Biom (Biome)

Ein Biom ( BY-ohm) stellt ein bestimmtes geografisches Gebiet dar, das durch sein einzigartiges Klima, seine Vegetation, seine Tierpopulationen und sein gesamtes Ökosystem gekennzeichnet ist. Diese Einheit umfasst eine biologische Gemeinschaft, die durch ihre spezifische physische Umgebung und das vorherrschende regionale Klima geprägt ist. Im Jahr 1935 erweiterte Tansley dieses Konzept durch die Einbeziehung klimatischer und edaphischer (Boden-)Faktoren und prägte den Begriff Ökosystem. Das Internationale Biologische Programm (1964–74) trug durch seine verschiedenen Projekte maßgeblich zur weiten Anerkennung und Popularisierung des Biom-Konzepts bei.

Dennoch wird der Begriff Biom in verschiedenen Kontexten mit unterschiedlichen Interpretationen verwendet. Beispielsweise wird „Biom“ im deutschen akademischen Diskurs, insbesondere in Walters Klassifikation, häufig mit Biotop gleichgesetzt, was eine bestimmte geografische Einheit bezeichnet. Im Gegensatz dazu stellt die hierin angenommene Definition von Biom eine internationale, nichtregionale Klassifizierung dar, bei der ein bestimmtes Biom seine Bezeichnung unabhängig von seiner kontinentalen Lage behält. Dies steht im Einklang mit Walters Kategorien „Zonobiom“, „Orobiom“ und „Pädobiom“, die jeweils durch Klimazonen, Höhe und Bodeneigenschaften bestimmt werden.

In ähnlicher Weise dient Biom in brasilianischen akademischen Texten gelegentlich als Synonym für biogeografische Provinz, die ein Gebiet anhand seiner Artenzusammensetzung abgrenzt (wobei sich floristische Provinz speziell auf Pflanzenarten bezieht). Alternativ könnte es Ab'Sábers „morphoklimatisches und phytogeografisches Gebiet“ bezeichnen, eine subkontinentale geografische Ausdehnung, die neben einem bestimmten Vegetationstyp durch vorherrschende ähnliche geomorphologische und klimatische Merkmale gekennzeichnet ist. Bemerkenswert ist, dass beide Konzepte mehrere individuelle Biome umfassen.

Klassifizierungssysteme

Das Bestreben, den Globus in eine begrenzte Anzahl ökologischer Zonen zu unterteilen, stellt erhebliche Herausforderungen dar, vor allem aufgrund der allgegenwärtigen kleinräumigen Umweltvariationen und der allmählichen, vorübergehenden Natur der Biomgrenzen. Folglich erfordert die Abgrenzung dieser Grenzen oft willkürliche Entscheidungen, wobei die Charakterisierung auf den vorherrschenden durchschnittlichen Bedingungen innerhalb jeder Zone basiert.

Eine Untersuchung nordamerikanischer Graslandschaften aus dem Jahr 1978 ergab eine positive logistische Korrelation zwischen Evapotranspirationsraten (gemessen in mm/Jahr) und oberirdischer Nettoprimärproduktion (ausgedrückt in g/m²/Jahr). Die umfassenderen Schlussfolgerungen der Studie zeigten, dass Niederschlag und Wasserverfügbarkeit hauptsächlich die oberirdische Primärproduktion beeinflussten, während Sonneneinstrahlung und Temperatur die Haupttreiber für die unterirdische Primärproduktion (Wurzelsysteme) waren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Wechselwirkungen zwischen Temperatur und Wasser die Prävalenz von Wachstumsgewohnheiten in der kühlen und warmen Jahreszeit bestimmen. Diese Beobachtungen geben Einblick in die Kategorien, die im Bioklassifizierungssystem von Holdridge verwendet werden, das Whittaker anschließend vereinfacht. Dennoch deuten die zunehmende Verbreitung von Klassifizierungsschemata und die Vielfalt der darin verwendeten Determinanten stark darauf hin, dass Biome keinem einzelnen, streng definierten Kategorisierungssystem perfekt entsprechen.

Holdridges Lebenszonen (1947, 1964)

Im Jahr 1947 entwickelte der amerikanische Botaniker und Klimatologe Leslie Holdridge ein Klimaklassifizierungssystem, das auf den biologischen Auswirkungen von Temperatur und Niederschlag auf die Vegetation basierte. Seine zugrunde liegende Annahme war, dass diese beiden abiotischen Faktoren die primären Determinanten der Vegetationstypen in einem bestimmten Lebensraum sind. Holdridges Methodik verwendet vier Achsen, um 30 verschiedene „Feuchtigkeitsprovinzen“ abzugrenzen, die in seinem Schema grafisch dargestellt werden. Obwohl dieses System Überlegungen zur Bodenzusammensetzung und Sonneneinstrahlung weitgehend außer Acht lässt, erkannte Holdridge deren Bedeutung.

Allee's Biome Types (1949)

Zu den von Allee (1949) identifizierten primären Biomtypen gehören:

• Tundra
• Taiga
• Laubwald
• Grasland
• Wüste
• Hochebenen
• Tropenwald
• Kleinere terrestrische Biome

Kendeighs Biome (1961)

Kendeighs (1961) Klassifikation der wichtigsten Biome der Welt umfasst:

• Terrestrische Biome
  • Laubwald der gemäßigten Zone
  • Nadelwald
  • Wald
  • Chaparral
  • Tundra
  • Grasland
  • Wüste
  • Tropische Savanne
  • Tropischer Wald
• Meeresbiome
  • Ozeanisches Plankton und Nekton
  • Balanoid-Gastropoden-Thallophyt
  • Pelecypod-Annelelid
  • Korallenriff

Whittaker's Biome Types (1962, 1970, 1975)

Whittakers Biomklassifizierungssystem basierte auf zwei primären abiotischen Faktoren: Niederschlag und Temperatur. Dieser Rahmen wird oft als eine Vereinfachung des Holdridge-Modells angesehen, die eine bessere Zugänglichkeit auf Kosten der detaillierteren Spezifität von Holdridge bietet.

Whittakers Methodik basierte sowohl auf theoretischen Vorschlägen als auch auf umfangreichen empirischen Datensammlungen. Bevor er sein eigenes System entwickelte, hatte er eine umfassende Überprüfung bestehender Biomklassifizierungssysteme durchgeführt.

Wesentliche Definitionen für Whittakers Klassifizierungsschema

• Physiognomie kann sich auf die visuellen Eigenschaften von Pflanzen oder die beobachtbaren Merkmale, äußeren Merkmale oder das Gesamterscheinungsbild ökologischer Gemeinschaften oder Arten, einschließlich Flora, innerhalb eines Bioms beziehen.
• Ein Biom ist definiert als eine Ansammlung terrestrischer Ökosysteme auf einem bestimmten Kontinent, die eine vergleichbare Vegetationsstruktur, Physiognomie, Umweltmerkmale und Merkmale der Tiergemeinschaft aufweisen.
• Eine Formation stellt einen primären Typ einer Pflanzengemeinschaft dar, die auf einem bestimmten Kontinent vorkommt.
• Ein Biomtyp stellt eine Klassifizierung konvergenter Biome oder Formationen aus verschiedenen Kontinenten dar, die sich hauptsächlich durch ihre Physiognomie unterscheiden.
• Ein Formationstyp bezieht sich auf eine Kategorie, die konvergente Formationen umfasst.

Whittakers Unterscheidung zwischen Biom und Formation kann vereinfacht werden: „Formation“ bezieht sich ausschließlich auf Pflanzengemeinschaften, während „Biom“ sowohl pflanzliches als auch tierisches Leben umfasst. Whittakers Konzepte des Biomtyps und des Formationstyps bieten einen umfassenderen Ansatz zur Klassifizierung analoger Gemeinschaften.

Whittakers Klassifizierungsparameter für Biomtypen

Whittaker nutzte die „Gradientenanalyse“ von Ökoklinenmustern, um Beziehungen zwischen ökologischen Gemeinschaften und dem globalen Klima herzustellen. Er identifizierte vier Hauptökoklinien innerhalb der terrestrischen Umwelt.

1. Gezeitenpegel stellen den Feuchtigkeitsgradienten in Gebieten dar, die abwechselnden Perioden von Überflutung und Exposition ausgesetzt sind, wobei die Intensität zwischen Flut und Ebbe je nach Standort unterschiedlich ist.
2. Klimatischer Feuchtigkeitsgradient
3. Höhentemperaturgradient
4. Breitentemperaturgradient

Durch die Beobachtung dieser Gradienten identifizierte Whittaker mehrere Trends, die es ihm ermöglichten, Biomtypen qualitativ zu definieren:

• Der Gradient reicht von optimalen bis zu extremen Bedingungen und weist gleichzeitige Verschiebungen in der Produktivität auf.
• Variationen in der physiognomischen Komplexität korrelieren mit der Umweltfreundlichkeit und äußern sich in einem Rückgang der Gemeinschaftsstruktur und einer verringerten Strataldifferenzierung unter ungünstigeren Bedingungen.
• Strukturelle Diversitätstrends spiegeln diejenigen der Artenvielfalt wider, wobei sowohl die Alpha- als auch die Beta-Artenvielfalt von günstigen zu extremen Umgebungen abnimmt.
• Jede einzelne Wachstumsform, wie Gräser oder Sträucher, nimmt entlang der Ökoklines eine charakteristische Position von höchster Bedeutung ein.
• Identische Wachstumsformen können analoge Umgebungen in geografisch unterschiedlichen Regionen auf der ganzen Welt dominieren.

Whittaker synthetisierte die Effekte der Gradienten (3) und (4), um einen übergreifenden Temperaturgradienten abzuleiten, den er dann mit Gradient (2), dem Feuchtigkeitsgradienten, integrierte. Diese Integration bildete die Grundlage des Whittaker-Klassifizierungsschemas, das den durchschnittlichen jährlichen Niederschlag (x-Achse) gegenüber der durchschnittlichen jährlichen Temperatur (y-Achse) grafisch darstellt, um Biomtypen zu kategorisieren.

Biome-Types

Goodalls Ökosystemtypen (1974–)

Die von mehreren Autoren verfasste Reihe Ecosystems of the World unter der Leitung von David W. Goodall bietet eine umfassende Berichterstattung über die wichtigsten „Ökosystemtypen oder Biome“ der Erde.

Walters Zonobiome (1976, 2002)

Das Heinrich-Walter-Klassifikationsschema, benannt nach seinem Urheber, berücksichtigt die jahreszeitlichen Schwankungen von Temperatur und Niederschlag. Dieses System, das auch Niederschlag und Temperatur auswertet, identifiziert neun primäre Biomtypen, die sich jeweils durch unterschiedliche klimatische Merkmale und Vegetation auszeichnen. Die Grenzen jedes Bioms entsprechen spezifischen Feuchtigkeits- und Kältestressbedingungen, die die Pflanzenmorphologie und damit die prägende Vegetation einer Region erheblich beeinflussen. Darüber hinaus können extreme Umweltfaktoren wie Sumpfüberschwemmungen unterschiedliche Gemeinschaftstypen innerhalb eines einzelnen Bioms fördern.

Schultz's Eco-Zones (1988)

Schultz (1988, 2005) hat neun Ökozonen beschrieben, ein von ihm entwickeltes Konzept, das eher mit der Definition eines Bioms übereinstimmt als mit der Verwendung von „Ökozone“ durch die BBC.

Baileys Ökoregionen (1989)

Robert G. Bailey initiierte die Entwicklung eines biogeografischen Klassifizierungssystems für Ökoregionen in den Vereinigten Staaten und veröffentlichte 1976 eine Karte. Später erweiterte er dieses System bis 1981 auf ganz Nordamerika und bis 1989 auf die globale Landschaft. Das im Wesentlichen klimagesteuerte Bailey-System kategorisiert Regionen in vier Hauptbereiche (polar, feucht-gemäßigt, trocken und feucht-tropisch). Diese Gebiete werden weiter nach zusätzlichen klimatischen Merkmalen unterteilt, einschließlich subarktischer, warm-gemäßigter, heiß-gemäßigter und subtropischer Bedingungen sowie der Unterscheidung zwischen Meer und Kontinentalklima sowie Tiefland- und Gebirgsklima.

• 100 Polardomäne
  • 120 Tundra Division (Köppen: Ft)
  • M120 Tundra Division – Bergprovinzen
  • 130 Subarktische Division (Köppen: E)
  • M130 Subarktische Division – Bergprovinzen
• Der feucht-gemäßigte Bereich (200) umfasst die warme kontinentale Division (
  • 210), die einem Segment der Dcb-Klimaklassifikation von Köppen entspricht.
  • Die Bergprovinzen innerhalb der Warm-Continental-Division werden als M210 bezeichnet.
  • Die Hot Continental Division (220) stimmt mit einem Teil der Dca-Klimaklassifikation von Köppen überein.
  • Bergprovinzen, die mit der Hot Continental Division verbunden sind, werden als M220 identifiziert.
  • Die subtropische Abteilung (230) umfasst einen Abschnitt der Cf-Klimaklassifikation von Köppen.
  • Gebirgsprovinzen innerhalb der Subtropischen Division werden als M230 kategorisiert.
  • Die Marine-Division (240) entspricht Köppens Do-Klimaklassifikation.
  • Bergprovinzen der Marine-Division werden als M240 bezeichnet.
  • Die Prärieabteilung (250) umfasst die ariden Abschnitte der Klimaklassifikationen Cf, Dca und Dcb von Köppen.
  • Die Mittelmeer-Division (260) stimmt mit Köppens Cs-Klimaklassifikation überein.
  • Gebirgsprovinzen innerhalb der Mittelmeerregion werden als M260 identifiziert.
• Die Trockendomäne (300) umfasst die tropische/subtropische Steppenabteilung (
  • 310).
  • Gebirgsprovinzen der tropischen/subtropischen Steppendivision werden als M310 bezeichnet.
  • Die tropische/subtropische Wüstenabteilung wird als 320 klassifiziert.
  • Die Division der gemäßigten Steppe wird als 330 identifiziert.
  • Die gemäßigte Wüstendivision wird als 340 kategorisiert.
• Die Humid Tropical Domain (400) umfasst die Savanna Division (
  • 410).
  • Die Regenwaldabteilung wird als 420 bezeichnet.

Biome für WWF / Global 200, wie von Olson & Dinerstein (1998).

Eine vom World Wildlife Fund (WWF) zusammengestellte Gruppe von Biologen entwickelte ein Klassifizierungssystem, das die globale Erdoberfläche in biogeografische Bereiche segmentiert, die im Rahmen der BBC auch als „Ökozonen“ bezeichnet werden. Diese Bereiche wurden weiter in Ökoregionen unterteilt, wie von Olson & Dinerstein (1998). Jede Ökoregion wird durch ein primäres Biom definiert, das auch als Hauptlebensraumtyp bezeichnet wird.

Dieses Klassifizierungssystem dient als Grundlage für die Erstellung der Global 200-Liste, die vom WWF für Naturschutzbemühungen priorisierte Ökoregionen umfasst.

Terrestrische Ökoregionen erhalten eine eindeutige EcoID im Format XXnnNN, wobei XX den biogeografischen Bereich darstellt, nn die Biomnummer bezeichnet und NN die Biomnummer bezeichnet individuelle Ökoregionsnummer.

Biogeografische Bereiche (Terrestrial und Süßwasser)

Die Eignung des oben genannten Realms-Schemas, das auf Udvardy (1975) basiert, zur Klassifizierung der meisten Süßwassertaxa bleibt ungeklärt.

Biogeographic Realms (Marine)

Terrestrische Biome

1. Tropische und subtropische feuchte Laubwälder (gekennzeichnet durch tropisches und subtropisches, feuchtes Klima).
2. Tropische und subtropische trockene Laubwälder (in tropischen und subtropischen, halbfeuchten Klimazonen).
3. Tropische und subtropische Nadelwälder (vorkommen in tropischen und subtropischen, halbfeuchten Klimazonen).
4. Gemäßigte Laub- und Mischwälder (typisch für gemäßigtes, feuchtes Klima).
5. Gemäßigte Nadelwälder (vorwiegend in gemäßigten, feuchten bis halbfeuchten Klimazonen).
6. Boreale Wälder/Taiga (charakteristisch für subarktisches, feuchtes Klima).
7. Tropische und subtropische Graslandschaften, Savannen und Buschland (in tropischen und subtropischen, semiariden Klimazonen).
8. Gemäßigtes Grasland, Savannen und Buschland (vorkommen in gemäßigten, semiariden Klimazonen).
9. Überflutetes Grasland und Savannen (gekennzeichnet durch gemäßigte bis tropische Regionen mit Überschwemmung von Süß- oder Brackwasser).
10. Berggrasland und Buschland (verbunden mit alpinem oder montanem Klima).
11. Tundra (in arktischen Regionen zu finden).
12. Mittelmeerwälder, Wälder und Gestrüpp, auch bekannt als Sklerophyllwälder (typisch für warm-gemäßigtes, halbfeuchtes bis semiarides Klima mit winterlichen Niederschlägen).
13. Wüsten und Xeric-Buschland (vorwiegend in gemäßigten bis tropischen, trockenen Klimazonen).
14. Mangrove (kommt in subtropischen und tropischen Regionen mit Salzwasserüberschwemmung vor).

Süßwasserbiome

Der World Wildlife Fund (WWF) klassifiziert die folgenden Kategorien als Süßwasserbiome:

Meeresbiome

Zu den Biomen in den Küsten- und Festlandsockelregionen, insbesondere in der neritischen Zone, gehören:

• Polar
• Gemäßigte Schelfe und Meer
• Aufschwung gemäßigter Zonen
• Tropischer Aufschwung
• Tropische Koralle

Schemazusammenfassung

• Biosphäre:
  • Biogeografische Bereiche (terrestrisch) (8)
    • Ökoregionen (867), jeweils definiert durch ein Biom oder einen Hauptlebensraumtyp (14)
      • Ökosysteme (Biotope).
• Biosphäre:
  • Biogeografische Bereiche (Süßwasser) (8)
    • Ökoregionen (426), jeweils definiert durch ein Biom oder einen Hauptlebensraumtyp (12)
      • Ökosysteme (Biotope).
• Biosphäre:
  • Biogeografische Bereiche (Marine) (12)
    • Meeresprovinzen (62)
      • Ökoregionen (232), jeweils definiert durch ein Biom oder einen Hauptlebensraumtyp (5)
        • Ökosysteme (Biotope).

Anschauliches Beispiel:

• Biosphäre:
  • Biogeografischer Bereich: Paläarktis
    • Ökoregion: Mischwälder des Dinarischen Gebirges (PA0418); Biomtyp: gemäßigte Laub- und Mischwälder
      • Ökosystem: Orjen, insbesondere der Vegetationsgürtel zwischen 1.100 und 1.450 Metern, innerhalb der oromediterranen und nemoralen (gemäßigten) Zonen
        • Biotop: Oreoherzogio-Abietetum illyricae Fuk. (Pflanzenliste)
          • Pflanze: Weißtanne (Abies alba).

Zusätzliche Biome

Meeresbiome

Zonen oder „Systeme“ wie von Pruvot (1896) definiert:

• Küstenzone
• Pelagische Zone
• Abgrundzone

Longhurst (1998) kategorisierte Biome wie folgt:

• Küste
• Polare Meere
• Passatwind
• Westlich

Zusätzliche Klassifizierungen von Meereslebensräumen, die derzeit nicht im Global 200/WWF-Rahmen enthalten sind, umfassen:

Anthropogene Biome

Menschliche Aktivitäten haben die globalen Biodiversitätsmuster und Ökosystemprozesse tiefgreifend verändert. Folglich sind die von herkömmlichen Biomsystemen vorhergesagten Vegetationsformationen auf weiten Teilen der Landoberfläche der Erde oft nicht mehr zu beobachten, da sie durch landwirtschaftliche Flächen, Weideland oder städtische Entwicklungen ersetzt wurden. Anthropogene Biome bieten eine alternative Perspektive auf die terrestrische Biosphäre, die auf globalen Mustern nachhaltiger direkter menschlicher Interaktion mit Ökosystemen, einschließlich Landwirtschaft, menschlichen Siedlungen, Urbanisierung, Forstwirtschaft und anderen Landnutzungen, basiert. Dieser Rahmen bietet ein Mittel, um die irreversible Integration menschlicher und ökologischer Systeme auf globaler Ebene anzuerkennen und so das Management der Biosphäre der Erde und ihrer anthropogenen Biome zu erleichtern.

Die wichtigsten anthropogenen Biomkategorien sind:

• Dichte Siedlungen
• Ackerland
• Rangelands
• Bewaldet
• Indoor

Mikrobielle Biome

Endolithische Biome

Das endolithische Biom, das ausschließlich mikroskopisch kleine Lebensformen in Gesteinsporen und Spalten mehrere Kilometer unter der Oberfläche umfasst, stellt eine neue Entdeckung dar, die sich nicht ohne weiteres in die meisten herkömmlichen Klassifizierungsschemata integrieren lässt.

Folgen des Klimawandels

Der vom Menschen verursachte Klimawandel besitzt die Fähigkeit, die globale Verteilung der Biome der Erde tiefgreifend zu verändern. Dies impliziert, dass Biome weltweit so bedeutende Veränderungen durchlaufen könnten, dass sie sich zu völlig neuen Biomtypen entwickeln könnten. Konkret deuten Prognosen darauf hin, dass zwischen 54 % und 22 % der globalen Landoberfläche klimatischen Bedingungen ausgesetzt sein werden, die denen anderer Biome entsprechen. Darüber hinaus wird erwartet, dass 3,6 % der Landgebiete völlig neuartigen oder atypischen Klimaregimen ausgesetzt sein werden. Ein anschauliches Beispiel für eine solche Biomverschiebung ist das Vordringen von Gehölzen, die eine Grassavanne in eine Strauchsavanne verwandeln können.

Die Durchschnittstemperaturen sowohl in arktischen als auch in bergigen Biomen sind um mehr als das Doppelte der typischen Rate gestiegen, was zu der Schlussfolgerung führt, dass diese Biome derzeit am anfälligsten für den Klimawandel sind. Es wird prognostiziert, dass terrestrische Biome in Südamerika ähnliche Temperaturverläufe erfahren werden wie ihre arktischen und gebirgigen Gegenstücke. Da die jährlichen Durchschnittstemperaturen weiter ansteigen, wird erwartet, dass der Feuchtigkeitsgehalt in den Waldbiomen abnimmt.

Referenzen

Referenzen

Ritter, Michael E. (2005). *Die physische Umgebung: Eine Einführung in die physische Geographie*. Universität von Wisconsin-Stevens Point.

• Ritter, Michael E. (2005). Die physische Umgebung: eine Einführung in die physische Geographie. University of Wisconsin-Stevens Point.

• The World's Biomes des University of California Museum of Paleontology Berkeley
• „Biome.“ *Enzyklopädie der Erde*. Archiviert vom Original am 02.07.2013. Abgerufen am 25.02.2016.
• "Biome". Enzyklopädie der Erde. Archiviert vom Original am 02.07.2013. Abgerufen am 25.02.2016.Quelle: TORIma Akademie Archive