Bodendegradation im mediteranen Nord- und Südamerika

Inhalt

1 Einleitung

Teil I: Bodendegradation im mediterranen Mittelchile
2 Vorstellung der mediterranen Region Mittelchile
2.1 Naturräumliche Gliederung, Relief und politische Gliederung
2.2 Klima
2.3 Bodeneigenschaften, Bodentypen
2.4 Vegetation
3 Typen, Verbreitung und Schwere von Bodendegradation in Mittelchile
4 Natürliche Ursachen von Bodendegradation in Mittelchile
5 Anthropogene Ursachen von Bodendegradation in Mittelchile
5.1 Eingriffe durch die spanischen Kolonisten
5.2 Eingriffe durch die jüngere Land- und Forstwirtschaft
5.3 Verstädterung und Bergbau
6 Maßnahmen zur Verringerung von Bodendegradation in Mittelchile

Teil II: Bodendegradation im mediterranen Kalifornien
7 Vorstellung der mediterranen Region Kalifornien
7.1 Naturräumliche Gliederung, Relief und politische Gliederung
7.2 Klima
7.3 Bodeneigenschaften, Bodentypen
7.4 Vegetation
8 Typen, Verbreitung und Schwere von Bodendegradation in Kalifornien
9 Natürliche Ursachen von Bodendegradation in Kalifornien
10 Anthropogene Ursachen von Bodendegradation in Kalifornien
10.1 Eingriffe durch die Kolonisten
10.2 Eingriffe durch die jüngere Landwirtschaft
10.3 Verstädterung und Feuer
11 Maßnahmen zur Verringerung von Bodendegradation in Kalifornien
12 Fazit mit Vergleich der Regionen

Literatur

1 Einleitung

Die in der vorliegenden Arbeit im Mittelpunkt stehende Bodendegradation wird gemäß Hebel (1995:686) definiert als „dauerhafte oder irreversible Veränderung der Strukturen und Funktionen von Böden oder deren Verlust, die durch physikalische und chemische oder biotische Belastungen entstehen und die Belastbarkeit der jeweiligen Systeme überschreiten“. Neben den Belastungen natürlicher Art spielen dabei zunehmend menschliche Eingriffe eine wesentliche Rolle und führen zu weit verbreiteter anthropogener Bodendegradation. Zu betonen ist, dass Bodendegradation in jedem Fall eine Einschränkung bzw. Verschlechterung von Bodenfunktionen darstellt und somit die Boden- bzw. Landnutzung durch den Mensch erschwert oder, im schlimmsten Fall, nahezu unmöglich macht (WBGU 1994:49f.).

Die im Folgenden in diesem Zusammenhang betrachteten Regionen Mittelchile und Kalifornien gehören zu den winterfeuchten Subtropen, den sogenannten mediterranen Gebieten der Erde. Diese sind etwa zwischen 30° und 40° geographischer Breite, zumeist als schmale Küstenstreifen, an den Westseiten der Kontinente gelegen. Kennzeichnend ist hier der Wechsel zwischen sommerlicher Trockenheit mit Strahlungswetter, bedingt durch den Einfluss der subtropisch-randtropischen Hochdruckgebiete, und der winterlichen Regenzeit, in der sich „das zyklonale Wettergeschehen der Mittelbreiten“ durchsetzt. Mindestens 5 Monate des Jahres sind humid und infolge des Trockenstresses im Sommer stellt eine immergrüne Hartlaubvegetation den natürlichen Bewuchs dar (Schultz 2002:331-338).

Allein aufgrund der natürlichen Gegebenheiten werden die mediterranen Gebiete von Endlicher (1991:438) als relativ labile Ökosysteme bewertet. Da sie zudem einer intensiven Nutzung durch den Menschen unterliegen, werden, zusätzlich zur natürlichen Bodendegradation, durch menschliches Wirken Impulse zur Verstärkung und Beschleunigung von Degradationsprozessen gesetzt. Diese Zusammenhänge sollen u.a. in den folgenden Ausführungen am Beispiel von Mittelchile (Teil I) und Kalifornien (Teil II) verdeutlicht werden. Als Grundlage für das weitere Verständnis werden die Regionen dazu zunächst bezüglich Gliederung, Klima, Bodeneigenschaften und Vegetation genauer vorgestellt. Anschließend soll jeweils ein Überblick über die vorherrschenden Typen der Bodendegradation, ihre räumliche Verbreitung und die Schwere der Degradation vermittelt werden, bevor auf deren natürliche und anthropogene Ursachen eingegangen wird. Schließlich werden mögliche oder bereits durchgeführte Gegenmaßnahmen diskutiert. Den Abschluss bildet ein fazitartiger Vergleich der beiden mediterranen Regionen.

Teil I: Bodendegradation im mediterranen Mittelchile

2 Vorstellung der mediterranen Region Mittelchile

2.1 Naturräumliche Gliederung, Relief und politische Gliederung

Innerhalb des sich über 4000km Länge aber durchschnittlich nur 200km Breite an der Westküste Südamerikas erstreckenden Chiles ist der Bereich zwischen 31° und 37° S den winterfeuchten Subtropen zuzuordnen. Von West nach Ost lassen sich hier klar die geomorphologischen Komplexe Küstenterrassen, Küstengebirge, zentrales Längstal und Anden unterscheiden. Aufgrund der der Küste vorgelagerten Subduktionszone handelt es sich um eine tektonisch sehr aktive Zone (Stoll 2005:4f., Conacher & Sala 1998:123).

Die parallel zur Pazifikküste verlaufende Küstenkordillere erreicht im nördlichen Mittelchile Höhen von über 2000m, wird südwärts aber flacher und schmaler. Das sich ostwärts anschließende zentrale Längstal gewinnt dagegen Richtung Süden an Ausdehnung (bei 34° S 12km breit, bei 37° S 74km breit) und ist mit alluvialen, glazialen und vulkanischen Sedimenten angereichert. Die Anden weisen in Mittelchile zwischen 31° und 33° S ihre größten Höhen auf (z.B. „Olivares“ 6252m, „El Plomo“ 5430m), ihr Vorland ist zwischen 600m und 1000m hoch. Die im andinen Hochgebirge entspringenden reißenden Flüsse strömen auf ihrem Weg zum Pazifik durch das zentrale Längstal, wo sie zur Wasserversorgung beitragen, und queren das Küstengebirge. Durch Erosionsprozesse haben sie zu einer weiteren Zergliederung der Landschaft geführt. Auch in der Küstenkordillere, die eine West-Ost-Wasserscheide darstellt, entspringen, vermehrt im Süden, Flüsse, die das Landschaftsbild beeinflussen (Conacher & Sala 1998:127, Stoll 2005:5, 12, Glaser & Kremb 2006:151).

Wie in Abbildung 1 ersichtlich, ist Chile politisch bzw. administrativ in 13 Regionen untergliedert. Diese sind von Nord nach Süd durchnummeriert, wobei sich das mediterrane Gebiet von der Region Coquimbo (IV) bis zur Region BioBio (VIII), einschließlich der Metropolitan Region um die Hauptstadt Santiago, erstreckt (Conacher & Sala 1998:135). Nach Richter & Bähr (1998:641f.) konzentrieren sich auf diesen Bereich ca. 75% der insgesamt etwa 15 Millionen Menschen umfassenden chilenischen Bevölkerung. Dabei sind die Küste sowie das zentrale Längstal am dichtesten besiedelt. Auch der überwiegende Teil der landwirtschaftlichen Produktion Chiles stammt aus dem mediterranen Zentralchile (Conacher & Sala 1998:123, 133).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1: Administrative Gliederung Chiles in 13 Regionen

(Quelle: http://leu.irnase.csis.es/fao/gateway/latinamerica-e/e_chile.htm)

2.2 Klima

Das Klima Mittelchiles, das als mediterran bezeichnet wird und die unter Punkt 1 genannten wesentlichen Merkmale aufweist, „bildet den Übergang zwischen dem trockenen Wüstenklima im Norden [Atacamawüste] und dem feuchten, kühlgemäßigten Klima des Südens“ von Chile (Stoll 2005:8). Charakteristisch ist die ausgeprägte Zweiteilung des Jahres in ein nahezu niederschlagsfreies, warmes bis heißes Sommerhalbjahr mit hoher Insolation und einem regenreichen, windig-kühlen Winterhalbjahr (Mai bis September) (Endlicher 1987:202f.). Das typisch mediterrane Klima herrscht in Chile gemäß Conacher & Sala (1998:129) zwischen 0 und 1500m über dem Meeresspiegel vor. In Tabelle 1, die die Klimadaten einiger unweit der Küste gelegener Städte Zentralchiles wiedergibt, ist die tendenzielle Zunahme der Niederschläge von Nord nach Süd ersichtlich. Im nördlichen Teil ist die Regenzeit deutlich kürzer und Regenfälle treten unregelmäßiger auf. Bei ca. 36° S ist i.d.R. eine gleiche Anzahl trockener und feuchter Monate zu verzeichnen. Mit der geographischen Breite ist auch eine Abnahme der Durchschnittstemperatur in Richtung Süden um ca. 0,3°C alle 100km festzustellen, wobei natürlich auch Höhenlage, Exposition und weitere kleinräumige Aspekte eine Rolle spielen. Klimabeeinflussende Faktoren sind nach Stoll (2005:8) neben dem Humboldt-Strom, der temperaturausgleichend wirkt, auch die beiden Gebirgsketten. Durch ihre Nord-Süd-Erstreckung schirmen die Anden kontinentale und das Küstengebirge maritime Einflüsse erheblich ab. Bezüglich des Hauptthemas, der Bodendegradation, ist noch zu betonen, dass die winterlichen Niederschläge häufig eine hohe Intensität aufweisen und meist 5-15 Regentage hintereinander folgen, so dass ein großer Teil des Wassers in den Oberflächenabfluss geht (Endlicher 1991:439).

Tab.1: Klimadaten ausgewählter chilenischer Städte (von Norden nach Süden geordnet)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Conacher & Sala 1998:139)

2.3 Bodeneigenschaften, Bodentypen

Nach Jahn (2000:29) ist das chilenische, mediterrane Gebiet „durch mesozoische und jüngere Gesteine und junge Orogenesen mit teilweise anhaltendem Vulkanismus“ geprägt, die das Ausgangsmaterial für die Bodenbildung liefern. So sind hier durch das Vorherrschen „leicht verwitterbarer Vulkanite die feinkörnigsten Böden“ der winter-feuchten Subtropen anzutreffen. Wesentliche bodenbildende Prozesse sind gemäß Zech & Hintermaier-Erhard (2002:51) insbesondere die Lessivierung, das heißt die Verlagerung von Ton durch die winterlichen Regenfälle entlang von Grobporen und Schrumpfrissen in den Unterboden, weiterhin Entkalkung und Residualton-Anreicherung (v.a. auf Carbonatgesteinen), sowie Rubefizierung und Kaolinisierung. Daneben spielen aber auch Anreicherungsprozesse eine Rolle (Jahn 2000:32).

Der Prozess der Rubefizierung (Bildung von Hämatit und seiner Vorstufen) hat u.a. zu der leuchtend rotbraunen Farbe des Chromic Luvisols geführt, der für die winterfeuchten Subtropen allgemein als zonaler Bodentyp gilt und auch in Mittelchile weite Verbreitung findet (Schultz 2002:343f.). Es handelt sich um einen lessivierten, i.d.R. fruchtbaren und schwach sauren Boden, der allerdings für Verschlämmung und, insbesondere in Hanglagen, für Erosion anfällig ist (Zech & Hintermaier-Erhard 2002:52). Nach Endlicher (1987:202) finden sich z.B. im Küstenbergland bei Conception häufig gekappte Hangprofile, die dann deutlich schlechtere Bedingungen für das Pflanzenwachstum aufweisen (Nährstoffmangel, niedrige KAK, wenig organische Substanz).

Richtung Osten treten zu den Anden hin vermehrt Chromic Cambisole, bei denen die Verbraunung an Bedeutung gewinnt, neben die Chromic Luvisole. Noch weiter ostwärts, wo die Reliefenergie zunimmt und das Klima kühler und trockener wird, sind vor allem flachgründigere Leptosole und Regosole verbreitet. Dadurch, dass, wie bereits erwähnt, die Flüsse aus den Anden das Längstal und die Küstenkordillere durchqueren, sind im Längstal ausgedehnte fruchtbare Fluvisol-Gesellschaften zu finden. Auf vulkanischen Substraten sind im Längstal außerdem weitflächig Andosole und Nitisole entstanden, die ebenfalls gute Pflanzenstandorte darstellen. Besonders wertvolle Böden (meist Humic Andosole) haben sich „in der mittleren und östlichen Längssenke auf äolischen Sedimenten“ entwickelt (Eitel 1999:155).

Problematisch ist, dass durch die hohe Flussdichte Staunässe in den Böden Mittelchiles relativ weit verbreitet ist. Allerdings liegt der Anteil der Flächen mit hohem Produktionspotential mit Böden mittlerer und hoher Nährstoffversorgung in Mittelchile deutlich über dem Durchschnitt der winterfeuchten Subtropen (Jahn 2000:33).

2.4 Vegetation

Die ursprüngliche Vegetation Mittelchiles bestand vor allem aus Wäldern immergrüner, hartlaubiger Baumarten (Sklerophyllen). Obwohl sich dieser natürliche Bewuchs der verschiedenen mediterranen Gebiete physiognomisch ähnelt, ist er floristisch gesehen extrem unterschiedlich (Schultz 2002:345). Andere Arten von Primärwäldern waren z.B. immergrüne Feuchtwälder an der pazifischen Luvseite des südlichen Küstenberg-landes oder sommergrüne Nothofaguswälder in dessen höheren Lagen. All diese Bestände wurden ab der spanischen Kolonisation im 16. Jh. immer mehr durch großflächige Rodung dezimiert und anthropogen überprägt. So beschränken sich Primärwälder inzwischen auf kleine, fragmentierte Vorkommen (Endlicher 2005:2). Als sekundäre Vegetation ist heute eine Hartlaub-Strauchformation, der Matorral, weit verbreitet. Als Folge vielfältiger menschlicher Eingriffe ist dieser, vor allem in unbewässerten Gebieten des zentralen Längstals großflächig in die savannenartige Espinal-Stufe übergegangen. Diese wird von der dornigen Baumart Acacia caven dominiert (Fiedler 2003:5, Ovalle et al. 1996:129, 137). Landschaftsprägend sind darüber hinaus die Landwirtschaft, unter anderem mit ausgedehntem Feld-, Obst- und Weinbau in den Voranden, im Längstal und den Flussebenen, sowie die vor allem im Küstenbergland in den letzten Jahrzehnten angelegten Forste von Pinus radiata und Eukalyptus. Im Bereich der Anden ist auf den flachgründigen Böden bis in größere Höhen eine Monte-Strauch-Vegetation mit Sträuchern und Gräsern verbreitet (Avilez et al. 2003:210, Stoll 2005:17).

3 Typen, Verbreitung und Schwere von Bodendegradation in Mittelchile

An dieser Stelle wird zunächst auf Tabelle 2 verwiesen, die einen Überblick darüber gibt, welche Abstufungen in Bezug auf die Schwere der Bodendegradation üblich sind und welche Haupt- und Subtypen unterschieden werden.

Tab.2: Stufen und Typen der Bodendegradation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Hebel 1995:687)

Böden stellen in Chile die am stärksten von Degradation betroffene Umweltressource dar. Dabei kommt in Mittelchile von den in Tabelle 2 aufgeführten Haupttypen der Bodendegradation der Wassererosion die mit Abstand größte Bedeutung zu. Nahezu alle land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen sind von diesem Problem betroffen (Conacher & Sala 1998:185, Ellies 2000:280). Wassererosion wird verursacht durch auf den Boden auftreffende Regentropfen und den Oberflächenabfluss des Wassers. Dabei ist das Ausmaß zum einen abhängig von der Erosivität der Niederschläge und zum anderen von der Erodierbarkeit der Böden, die durch Topographie, Bodeneigenschaften und Bewirtschaftung beeinflusst wird. Bezüglich der Erodierbar-keit hat der Mensch in Mittelchile weitflächig massiv eingegriffen und somit zu verstärkter und beschleunigter Erosion geführt (WBGU 1994:52f.).

Aufgrund besonders ungünstiger Konstellationen der Erosivität und vor allem der Erodierbarkeit ist die Küstenkordillere am stärksten von Wassererosion betroffen. Obwohl in Abbildung 2 alle Typen der anthropogen bedingten Bodendegradation Beachtung finden, zeichnet sich das Küstenbergland deutlich als rotes Band mit den größten Schäden ab. Nach Mathieu et al. (2006:1) waren 1965 60% ihrer Oberfläche mäßig bis sehr schwer erodiert und obwohl genaue Angaben zum heutigen Schutzstatus fehlen, ist es wahrscheinlich, dass Erosionsprozesse noch immer auf weiten Flächen aktiv sind. Endlicher (1988:431, 434, 1991:439) berichtet von weiter Verbreitung gekappter Bodenprofile und von zerrachelten Hängen, insbesondere für die Ostabdachung des Berglandes sogar von Badlandbildung mit tiefgründigen Erosionsrillen, -gräben und -schluchten. Hier kann also schon von schwerer Landschaftsdegradation gesprochen werden. Erosionsfördernde Bedingungen wie hohe Reliefenergie, anfällige Böden und unangepasste menschliche Nutzung haben daneben auch in den Anden und ihrem Vorland zu nennenswertem Bodenabtrag geführt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2: Schwere der vom Menschen induzierten Bodendegradation in Chile

(Quelle: http://www.fao.org/landandwater/agll/glasod/glasodmaps.jsp?country=CHL&

search=Display+map+!)

Als Folgen von Wassererosion sind gemäß Endlicher (2005:3) sowie Conacher & Sala (1998:450) nicht nur der Verlust wertvollen Oberbodens zu verzeichnen, sondern durch die Sedimentation in tieferen Lagen ist es auch zur Überdeckung fruchtbarer Talböden und zur Aufschüttung und Versandung von Flüssen und Küstenlinien und folglich erhöhter Überschwemmungsgefahr gekommen. Bereits mäßige Erosion macht sich nach Ellies (2000:281) deutlich bei den landwirtschaftlichen Erträgen bemerkbar, bei extrem erodierten Flächen sinken sie um etwa 80%.

Tabelle 3 gibt einen Überblick, in welchen Flächenanteilen und Schweregraden die einzelnen administrativen Regionen des mediterranen Chiles von Bodenerosion betroffen sind. Zwar wird hier nicht explizit zwischen Wasser- und Winderosion unterschieden, doch dürfte der Anteil Letzterer relativ gering sein. Wie ersichtlich ist, liegt der Anteil erodierter Flächen (verschiedener Schweregrade) in allen Regionen, mit Ausnahme der Metropolitan Region, bei über 50%.

Tab.3: Bodenerosion (103ha) in mediterranen Regionen Chiles

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Conacher & Sala 1998:185)

Bezüglich des Ausmaßes von Winderosion in Mittelchile können keine genauen Angaben gemacht werden. Conacher & Sala (1998:185f.) verweisen aber darauf, dass der Verlust von Boden- und biologischem Potential durch Winderosion in Form einer Akkumulation feiner Sande als Dünen von gewisser Relevanz ist. Bereits bei einer Untersuchung in den 60er Jahren wurden in Zentralchile eine Fläche von 67000ha mit Sandbedeckung in Form von Küstendünen und in der Region Biobio weitere 56000ha mit „continental dunes“ festgestellt. Es ist anzunehmen, dass Winderosion in der trockensten Region Coquimbo (70-275mm Niederschlag im Jahr), welche gemäß der UNDP (p2003:1) von einer schleichenden Desertifikation betroffen ist, die größte Bedeutung besitzt. Von Desertifikation als Sonderfall der Bodendegradation, der auch eine Landschaftsdegradation mit einschließt, wird nach Hebel (1995:686) sowie Mensching & Seuffert (2001:7) nur bei ariden und semiariden Gebieten gesprochen, wo tatsächlich ein wüstenähnlicher Zustand erreicht werden kann. Für die feuchteren Regionen Zentralchiles ist der Begriff also nicht zu verwenden.

Bezüglich physikalischer Bodenverschlechterung ist insbesondere die weit verbreitete Bodenverdichtung zu nennen, auf deren Ursachen unter Punkt 5 näher eingegangen wird. Nach Ellies (2000:280) geht sie häufig einem Bodenverlust voraus und verursacht den Verlust organischer Stoffe und eine Verschlechterung der Bodenstruktur.

Wie bereits angeklungen ist, stellt auch Staunässe in den Böden Mittelchiles eine Problematik dar. Betroffen ist mit zunehmender Tendenz in Richtung des feuchteren Südens ein bedeutender Anteil der produktiveren Gegenden vor allem im zentralen Längstal. Die genauen Charakteristiken und Intensitäten des Problems konnten aufgrund einer unzureichenden Datenlage allerdings noch nicht angemessen bestimmt werden (Conacher & Sala 1998:198).

Versalzung als eine chemische Verschlechterung des Bodens ist lediglich im Tal des Limari Rivers (Region Coquimbo) „and in lower elevations in the Santiago Watershed in the Metropololitan Region“ von Bedeutung. Dort ist die Drainage eingeschränkt und die Böden weisen zum Teil eine permanente Versalzung auf (IUCN 2001:27).

Natürlich spielen neben den genannten Subtypen der Bodendegradation noch weitere, z.B. Versiegelung, Versauerung oder Verschmutzung, eine Rolle in Mittelchile. Da sie allerdings eher kleinräumig problematische Ausmaße erreichen und keine Angaben über Verbreitungsmuster gemacht werden können, werden sie an dieser Stelle nicht näher thematisiert.

4 Natürliche Ursachen von Bodendegradation in Mittelchile

In den bisherigen Ausführungen dürfte bereits deutlich geworden sein, dass ähnlich wie in den anderen mediterranen Gebieten, in Mittelchile allein die natürlichen Voraussetzungen eine überdurchschnittlich hohe Anfälligkeit für Bodendegradation, insbesondere für Wassererosion, bedingen. Die ausgeprägten Reliefunterschiede mit mäßig bis sehr steilen Hängen in Küstenkordillere und Anden stellen dabei einen wesentlichen Faktor dar. Die Bedeutung des Klimas und der Bodeneigenschaften kann am Beispiel des Küstenberglands bei ca. 36° S verdeutlicht werden:

In diesem Bereich liegen die jährlichen Niederschläge bei 800 bis 1400mm. Die an den Durchzug von Polarfrontzyklonen gebundenen Regenfälle konzentrieren sich auf das Winterhalbjahr und treten insbesondere in Form langanhaltender Landregen in 4-7 Nassperioden pro Jahr auf. Hinzu kommen hohe Niederschlagsintensitäten bei starken Schauern, so dass des Öfteren Tagesniederschläge von 40 bis 50mm erreicht werden. Auf grusigem Zersatzmaterial haben sich sehr tiefgründige, tonreiche und leicht verschlämmende Chromic Luvisole mit schlechter Aggregatstabilität entwickelt. Auf diesen können die Niederschläge nicht schnell genug infiltrieren, so dass oberflächlicher, oft schichtflutartiger Abfluss mit erosiver Wirkung die Folge ist (Endlicher 1988:432f., Endlicher 1991:439). Durch Zwischenhochabschnitte im Winter kann es im Küstenbergland zudem durch Bodenfrost zu einer Auflockerung der Bodenkrume kommen, so dass beim nächsten Niederschlagsereignis mehr Feinmaterial verloren geht. Obwohl sowohl die Menge als auch die Erosivität der Niederschläge im westlichen Luv der Küstenkordillere höher liegen als im östlichen Lee, ist Letzteres deutlich stärker von Erosionsschäden betroffen. Das ist damit zu erklären, dass die schützende Nebeldecke an der Westabdachung die sommerlich hohe Sonnen-einstrahlung mindert und die Luftfeuchtigkeit erhöht, so dass Pflanzen, die den Boden vor Erosion schützen, günstigere Wachstumsbedingungen vorfinden. Dadurch, dass nordexponierte Sonnenhänge deutlich mehr Sonnenstrahlung empfangen als südexponierte Hänge, ist der sommerliche Temperatur- und Dürrestress dort weitaus stärker und sind Erosionsschäden entsprechend viel größer ausgeprägt (Endlicher 1987:203, Endlicher 1988:434).

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