Einfluss des Gesteinsuntergrunds auf Vegetationsdichte und Artenvielfalt



Bio-News vom 26.10.2020

Studie des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ in Potsdam untersucht auf globaler Ebene, welche Auswirkungen der Gesteinsuntergrund auf Biodiversität und Landschaftsrelief hat.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wissen spätestens seit dem 18ten Jahrhundert, dass das vorherrschende Klima für den Tier- und Pflanzenreichtum eines Gebietes ausschlaggebend ist. Allerdings können Klimaunterschiede nur etwa die Hälfte der Variationen in der globalen Artenvielfalt erklären. Die Rolle, die der Gesteinsuntergrund spielt, ist weitgehend ungeklärt.

Richard Ott vom Deutschen GeoForschungsZentrum hat nun eine hochaufgelöste Karte des Gesteinsuntergrundes genutzt, um global zu untersuchen, welche Auswirkungen dieser auf Vegetationsdichte, Artenvielfalt, aber auch die Landschaftsform hat. Nachweisbar ist insbesondere, dass Kalksteingebiete weniger dicht bewachsen sind und eine geringere Anzahl an Amphibien-, Vogel- und Säugetierarten beherbergen. Gebiete, in denen Granite oder auch Sand- und Tonsteine vorherrschen, weisen die besten Voraussetzungen für einen dichten Pflanzenbewuchs und eine hohe Artenvielfalt auf. Eine weitere Erkenntnis betrifft die Formung der Landschaft: Der Einfluss des Klimas auf die durchschnittlichen Neigungswinkel eines Geländes, quasi die Topographie, scheint geringer als von manchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bisher angenommen.


Red Mountain in Neuseeland. Das Bild zeigt beispielhaft, wie der Gesteinsuntergrund die Vegetation beeinflussen kann. Während Gras und Bäume auf den Gesteinsschichten im Vordergrund wachsen können, enthalten die Gesteine, die im Bildhintergrund zu sehen sind, giftige Schwermetalle und nur wenige Nährstoffe. Daher sind sie kahl.

Publikation:


Ott, R. F.
How lithology impacts global topography, vegetation, and animal biodiversity: A global-scale analysis of mountainous regions

Geophysical Research Letters, Vol. 47. Issue 2

DOI: 10.1029/2020GL088649



Gesteinseigenschaften beeinflussen die Entwicklung von Landschaften entscheidend. Die mineralische Zusammensetzung und Textur eines Gesteins bestimmt ganz wesentlich die Wasserverfügbarkeit an der Erdoberfläche, aber auch welche Nährstoffe in ein Ökosystem gelangen und welche pH-Werte der darauf gebildete Boden erreicht. Zur Untersuchung des Einflusses des Gesteinsuntergrundes hat Richard Ott globale Datensätze in Beziehung zueinander gesetzt. Er verwendete unter anderem Vegetationsdaten aus Satellitenbildern, sowie von Biologen erstellte Karten der Artenvielfalt. Den Fokus legt er − da sich der Einfluss hier am deutlichsten zeigt − auf bergige und hügelige Gebiete, die rund die Hälfte der Landoberfläche ausmachen.

Richard Ott weist nach, dass Gebiete mit Gesteinen, die bei der Bodenbildung unter anderem zu Tonen verwittern und damit Wasser besser zurückhalten – wie z.B. Granite oder Tonsteine − meist einen üppigen Bewuchs und eine hohe Artenvielfalt aufweisen. Es handelt sich dabei unter anderem um Regionen mit plutonischem Gestein und mit tief in der Erdkruste, unter hohem Druck und Temperaturen mineralogisch umgewandeltem Gestein, dem sogenanntem metamorphem Gestein.

Regionen hingegen mit überwiegend kalkhaltigem Gestein, sind meist trockener, da das Wasser durch Brüche im Gestein abfließt bevor es Pflanzen nutzen können. Die Küstengebirge in Kroatien oder Griechenland sind ein gutes Beispiel für solche Regionen. In diesen Regionen gibt es oft auch weniger Nährstoffe, folglich ist die Pflanzendecke weniger dicht und sie wirken kahl. Ein weiteres Merkmal ist, dass hier weniger Landwirbeltierarten beheimatet sind. Die unzureichende Wasserverfügbarkeit kann vermutlich auch erklären, warum Amphibien in solchen Gebieten mit weniger Arten vertreten sind.

Die globale Gesamtschau von Ott zeigt auch auf, wie der Gesteinsuntergrund die Topographie beeinflusst. Maß hierfür ist in dieser Studie, wie steil bzw. abschüssig Hänge und Flussbetten sind. Ott bestätigt dabei für die globale Ebene, was Geologen für kleinere Gebiete bereits gezeigt haben: Gesteine, die wir als hart betrachten, z.B. Granite aber auch Kalksteine, formen Hänge und Flussbetten, die deutlich steiler sind als die von weicheren Gesteinen wie z.B. Tonen. Diese Unterschiede entstehen durch Unterschiede in der Beständigkeit der Gesteine. Es wurde bisher angenommen, dass die Erosionsfähigkeit des Untergrundes und die Steilheit der Hänge auch durch das Klima mitbestimmt wird. Für diese Annahme findet Ott jedoch keine konkreten Hinweise.


Diese Newsmeldung wurde mit Material des Helmholtz-Zentrums Potsdam - Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ via Informationsdienst Wissenschaft erstellt.

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