Vegetationsgeographische Charakterisierung des Alpenraums nach Höhenstufen. Zonale und zentral-periphere Differenzierung

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Die Alpen
2.1 Vegetativer Lebensraum
2.2 Geologische Strukturen
2.3 Entwicklung der Vegetation

3. Klima als Indikator für das Auftreten von Vegetationshöhenstufen

4. Anpassungsmechanismen der Alpenpflanzen

5. Formenwandel

6. Höhenstufen
6.1 Charakterisierung der Höhenstufen
6.2 Höhenstufen der Alpen

7. Großräumige Differenzierung nach Vegetationszonen

8. Zusammenfassung

Literatur

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Morteratsch (GR) ca. 2000m ü.M. Wiederbesiedlung

Abb. 2: Berninapass (GR) 2328m ü.M. Expositionseffekt im Nordhang

Abb. 3: Corvatsch (GR) 3303m ü.M. Pionierpflanzen auf Fels

Abb. 4: Soglio (GR) 1090m ü.M. Bsp. für erhöhte Höhenstufe im Süden

1. Einleitung

„Die Alpen [sind] in Europa eine außergewöhnliche Landschaft, deren Andersartigkeit und Fremdheit schon sehr früh die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen hat“ (Bätzing 2015, 46).

Aus diesem Grund sind die Alpen das wahrscheinlich am besten vegetativ untersuchte Gebirge Europas und wie geschaffen für eine modellhafte Untersuchung nach Höhenstufen. Ihre Vegetation eignet sich gut als Indikator, um die Eigenschaften der verschiedenen alpinen Regionen aufzuzeigen, da Pflanzen sehr klimaempfindlich sind und auch schon kleine klimatische Divergenzen aufzeigen. Aber auch regional und lokal gibt es Unterschiede, welche zu ergründen sind. Im Folgenden soll die Vegetation im Alpenraum, anhand ihrer Höhenstufung, in Bezug auf ihre großräumige alpine Lage dargestellt werden.

2. Die Alpen

Die Alpen sind ein junges europäisches Hochgebirge, welches sich horizontal von Nizza bis nach Wien erstreckt (Ozenda 1988, 14). Sie sind von West nach Ost gemessen rund 1200 Kilometer lang. Von Nord nach Süd gemessen 140 km an der schmalsten und 250 km an der breitesten Stelle, außerdem sind sie bogenartig angeordnet. Sie befinden sich zwischen dem 44°-49° nördlichen Breitengrad und trennen so Mittel- von Südeuropa. Die großen Höhenunterschiede in den Alpen, welche durch ihren höchsten Berg Montblanc, mit einer Höhe von rund 4800m, charakterisiert werden, bieten eine umfangreiche Basis für die Untersuchung nach Höhenstufen. Klimatisch gesehen kann man die Alpen als keine klimatische Einheit betrachten, da große regionale Unterschiede herrschen (Walter 1999, 367, Bätzing 2015, 26). In neuerer Zeit beeinflusst der Klimawandel die Vegetation deutlich und bringt so auch große Veränderungen mit sich. Aber auch der menschliche Einfluss ist deutlich in den Alpen erkennbar.

2.1 Vegetativer Lebensraum

Der Lebensraum Alpen beherbergt einen Umfang von rund 4500 Pflanzenarten, davon sind circa 650 Blütenpflanzen (Ellenberg & Leuschner 2010, 672). Die Alpen sind mit ihrem Vorland auf kleinerem Raum sehr viel artenreicher als das übrige Mitteleuropa, da in den Alpen eine große Anzahl an verschiedenen Lebensräumen zu finden sind. So beherbergen die Alpen mit den unmittelbaren Vorländern und mediterranen Küstenzonen rund 40% der Flora Europas (Veit 2002, 156). Das größte vegetative Vorkommen ist in den Südalpen und speziell in den sogenannten Seealpen zu beobachten. Großräumige Unterschiede entstehen vor allem durch das Klima.

Die Artenvielfalt in den Alpen ist jedoch nicht nur großräumig zu sehen. Auch kleinräumig haben sich viele heterogene Strukturen gebildet, in Form von endemischen Arten, welche speziell auf die Alpen begrenzt sind. Diese sind vor allem in den Südalpen, wie z.B. am Comer See zu finden. Im Laufe der Zeit sind aber auch zahlreiche Neoendemiten entstanden, die sich durch Isolation, wie z.B. durch einen Bergsturz bildeten (Veit 2002, 157). Bergstürze, Muren und Lawinen sind Beispiele von zahlreichen Veränderungen, denen die Vegetation ausgesetzt ist. Entstanden aus Wandlungsprozessen des Gebirges, entsteht so innerhalb der Vegetation eine sprunghafte Naturdynamik, welches ein Charakteristikum und zentrale Eigenschaft der Alpennatur ist (Bätzing 2015, 45).

Das Pflanzenvorkommen ist vielfältig. Es reicht von Nadelbäumen wie Kiefern, Fichten und Lärchen hin zu Buchen und Birken, enthält aber auch zahlreiche Blühpflanzen, welche bis in die höchsten Regionen auffindbar sind. In den glazialen Gebieten, in welchen fast das gesamte Jahr eine Eisbedeckung zu finden ist, gibt es an die extremen Verhältnisse angepasste Vegetation wie Moose und Flechten, welche bis in großen Höhen existieren. In den Alpen findet man in mediterran geprägten Regionen aber auch Vegetation wie Olivenbäume, Lorbeer, Kastanie und Wein.

2.2 Geologische Strukturen

Besonders interessant ist die Beschaffenheit der Gesteine, auf welchen die Vegetation gründet, da diese zu einer typischen regionalen Vegetation beitragen. Die Vegetation gründet meist unmittelbar auf Fels und Schutt. Charakterisieren lassen sich die Alpen in die sogenannten kristallinen Zentralalpen, aus Silikatgestein, welches durch die Gebirgsbildung und Erosion freigelegt wurde, sowie die nördlichen und südlichen Randalpen mit Kalkgestein, das vorwiegend aus Meeresablagerungen entstanden ist. Die Silikatalpen zeichnen sich vor allem durch ein sehr saures Bodenmilieu im Gegensatz zu den Kalkalpen mit einem eher basischen Säurewert aus. Die kristallinen Alpen zeigen in der Regel im Gegensatz zu den Kalkalpen eine artenärmere Vegetation auf (Veit 2002, 157). Das liegt vor allem daran, dass in den kristallinen Alpen ein geringeres Kalziumvorkommen herrscht und Kalzium eine wichtige Wachstumskomponente für die Flora ist. Eine weitere Ursache bildet das Relief, welches bei den Kalkalpen vor allem durch Plateaus und Klüfte gekennzeichnet ist (Veit 2002, 157). Jedoch kommt es auf solchen Milieus, ungeachtet von diesen Merkmalen, zu einer großen Anzahl an Pflanzen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass es auch Pflanzen gibt, welche solch eine Bodenbeschaffenheit, bestehend aus diesen speziellen Säuregehalten und Feuchtegraden, bevorzugen (Reisigl & Keller 1987, 9-10). Gerade an den Grenzbereichen von, Silikat und Kalkgestein kommt es zu einer ausgeprägten Artenvielfalt auf engstem Raum. Ein weiterer Einflussfaktor von Kalk und Silikat auf die Vegetation spiegelt sich in den Bodentemperaturen wider, so sind Karbonatböden einige Grad wärmer als Silikatböden (Reisigl & Keller 1987, 9f.).

Der obere Bodenhorizont in den Alpen entsteht meist durch Sedimentation. Zudem sind Böden auch ein Indikator für Höhe, da bei zunehmender Höhe der Anteil an reifen Böden schwindet und der Anteil an Rohböden zunimmt, was ausschlaggebend für eine stärkere Erosion ist. Ausgelöst wird es durch klimatische Bedingungen wie abnehmende Temperaturen. Gerade Böden ab der alpinen Stufe wachsen nur selten zu einer höheren Schicht an. Sie sind meist flachgründig und befinden sich direkt oberhalb des Grundgesteins (Veit 2002, 157). Großen Einfluss auf den alpinen Boden und schlussendlich auch auf die Pflanzen können aber auch allgemein exogene Vorgänge haben. Der alpine Boden ist geprägt durch exogene Verwitterung, physikalisch durch Frostsprengung, aber auch chemisch durch Lösungs- und Umwandlungsprozesse der Mineralien durch die Vegetation und Niederschlagswasser wie die in diesem Zusammenhang nennenswerte Kohlesäureverwitterung. Bei dieser wird vor allem Kalk aus dem Boden gelöst. Durch den Einfluss der Hydrolyse kommt es zur Neubildung von Tonmineralen aus dem Ausgangssilikatgestein (Reisigl & Keller 1987, 10).

Das Fehlen von Humus ist für Pflanzen eine große Herausforderung. Viele Pflanzen müssen sich direkt auf Schutt oder Fels bilden. Humus ist für das Porengefüge, also auch für den Luft- Wasser- und Wirkstoffaustausch mit Vitaminen wichtig. Besonders die Bodenatmung ist ein wesentlicher Indikator für biologische Aktivitäten (Reisigl & Keller 1987, 10).

2.3 Entwicklung der Vegetation

Die Entwicklung der heute vorherrschenden Vegetation in den Alpen entstand in Etappen und folgte einer komplexen historischen Entwicklung. Diese Ausbildung spiegelt sich zum Teil in der Entwicklung der Alpen wider. Eine ungefähre historische Datierung der Pflanzengeschichte wird durch eine Pollenanalyse alpiner Torfmoore möglich (Veit 2002, 155).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Mit der Hebung der Alpen kam es zur Entwicklung eines dichten Pflanzenvorkommens. Zu Beginn der Hebung besaß die Vegetation einen subtropischen Charakter mit Palmen. Dieser wurde von einer gemäßigten Variation abgelöst, welche sich, ausgelöst durch die Abkühlung im Pliozän, auch außerhalb der Alpen ausbreitete (Veit 2002, 155). Während der Zeit der quartären Vergletscherung wurde die Vegetation selektiert. Thermophile gemäßigte Pflanzen wurden in das südliche Vorland abgedrängt. Die Abfolge von glazialen und interglazialen Perioden ließ eine Vegetation gedeihen, welche heute als arkto-alpiner Anteil bezeichnet wird. Nach dem Ende der Eiszeit kam es ausgehend von den kältegeschützten Gebieten zur postglazialen Neubesiedlung. Das Klima war zum Teil wärmer als heute, was die Baumgrenze in dieser Zeit nach oben steigen ließ. Bereichert wurde die Alpenvegetation durch die Zuwanderung der Flora aus anderen Gebieten, vor allem aus dem östlichen Bereich wie z.B. aus dem zentralasiatischen Raum, was zu einer ausgedehnteren Artenvielfalt führte (Ozenda 1988, 45).

Gegenwärtige Schwankung im Zuge der aktuellen Erwärmung und als Folge des Klimawandels lassen sich durch den Rückgang der Gletscher und das Vordringen der Vegetation in höhere Höhenschichten beobachten. In dem Schwinden der Gletscher lässt sich eine Wiederbesiedlung auch Sukzession genannt im kleinräumigen Raum sehr gut erkennen. Die Wiederbesiedelung am Morteratschgletscher (Abbildung 1) nach stetigem Rückgang des Eises mit Pionierpflanzen ist hierfür beispielhaft (Ozenda 1988, 45).

Eine vegetative Ansiedlung im kleinräumigen Bereich z.B. nach einem Bergsturz oder nach dem Zurückweichen eines Gletschers erfolgt durch Pionierpflanzen, die von Algen repräsentiert werden. Diese können sich auf nacktem Gestein ansiedeln. Ihr Fortbestand wird durch die Nutzung des Oberflächenwasser, unter anderem von Tau, gewährleistet. Mineralien werden mit der Zeit aus Felsen ausgeschwemmt, aber auch äolisch antransportierte und abgelagerte Partikel werden von den Algen genutzt. Nach den Algen nehmen Flechten einen weiteren Platz ein. Nachdem sich mit der Zeit äolisch oder auch durch abgestorbene Algen und Flechten eine dünne Humusschicht gebildet hat, wird diese von Moosen eingenommen, welche ausgezeichnete wasserspeichernde Eigenschaften besitzen. Diese Moose fördern eine schnellere Humusbildung. Nach diesen bodenvorbereitenden Entwicklungen ist der Weg nun für eine breitere Vegetation geebnet (Veit 2002, 176).

3. Klima als Indikator für das Auftreten von Vegetationshöhenstufen

Das Klima der Alpen kann in zwei Bereiche unterteilt werden, zum einen in „allgemeine Eigenschaften des Gebirgsklimas“ bei welchem speziell Klimaelemente im Vordergrund stehen und zum anderen in „spezifische alpine Eigenschaften“, welche sich mit dem Bau und der Mächtigkeit der Alpen, sowie den Randlagen beschäftigen (Ozenda 1988, 8). Im Folgenden wird speziell auf die allgemeinen Eigenschaften des Gebirgsklima eingegangen, da diese allgemein vorherrschend sind. Im späteren Verlauf werden die Randlagen und ihre dazugehörigen klimatischen Eigenheiten behandelt.

Die Höhe ist ein ausschlaggebender Faktor für die Betrachtung der Vegetation in den Alpen, da sich mit steigender Höhe die klimatischen Bedingungen teilweise drastisch ändern. So nimmt die Temperatur linear 0,55°C/100m ab, was ein stark limitierender Faktor für die Vegetation ist, denn die kühlen Temperaturen bewirken nicht nur ein gehemmteres Pflanzenwachstum, sondern bestimmen auch durch die Dauer der Schneebedeckung die Vegetationszeit. So ist die Flora und Fauna auf die Aperzeit, also die schneefreie Zeit, beschränkt (Ozenda 1988, 9). In dieser Zeit kommt es zur Abnahme der photosyntetischen Wirksamkeit und einer sinkenden Stoffproduktion, was im Gesamten zu einem verlangsamten Wachstum führt. Diese Abnahme umfasst rund sechs bis neun Tage pro 100 Höhenmeter (Veit 2002, 159). Allgemein kann man in den Alpen eine prägende tageszeitliche Komponente feststellen. Der Wind spielt in den Hochgebirgslagen ebenfalls eine wichtige Rolle, da es in den Höhenlagen zu stärkeren Windgeschwindigkeiten kommt, so ist ein windabgewandter Hang grundsätzlich als Gunstlage für Pflanzen zu sehen. Auch das Auftreten von Abschattung bei niedrigen Sonnenständen bedingt durch die Horizontüberhöhung, ist ein besonderes Gebirgsmerkmal, welches die Vegetation beeinflusst. Ein weiterer zu nennender Aspekt in den Alpen ist das Auftreten von Luv und Lee. So kommt es in Luv-Gebieten verstärkt zu Steigungsregen, im Lee hingegen zu Wolkenauflösung und Föhn. Dies ist ein weiterer kontrollierender Faktor, da es dementsprechend Unterschiede in der Ausrichtung, also der Exposition eines Hanges nach Süd- oder Nordseite gibt (Abbildung 2). Dies wird besonders deutlich im Frühling, da in Nordhängen sehr viel länger eine Schneeauflage zu finden ist als in Südhängen. Die Höhe bedingt auch eine höhere direkte Sonneneinstrahlung und die Abnahme der diffusen Strahlung durch die geringere Dichte der Atmosphäre und die damit verbundene Wolkenlosigkeit. Ebenso die Albedo, also die reflektierte Strahlung, sowie der geringere Aerosolgehalt spielen eine wichtige Rolle. Auch ein geringer Wasserdampfgehalt ist in den Hochlagen zu erkennen. (Ozenda 1988, 8).

4. Anpassungsmechanismen der Alpenpflanzen

Die Vegetation der höhergelegenen Schichten im alpinen Bereich unterscheidet sich somit grundlegend von der Vegetation im Tiefland. Der Unterschied wird mit jeder Höhenstufe deutlicher, bedingt ist dies durch die klimatischen Gegebenheiten. Eine jede Pflanze benötigt spezielle Standortfaktoren zur Erhaltung ihrer Art. Sie benötigen zum Wachsen, Fortpflanzen oder allgemein zum Überleben eine ausreichende Zufuhr von Nährstoffen, Licht, Wasser, Wärme sowie Zeit.

Alpenpflanzen haben zahlreiche Anpassungsmechanismen entwickelt, um den Stressbedingungen des Alpenraums standzuhalten und auf diese Weise die ökologische Schiene optimal zu nutzen.

Die Alpenvegetation zeichnet sich vor allem durch einen schnellen und innovativen Stoffwechsel aus, welcher auch bei geringen Temperaturen stattfinden kann. Hochgebirgspflanzen charakterisieren sich durch kürzere Stiele, einen geringeren Chlorophyllgehalt und intensiver gefärbte Blüten. Als Beispiel kann man den Gletscherhahnenfuß nennen, welcher einer der am höchststeigenden Blühpflanzen ist. (Reisigl & Keller 1987, 137) Außerdem schützen sie sich durch Schutzstoffe gegen die stärkeren UV-Strahlen ( 2002, 174). Ein weiterer Anpassungsmechanismus ist die Bildung einer ganzjährigen Belaubung. Dies stellt ein großer Zeitgewinn für die Pflanzen dar, da nicht zu Beginn jeder Vegetationsperiode eine neue Belaubung gebildet werden muss. Gerade für belaubte Bäume kann es durch die teilweise großen Schneebedeckungen im Winter zu Problemen mit Schneebruch kommen. Außerdem herrscht eine höhere Frostgefährdung. Eine Vermeidungsstrategie zum Entgegenwirken dieser Gefahren ist die Ausbildung von Nadelblätter, welche gut angepasst an die winterliche Kälte und vor allem aber auch an die Trockenheit im zentralen Alpenbereich sind. Aber auch die Fortpflanzung ist erschwert durch die extremen Klimabedingungen, da es meist nur ein geringes Vorkommen an bestäubenden Insekten gibt. So ist die alpine Vegetation geprägt von Selbstbestäubung. Pflanzen treten aber auch verstärkt mit ihrer Umwelt in Symbiotik, da sie z.B. die Schneedecken nicht nur als Stressfaktor anerkennen, sonders sie auch als thermischen Isolator und als Wasserreservoir nutzen (1988, 11-12).

Auch das Wurzelwerk ist im Gegensatz zu der Tieflandvegetation angepasst. So hat die Alpenvegetation besonders stark ausgeprägte Wurzeln, um so eine optimale Wasser- und Nahrungsaufnahme sowie eine gute Verankerung im Boden zu gewährleisten. Im Vergleich ist der Alpine Wurzelbereich im Verhältnis (Trockengewicht in %) zur Talpflanze im Sprossbereich prozentual identisch (Reisigl & Keller 1987, 28).

5. Formenwandel

Zum grundlegenden Verständnis der Unterteilung der Alpen können die sogenannten Formenwandel herangezogen werden. In den Alpen sind vier besonders beispielhaft, zum einen der „planetarische Formenwandel“, der ein Gebiet nach seiner geographischen Breite beschreibt. Des Weiteren gibt es den sogenannten „peripher-zentralen Formenwandel“, unter diesem die Unterteilung oder Interaktionen von einem Gebietsinneren nach außen verstanden wird. Bei diesem Formenwandel stehen vor allem Luv- und Lee-Effekte, sowie Klimaeinflüsse im Zentrum der Betrachtung. Ein weiterer Formenwandel wird beschrieben durch den „west-östlichen Formenwandel“, der durch Windgürtel beeinflusst ist. Der wohl wichtigste Formenwandel zur Betrachtung der Vegetation in den Alpen stellt der „hypsometrische Formenwandel“ dar. Dieser betrachtet die Vertikale und nimmt besonderen Bezug auf die vorherrschenden Klimaten (Bätzing 2015, 35).

6. Höhenstufen

Da ein konkretes Begriffsverständnis von Höhenstufen nur in einem geringen Umfang vorgenommen wird und meist nur eine Erklärung vorgezogen wird, habe ich mich für eine eigene mögliche Definition nach Ozenda (1988) entschieden.

Eine Höhenstufe beschreibt die Vegetation in einer vertikalen Staffelung, bevorzugt in Gebirgsräumen, in Abhängigkeit zur Höhe über dem Meeresspiegel. Für die Abgrenzung wird der hypsometrische Formenwandel, also die vertikale Betrachtung gewählt. Die wohl höchste Priorität hat hierbei der Temperaturunterschied und die damit zusammenhängende Vegetationszeit. Aber auch die Bodenbeschaffenheit und das Klima allgemein spielt in die Vegetationsstaffelung mit ein. So finden sich an die jeweils vorherrschenden Gegebenheiten angepasste Pflanzen.

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