagerungen von Vulkanausbrüchen (z.B. Asche), als Zeitmarker Paläomagnetische Datierung: stützt sich auf Umpolung des Magnetfeldes Pollen- und Sporenanalyse: hiermit können lokale und regionale Biozonen ausgewiesen werden und zur relativen Altersdatierung eingesetzt werden Artefakte (z.B. Keramik) gestatten die zeitliche Einordnung mit Hilfe archäologischer Methoden. Ist in Gebieten mit großem Fundreichtum möglich.