Die Boreale Zone

Die Boreale Zone umfasst eine Fläche von 19,5 Mio. km². Das entspricht einem Anteil von 13,1 % am gesamten Festland der Erde.  Ihre Verbreitung ist erdumspannend mit einer Nord-Süd-Ausdehnung von mindestens 700 Kilometern. Es fallen weite Teile Kanadas, Alaskas, Skandinaviens und Sibiriens in die Ökozone.

Die Ausführungen hier geben nur einen Überblick über die einzelnen Charakteristika der Ökozone. Detaillierte Informationen zu den Ökozonen gibt es im Standardwerk von Jürgen Schultz: Die Ökozonen der Erde (UTB).

Die Boreale Zone – Verbreitung

Ausbreitung der Borealen Zone
Bild wurde nachträglich bearbeitet (Hervorhebung); Originale Bildquelle: Von Ökologix – Eigenes Werk, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19879991

Die Boreale Zone ist die einige Ökozone, die es nur auf der Nordhemisphäre gibt. An den Ostseiten der Kontinente erstreckt sie sich im Süden bis etwa 50°N. An den Westseiten erreicht die Boreale Zone nur 60°N aufgrund der wärmeren Meeresströmungen. Im Norden endet sie an der polaren Baumgrenze (bei etwa 70°N). Es folgt im Norden die Polare/Subpolare Zone, im Süden die Feuchten Mittelbreiten.

Subzonen der Borealen Zone sind:

  • Ozeanische Subzone
  • Kontinentale Subzone
  • Hochkontinentale Subzone

Die Boreale Zone – Klima

Im Vergleich zur nördlich anschließenden subpolaren/polaren Zone  sind die jahreszeitlichen Temperaturschwankungen in der Borealen Zone größer. Das Klima wird stark durch die artiktische Kaltluft geprägt.

Die Sommer in der Borealen Zone sind mäßig warm. Vier bis sechs Monate haben Mitteltemperaturen von mindestens 5°C. In zwei bis drei Monaten davon liegen die Temperaturen zwischen 10 und 18°C. Dabei wird das Klima im Sommer von wärmeren Luftströmungen vom Pazifik bzw. Atlantik her bestimmt. Es herrschen im Sommer Langtag- oder Dauertagbedingungen (Polartag und Polarnacht im Norden). Konvektive Schauerregen können in Folge kontinentaler Hitzetiefs entstehen.

Bei der Borealen Zone handelt es sich um ein immerfeuchtes Jahreszeitenklima. Es ist geprägt durch:

  • die subpolare Tiefdruckrinne
  • Westwinde
  • den Zyklonendurchzug im Sommer
  • die Unterschiede zwischen  Kontinentalität und Ozeanität – die Jahrestemperaturamplitude in der Ozeanischen Subzone liegt bei etwa 15°C, wohingegen sie in der Hochkontinentalen Subzone über 40°C sein kann.

Die Winter sind kalt und lang. Im inneren der Kontinente können die Temperaturen auf bis zu -70°C fallen. Die Schneedecke hält sich sechs bis sieben Monate.

Bedingt durch die Kontinentalität ist der Niederschlag relativ gering. Die jährlichen Niederschlagssummen liegen bei ca. 250 bis 500 mm. Der Schneeanteil ist etwas kleiner als der Regenanteil.

Das Klimadiagramm zeigt  den Jahresgang von Temperatur in Niederschlag in Anchorage, Alaska. Anchorage ist Stellvertreter des kalt-ozeanischen Klimatyps.

Quelle: https://de.climate-data.org/location/1419/

Mit zunehmender Kontinentalität vergrößert sich auch die Temperaturamplitude und der sommerliche Niederschlagsanteil wächst wie die Diagramme von Irkutsk, Russland:

Quelle: https://de.climate-data.org/location/473/

Die Boreale Zone – Hydrologie und Geomorphologie

In den unvergletscherten Gebieten herrschen fluviale und periglaziale frostdynamische Prozesse vor.

Aufgrund der stauenden Wirkung des Permafrosts findet man zahlreiche flachgründige Seen, Moore und Sümpfe in der Borealen Zone vor. Ungefähr 50 % des Niederschlags geht in den Abfluss.

Das Abflussmaximum ist während der Schneeschmelze. Dann kommt es in der Regel zu Hochwasser, da der Grund noch gefroren ist und die Flussbetten vereist sein können.

Die Frostwechselhäufigkeit ist hoch. Typische Frostwechselformen in der Borealen Zone sind:

  • Palsas
  • Erdbülten (Thufure)
  • Strangmoore (Aapamoore)
  • Abschmelzhohlformen (Alasse)

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Palsas bestehen aus einem gefrorenen Kern und dem darüber befindlichen Bodenmaterial, wobei es sich meist um Moorboden handelt
By Dentren at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, Link

Periglaziale Formen und reliktische glaziale Formen sind landschaftsbestimmend. Dazu zählen z.B. Kryoturbation, Frostbodenformen, Eiskeilpolygene, Pingos, Palas, Thufure etc.

Aufgrund der schwachen biologisch-chemischen Zersetzungsrate sind Waldbrände wichtig für das Ökosystem, da dadurch eingebundene Mineralstoffe freigesetzt werden (siehe „Vegetation“)

Die Boreale Zone – Böden

Bei kontinentalen Klimabedingungen bleiben die Böden aber einer geringeren Tiefe auch sommerlich ständig gefroren. Permafrost ist weit verbreitet. Meist handelt es sich um kontinuierlichen Permafrost. In den ozeanischen Gebieten kann er aber auch nur sporadisch vertreten sein.

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Aufgrund des Permafrosts müssen Straßen auf einer aufgeschütteten Schotterebene gebaut werden
Bildquelle: Bernt Rosta; lizenziert unter CC BY 2.0 auf https://flic.kr/p/6M3AFd

Die Bodenbildung erfolgt nur während des Polarsommers. Die physikalische Verwitterung überwiegt, chemische und biogene Verwitterung findet eher in mäßigem Ausmaß statt.

Generell ist die Bodenfruchtbarkeit gering, da insbesondere Stickstoff knapp ist.

Da für tote organische Substanzen die Zersetzungsbedingungen (bis zu 50 Jahren) nicht unbedingt vorteilhaft sind, entstehen mächtige Rohhumusauflagen. Die Nadeln der Bäume sind dabei besonders schwer zersetzbar. In der Folge dominieren saure Böden.  Unter staunassen Bedingungen können auch Torfschichten entstehen.

Podzole und (Gelic & Fibric) Histosole sind weit verbreitet. In bergigen Gebieten wie Ostsibirien findet man vor allem Gelic oder Dystric Cambisole und Leptosole.

Die wichtigsten zonalen Bodentypen sind:

Die wichtigsten azonalen Bodentypen sind:

Die Boreale Zone – Vegetation

Die Nordgrenze der Boralen Zone stellt die polare Baumgrenze dar. Weiter nördlich fehlt die erforderliche Wärme. Die Vegetationsgliederung der Borealen Zone:

  • Nördliche Taiga: Waldtundra
  • Mittlere Taiga: Boreale Nadelwälder
  • Südliche Taiga: Boreale Mischwälder
  • Gebirgstaiga
  • Kalttemperierte Regenwälder (in Westkanada und Südost-Alaska, mit sehr hoher Primäproduktion und Biomasse)

Major habitat type CAN USA.svg
Die Taiga (dunkelblau) in Nordamerika
By CephasTerrestrial ecoregions USA CAN MEX.svg
Terrestrial ecoregions of North America : a conservation assessment. Taylor H Ricketts; et al. Washington, D.C. : Island Press, ©1999. xxiv, 485 p. : ill. (some col.), maps (some col.) ; 28 cm. (ISBN 9781559637220)

This vector image was created with Inkscape., CC BY-SA 3.0, Link

In der Borealen Zone dominieren artenarme Nadelwälder mit Laubhölzern in der Strauchschicht und Chamaephyten und Hemikryptophyten in der Krautschicht. Von Chamaephyten spricht man, wenn die Knospen nur maximal 25 cm über dem Boden liegen. Bei den Hemikryptophyten liegen die Knospen während der ungünstigsten Jahreszeit unmittelbar an der Erdoberfläche an.

Die Vegetationsperiode dauert vier bis fünf Monate an. Die Abbildung zeigt die Zusammensetzung des Waldes in Kanada. Wie man sieht, dominieren klar die Fichten. Im Westen weit verbreitet sind auch Pinien und Zedern. Im Osten trifft auch verstärkt auf Ahorn und Birke.

Waldbrände spielen eine wichtige Rolle für die Freisetzung von organischen eingebundenen Mineralstoffen. Sie dienen der Waldverjüngung. Feuer mineralisiert die Streu und dient damit der Nährstoffversorgung des Waldökosystems. In den ersten Regenerationsstadien entstehen sommergrüne Pappeln, Birken etc. In den späteren Stadien vollzieht sich dann ein Wechsel von Laub- zu Nadelhölzern.

Baumdichte und -bestand steigen von Norden in Richtung Süden an. An der Nordgrenze findet man vor allem Waldtundren und lichte Flechtenwälder an. Die von ihnen produzierte Phytomasse liegt unter 100 t/ha. Permafrost und Nährstoffmangel wirken hier limitierend. Gen Süden trifft man auf geschlossene Wälder mit zunehmend größeren, bis zu 300 t/ha erreichenden Phytomassen. Die geringste Produktivität findet man in den Moorgebieten.

Nadeln und Zapfen einer Fichte
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/807366

Der schlanke Wuchs der Fichten geht auf Engpässe in der Mineralstoffversorgung zurück (v.a. Stickstoff fehlt).

Charakteristisch ist der Stockwerksaufbau der Wälder:

  1. Moosschicht
  2. Krautschicht
  3. Strauchschicht
  4. Baumschicht
Borealer Nadelwald. Im Vordergrund erkennt man Moos-, Kraut- und Strauchschicht.
Bildquelle: Susan Drury, lizenziert unter CC BY 2.0 auf https://flic.kr/p/qiRxoA

Die Boreale – Tiere

Die Wildbestandsdichte ist gering. Vorkommende Säugetiere sind unter anderem Elche, Hirsche, Bären, Biber, Wölfe und Füchse. Viele der Tiere halten Winterschlaf. Zugvögel wandern in der Regel im Winter ab.  Es herrscht aber eine reiche Fischfauna.

Die Boreale – Nutzung und Ressourcen

Die Boreale Zone ist dünn besiedelt. Im Vordergrund der Landnutzung stehen Holzeinschlag und der Abbau von Torflagerstätten. Möglich sind auch Ackerbau (Gerste, Hafer, Roggen, Kartoffeln) und Grünlandwirtschaft. Wegen der klimatischen Ungunst und der geringen Bodenfruchtbarkeit wird dies aber nicht ausgiebig betrieben. Traditionell lebten die Menschen als hochspezialisierte Jäger und Fischer und betrieben nomadische Rentierhaltung.

Die wichtigste Nutzung ist der Holzeinschlag. Es ist jedoch eine geregelte Forstwirtschaft notwendig, da die jährliche Wuchsleistung gering ist.

Seit dem Zusammenbruch der Sowjetunion kommt es in weiten Teilen Sibiriens zu Entvölkerung. Weitere Probleme sind der Klimawandel, Überfischung, der Bau von Pipelines und weitere Schäden, die durch den Abbau der großen Rohstoffvorkommen (Erdöl, Erdgas, Kohle, Erze, Diamanten) vorkommen.

Die Karte zeigt eine Auswahl von Bodenschätzen Kanadas. Insbesondere der Staat Alberta ist reich an Erdöl und Erdgas. Der nördliche Teil Kanadas gehört zur subpolaren Ökozone. Bildquelle: https://www.bizbilla.com/

Quellen

Schultz, J. (2016): Die Ökozonen der Erde. Stuttgart (UTB). 

Titelbild: Banff Nationalpark, Kanada; https://pxhere.com/de/photo/564502