Das Wüstenbiom

Wüsten bedecken etwa ein Fünftel der Erdoberfläche und treten dort auf, wo die Niederschlagsmenge weniger als 50 cm/Jahr beträgt. Obwohl die meisten Wüsten, wie die Sahara in Nordafrika und die Wüsten im Südwesten der USA, in Mexiko und Australien, in niedrigen Breitengraden vorkommen, gibt es eine andere Art von Wüsten, die Kaltwüsten, die im Basin-and-Range-Gebiet von Utah und Nevada und in Teilen Westasiens vorkommen. Die meisten Wüsten haben eine beträchtliche Menge an spezialisierter Vegetation sowie spezialisierte Wirbeltiere und wirbellose Tiere. Die Böden sind oft sehr nährstoffreich, da sie nur Wasser benötigen, um sehr produktiv zu werden und wenig oder keine organische Substanz enthalten. Störungen sind häufig in Form von gelegentlichen Bränden oder kaltem Wetter und plötzlichen, seltenen, aber intensiven Regenfällen, die Überschwemmungen verursachen.

Es gibt relativ wenige große Säugetiere in Wüsten, da die meisten nicht in der Lage sind, ausreichend Wasser zu speichern und die Hitze zu ertragen. Wüsten bieten oft wenig Schutz vor der Sonne für große Tiere. Die dominierenden Tiere in warmen Wüsten sind Wirbeltiere, die keine Säugetiere sind, wie zum Beispiel Reptilien. Säugetiere sind in der Regel klein, wie die Känguru-Mäuse der nordamerikanischen Wüsten.

Die Wüstenbiome können nach mehreren Merkmalen klassifiziert werden.
Es gibt vier Haupttypen von Wüsten:

• Heiß und trocken
• Semiarid
• Küstenwüste
• Kalt

Heiße und trockene Wüste

Die vier großen nordamerikanischen Wüsten dieses Typs sind die Chihuahuan, Sonoran, Mojave und Great Basin. Andere außerhalb der USA sind das südasiatische Reich, das neotropische (Süd- und Mittelamerika), das äthiopische (Afrika) und das australische.

Die Jahreszeiten sind im Allgemeinen ganzjährig warm und im Sommer sehr heiß. Die Winter bringen meist wenig Niederschlag.

Die Temperaturen weisen tägliche Extreme auf, weil die Atmosphäre wenig Feuchtigkeit enthält, um die Sonnenstrahlen zu blockieren. Wüstenflächen erhalten etwas mehr als doppelt so viel Sonnenstrahlung wie feuchte Regionen und verlieren nachts fast doppelt so viel Wärme. Viele Jahresmitteltemperaturen liegen zwischen 20-25° C. Die extremen Maximaltemperaturen reichen von 43,5-49° C. Die Minimaltemperaturen fallen manchmal bis auf -18° C.

Der Niederschlag ist normalerweise sehr gering und/oder konzentriert sich auf kurze Schübe zwischen langen regenlosen Perioden. Die Verdunstungsraten übersteigen regelmäßig die Niederschlagsraten. Manchmal beginnt der Regen zu fallen und verdunstet, bevor er den Boden erreicht. Am geringsten ist der Niederschlag in der Atacama-Wüste in Chile, wo er im Durchschnitt weniger als 1,5 cm beträgt. Manche Jahre sind sogar regenlos. Auch die Sahara im Landesinneren erhält weniger als 1,5 cm pro Jahr. Die Niederschläge in den amerikanischen Wüsten sind höher, fast 28 cm pro Jahr.

Böden sind grob strukturiert, flach, felsig oder kiesig mit guter Drainage und haben kein unterirdisches Wasser. Sie sind grobkörnig, weil es weniger chemische Verwitterung gibt. Die feineren Staub- und Sandpartikel werden an anderer Stelle verweht, wobei schwerere Teile zurückbleiben.

Bewaldung ist in den meisten Wüsten sehr selten. Die Pflanzen sind hauptsächlich bodenbedeckende Sträucher und kurze holzige Bäume. Die Blätter sind „satt“ (voll mit Nährstoffen versorgt) und haben wasserspeichernde Eigenschaften. Sie sind eher klein, dick und mit einer dicken Kutikula (Außenschicht) bedeckt. Bei den Kakteen sind die Blätter stark reduziert (zu Stacheln) und die photosynthetische Aktivität ist auf die Stängel beschränkt. Einige Pflanzen öffnen ihre Spaltöffnungen (mikroskopische Öffnungen in der Epidermis der Blätter, die den Gasaustausch ermöglichen) nur nachts, wenn die Verdunstungsrate am geringsten ist. Zu diesen Pflanzen gehören: Yuccas, Ocotillo, Terpentinstrauch, Kaktusfeigen, Falscher Mesquite, Sotol, Ephedras, Agaven und Brittlebush.

Zu den Tieren gehören kleine nachtaktive (nachts aktive) Fleischfresser. Die dominierenden Tiere sind Höhlenbewohner und Kängururatten. Außerdem gibt es Insekten, Spinnentiere, Reptilien und Vögel. Die Tiere bleiben während des heißen Tages inaktiv in geschützten Verstecken und kommen in der Dämmerung oder nachts, wenn es in der Wüste kühler ist, zur Nahrungssuche heraus.

Semiaride Wüste

Zu den wichtigsten Wüsten dieses Typs gehören die Salbeibüsche von Utah, Montana und Great Basin. Sie umfassen auch das Nearktische Reich (Nordamerika, Neufundland, Grönland, Russland, Europa und Nordasien).

Die Sommer sind mäßig lang und trocken, und wie bei heißen Wüsten sind die Winter normalerweise niederschlagsarm. Die Sommertemperaturen liegen im Durchschnitt zwischen 21-27° C. Sie steigt normalerweise nicht über 38° C und die Abendtemperaturen sind kühl, bei etwa 10° C. Kühle Nächte helfen sowohl Pflanzen als auch Tieren, indem sie den Feuchtigkeitsverlust durch Transpiration, Schwitzen und Atmung reduzieren. Außerdem kann die Kondensation von Tau, die durch die nächtliche Abkühlung verursacht wird, den Niederschlag, den manche Wüsten erhalten, erreichen oder übertreffen. Wie in der heißen Wüste ist der Niederschlag oft sehr gering und/oder konzentriert. Die durchschnittliche Niederschlagsmenge liegt bei 2-4 cm pro Jahr.

Der Boden kann von sandig und fein strukturiert bis hin zu losen Gesteinsbrocken, Kies oder Sand reichen. Er hat eine relativ geringe Salzkonzentration, verglichen mit Wüsten, die viel Regen erhalten (und dadurch höhere Salzkonzentrationen erwerben). In Gebieten wie den Berghängen ist der Boden flach, felsig oder kiesig mit guter Drainage. In der oberen Bajada (untere Hänge) sind sie grob strukturiert, felsig, gut entwässert und teilweise „von der Felsbank gelegt.“ In der unteren Bajada (unteres Land) ist der Boden sandig und fein strukturiert, oft mit „caliche hardpan“. In jedem Fall gibt es kein unterirdisches Wasser.

Die Bedornung vieler Pflanzen in semiariden Wüsten bietet Schutz in einer gefährlichen Umgebung. Die große Anzahl von Stacheln beschattet die Oberfläche so stark, dass die Transpiration deutlich reduziert wird. Das Gleiche gilt für die Behaarung der wolligen Wüstenpflanzen. Viele Pflanzen haben silberne oder glänzende Blätter, wodurch sie mehr Strahlungsenergie reflektieren können. Diese Pflanzen haben oft einen unangenehmen Geruch oder Geschmack. Zu den semiariden Pflanzen gehören: Kreosotbusch, Kletten-Salbei (Franseria dumosa oder F. deltoidea), Weißdorn, Katzenkralle, Mesquite, Brüchige Büsche (Encelia farinosa), Lycien und Jujube.

Während des Tages bewegen sich Insekten um Zweige herum, um auf der Schattenseite zu bleiben; Hasen folgen dem sich bewegenden Schatten eines Kaktus oder Strauches. Natürlich finden viele Tiere Schutz in unterirdischen Höhlen, wo sie sowohl vor Hitze als auch vor Trockenheit isoliert sind. Zu diesen Tieren gehören Säugetiere wie die Kängururatten, Kaninchen und Stinktiere; Insekten wie Heuschrecken und Ameisen; Reptilien sind durch Eidechsen und Schlangen vertreten; und Vögel wie Kanincheneulen und der Kalifornische Spottdrossel.

Küstenwüste

Diese Wüsten kommen in mäßig kühlen bis warmen Gebieten wie der Nearktis und Neotropis vor. Ein gutes Beispiel ist die Atacama in Chile.

Den kühlen Wintern der Küstenwüsten folgen mäßig lange, warme Sommer. Die durchschnittliche Sommertemperatur liegt zwischen 13-24° C, die Wintertemperaturen liegen bei 5° C oder darunter. Die maximale Jahrestemperatur liegt bei etwa 35° C und das Minimum bei -4° C. In Chile reicht die Temperatur von -2 bis 5° C im Juli und 21-25° C im Januar.

Die durchschnittliche Niederschlagsmenge beträgt in vielen Gebieten 8-13 cm. Der maximale Jahresniederschlag über einen langen Zeitraum beträgt 37 cm mit einem Minimum von 5 cm.

Der Boden ist fein strukturiert mit einem mäßigen Salzgehalt. Er ist ziemlich porös mit guter Drainage. Einige Pflanzen haben ausgedehnte Wurzelsysteme nahe der Oberfläche, wo sie jeden Regenschauer ausnutzen können. Alle Pflanzen mit dicken und fleischigen Blättern oder Stängeln können große Mengen an Wasser aufnehmen, wenn es verfügbar ist, und es für den späteren Gebrauch speichern. Bei einigen Pflanzen sind die Oberflächen mit Längsrillen und -furchen geriffelt. Wenn Wasser zur Verfügung steht, schwillt der Stängel an, so dass die Rillen flach sind und die Rippen weit auseinander liegen. Wenn das Wasser verbraucht ist, schrumpft der Stängel, so dass die Rillen tief sind und die Rippen dicht beieinander liegen. Zu den Pflanzen, die in diesem Wüstentyp leben, gehören der Salzbusch, der Buchweizenbusch, der Schwarzbusch, das Reisgras, die kleinblättrige Rosskastanie, der schwarze Salbei und der Chrysothamnus.

Einige Tiere haben spezielle Anpassungen, um mit der Wüstenhitze und dem Wassermangel umzugehen. Einige Kröten dichten sich in Höhlen mit gallertartigen Sekreten ab und bleiben acht oder neun Monate lang inaktiv, bis ein starker Regen einsetzt. Amphibien, die ein Larvenstadium durchlaufen, haben einen beschleunigten Lebenszyklus, was ihre Chancen verbessert, die Geschlechtsreife zu erreichen, bevor das Wasser verdunstet. Einige Insekten legen Eier, die ruhend bleiben, bis die Umweltbedingungen zum Schlüpfen geeignet sind. Die Feenkrebse legen ebenfalls schlafende Eier. Andere Tiere sind: Insekten, Säugetiere (Kojote und Dachs), Amphibien (Kröten), Vögel (Uhu, Steinadler und Weißkopfseeadler) und Reptilien (Eidechsen und Schlangen).

Kalte Wüste

Diese Wüsten sind durch kalte Winter mit Schneefall und hohen Gesamtniederschlägen während des Winters und gelegentlich im Sommer gekennzeichnet. Sie kommen in der Antarktis, auf Grönland und im Bereich der Nearktis vor. Sie haben kurze, feuchte und mäßig warme Sommer mit ziemlich langen, kalten Wintern. Die mittlere Wintertemperatur liegt zwischen -2 bis 4° C und die mittlere Sommertemperatur zwischen 21-26° C.

In den Wintern fällt recht viel Schnee. Der mittlere Jahresniederschlag liegt zwischen 15-26 cm. Der Jahresniederschlag hat ein Maximum von 46 cm und ein Minimum von 9 cm erreicht. Die stärksten Niederschläge im Frühjahr fallen meist im April oder Mai. In einigen Gebieten kann es auch im Herbst stark regnen. Der Boden ist schwer, schluffig und salzig. Er enthält Schwemmfächer, wo der Boden relativ porös und die Drainage gut ist, so dass das meiste Salz ausgelaugt ist.

Die Pflanzen sind weit verstreut. In Gebieten mit Shadscale sind etwa 10 Prozent des Bodens bedeckt, aber in einigen Gebieten mit Sagebush sind es bis zu 85 Prozent. Die Pflanzenhöhen variieren zwischen 15 cm und 122 cm. Die wichtigsten Pflanzen sind sommergrün, die meisten haben stachelige Blätter. Weit verbreitete Tiere sind Jack Rabbits, Känguru-Ratten, Känguru-Mäuse, Taschenmäuse, Grashüpfer-Mäuse und Antilopen-Bodenhörnchen. In Gebieten wie Utah kann die Populationsdichte dieser Tiere zwischen 14 und 41 Individuen pro Hektar liegen. Alle außer den Jack Rabbits sind Wühltiere. Auch Raubtiere wie der Dachs, der Fuchs und der Kojote graben sich ein. Einige Eidechsen wühlen und bewegen den Boden. Rehe sind nur im Winter zu finden.

Frischwasser

Marine

Wüste

Wälder

Grasland

Tundra

Top photo by David K. Smith, UCMP; Fotos der heißen und trockenen Wüste, von links: Glenn und Martha Vargas © 2004 California Academy of Sciences; Gerald und Buff Corsi © 2002 California Academy of Sciences; Glenn und Martha Vargas © 2004 California Academy of Sciences. Fotos von semiariden Wüsten, von links: Gerald und Buff Corsi © 2000 California Academy of Sciences; David K. Smith, UCMP; Gerald und Buff Corsi © 2000 California Academy of Sciences. Fotos von kalten Wüsten, von links: Gerald und Buff Corsi © 2004 California Academy of Sciences; Dr. Lloyd Glenn Ingles &copy 1999 California Academy of Sciences.

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