Was ist ein Wüstenökosystem?
Während Wüsten trocken sind, können sie überall auf der Welt gefunden werden. Während wir an eine Wüste als ein heißes, trockenes Stück Land denken, kann sie auch kalt sein. Unabhängig von der Region ist jede Wüste in der Regel nachts kalt und erhält sehr wenig Niederschlag. Sie bringen jedoch Pflanzen hervor, die sich an diese Lebensbedingungen angepasst haben.
Es gibt mehrere Dinge, die ein Wüstenökosystem ausmachen. Zu diesen gehören:
- Struktur
- Charakteristika
- Tiere
Das Ökosystem ist abhängig von der Art der Wüste; gemäßigte Wüsten, die auch als kalte Wüsten oder heiße oder subtropische Wüsten bezeichnet werden. Heiße Wüsten und kalte Wüsten haben unterschiedliche Arten von Ökosystemen. Obwohl sie sehr unterschiedlich sind, haben die beiden Arten von Wüsten einige Gemeinsamkeiten.
Ähnlichkeiten von gemäßigten und subtropischen Wüsten:
- Beide bekommen weniger als 10 Zoll Regen pro Jahr.
- Trockene Luft findet man in beiden Arten von Biomen.
- Beide haben harte Lebensbedingungen, die sich auf die dort lebenden Menschen oder Tiere auswirken.
- Pflanzen haben sich an weniger Wasser und härtere Temperaturen angepasst.
- Tiere haben sich an die Bedingungen angepasst, was die Energie, den Nahrungsverbrauch und die Zeit angeht, in der sie rauskommen und aktiv sind.
Im Allgemeinen bestehen Wüsten aus einer Reihe von abiotischen Komponenten – einschließlich Sand, dem Mangel an Feuchtigkeit und heißen Temperaturen – im Grunde alles, was ein Ökosystem ausmacht, das nicht lebendig ist. Es gibt jedoch auch eine Reihe von biotischen Faktoren, die Wüsten beeinflussen, zu denen auch Lebewesen wie Pflanzen und Tiere gehören.
Abiotische Komponenten
Klima
Temperierte Wüsten
Antarktis ist ein Beispiel für eine gemäßigte Wüste. Die Temperaturen sind tatsächlich so kalt, dass sie zum Tod von Menschen führen könnten. Um zu überleben, haben sich die Tiere, die in dieser Art von Wüsten leben, im Laufe der Zeit angepasst. So haben sie sich zusätzliche Fettschichten zugelegt oder benötigen weniger Nahrung und Energie, um zu überleben.
Subtropische Wüsten
Diese Wüsten sind für viele Pflanzen und Tiere zu heiß, um damit umzugehen. Die Tiere, die diese Wüsten ihr Zuhause nennen, haben sich daran angepasst, weniger Wasser zu haben. Weil es tagsüber so heiß ist, sind sie nachtaktiv geworden und gehen in der Nacht hinaus, wenn es kühler ist und sie sich leichter bewegen können, ohne zu überhitzen.
Aber weil die Nächte kalt sind, mussten sie sich an die kälteren Nächte gewöhnen. Die Pflanzen mussten sich daran gewöhnen, weniger Wasser zu haben, deshalb sind sie spärlich und oft dicht am Boden.
Lage
Gebirge: Es gibt zwei Hauptfaktoren für die Entstehung der Wüsten: der Regenschatten der Berge und die große Zirkulation der globalen Winde. Wenn wassergefüllte Luft die Berghänge hinaufgedrückt wird, kühlt sie ab und lässt dann Wasser auf der jeweiligen Seite des Berges fallen. Bei größeren Gebirgsketten schafft es nur sehr wenig Wasser auf die andere Seite. Daher sind Wüsten oft in der Nähe von Gebirgen zu finden, wie zum Beispiel:
- Das Kaukasusgebirge in Asien, wo sich die Karakum- und Kyzyl Kum-Wüste befinden;
- Die Atacama-Wüste, die teilweise durch die Anden in Chile verursacht wird;
- Teile von Kalifornien, wo sich die Santa Cruz-Berge befinden;
- Die Sahara-Wüste, die durch verschiedene Gebirgszüge beeinflusst wird.
Windmuster: Die globalen Windmuster, die kompliziert sind, spielen eine wichtige Rolle dabei, wo sich Wüsten befinden. Winde, die um den Globus kreisen, sind das Ergebnis des Unterschieds zwischen den wärmeren Temperaturen am Äquator und den kühleren Temperaturen an den Polen. Nachdem sich die Luft am Äquator erwärmt hat, bewegt sie sich nach oben.
Dann bewegt sie sich in Richtung Nordpol und in Richtung Südpol, wo sie Feuchtigkeit verliert, abkühlt und dann absinkt, bevor sie zum Äquator zurückkehrt. Daher können stabile Windmuster und sich verschiebende globale Muster dazu beitragen, wo sich eine Wüste befindet.
Der Lauf der Zeit hat großen Einfluss darauf, wo und wie sich Wüsten bilden. Im Laufe der Zeit haben sich die Standorte von Wüsten durch den Lauf der geologischen Zeit verschoben. Diese Veränderung ist das Ergebnis der Hebung von Gebirgszügen und der Kontinentalverschiebung. In den Breitengraden des Pferdes befinden sich die meisten Wüsten, in der Regel zwischen dem Wendekreis des Steinbocks und dem Wendekreis des Krebses, der zwischen 15 und 30 Grad nördlich des Äquators liegt.
Es gibt geologisch uralte Wüsten, wie die Sahara-Wüste in Nordafrika, die 65 Millionen Jahre alt ist, oder die Kalahari in Zentralafrika. In Nordamerika liegen drei der vier großen Wüsten in einer geologischen Region, die als Range Province und Basin bezeichnet wird und zwischen den Sierra Nevadas und den Rocky Mountains liegt und sich bis in den mexikanischen Bundesstaat Sonora erstreckt.
Die Kräfte der Erosion vor Jahrtausenden formten die Wüstenlandschaften bei starken Regenfällen. Die felsigen Berghänge und Hänge fingen den Regen auf, der loses Sediment, Sand, Geröll und Felsbrocken aufnahm und sie dann bewegte. Da das Wasser durch die Schwerkraft bergab getragen wurde, wurde das Sediment in das Becken hinunter bewegt. Am Fuße des Berges breitete sich das Wasser über ein breites Gebiet aus, in dem die Mündungen der Canyons aufgeweitet wurden.
Temperatur
Die Temperatur einer bestimmten Wüste variiert aufgrund ihrer geografischen Lage. Ein Merkmal aller Wüsten ist jedoch die Trockenheit. Wärme wird von Wasserdampf reflektiert, der entweder in Form von Wolken oder Feuchtigkeit vorliegt, was zu einem Kühleffekt führt. Aufgrund der Reaktionen und der Eigenschaften treten in Wüsten extreme Temperaturen auf, unabhängig davon, ob es sich um Hitze oder Kälte handelt.
Die Temperaturschwankungen können zu weiteren Effekten führen. Kühle Luft sinkt ab und warme Luft steigt auf, so dass die schnellen Temperaturschwankungen dazu führen, dass sich die Luft schnell von einem Ort zum anderen bewegt. Aus diesem Grund sind Wüsten windig, und diese Bedingungen tragen zur Verdunstung bei.
Ungefähr 90 % des verfügbaren Sonnenlichts wird durch klare, trockene Luft übertragen, die im Vergleich zu einem typischen feuchten Klima 40 % des verfügbaren Sonnenlichts sieht. Das zusätzliche Sonnenlicht hat ultraviolette Strahlung, die Pflanzen, Tieren und Menschen großen Schaden zufügen kann.
Niederschlag
Die Wüstenumgebung hat unvorhersehbare und ungleichmäßige Niederschläge, die sie erhält, obwohl diese Niederschläge von Natur aus minimal sind. Die Niederschlagsmengen können von Jahr zu Jahr variieren. In manchen Jahren mag es so aussehen, als ob die Wüste mehr Niederschlag als üblich erhalten hat, aber in den meisten Jahren fällt nur sehr wenig Niederschlag. Es kann tatsächlich ganze Jahre geben, in denen die Wüste keinen einzigen Tropfen Regen sieht.
Biotische Komponenten
Pflanzenleben
Wasser ist überall und für jedes Lebewesen wichtig. Und in der Wüste ist es natürlich besonders wichtig. Wegen des Wassermangels haben die Pflanzen große Anpassungen vorgenommen.
Pflanzenanpassungen
- Die Samen von einjährigen Pflanzen bleiben ruhend bis zu einer Zeit, in der ausreichend Regen vorhanden ist, um eine junge Pflanze zu unterstützen.
- Kakteen und andere sukkulente Pflanzen speichern Wasser in ihren Stacheln, die Restblätter sind. Der Stängel ist der Ort, an dem die Photosynthese stattfindet, und der Stängel hat Falten, die sich bei Regen schnell ausdehnen können.
- Evergreens haben eine Art Cuticula und versenkte Spaltöffnungen an den Sträuchern, die helfen, Wasser zu halten und zu verhindern, dass es entweicht. Zum Beispiel werden die Blätter der Stechpalme in einem 70-Grad-Winkel gehalten, so dass die Sonne nur auf die Seiten trifft. Wenn die Sonne tief am Himmel steht, wird das gesamte Blatt freigelegt. Auf den Blättern befindet sich ein feiner Salzbelag, der hilft, die Sonne von der Pflanze zu reflektieren.
Mehr als ein Fünftel der Landfläche der Erde besteht aus Wüsten. Der Mangel an Wasser kann ein Überlebensproblem für alle Menschen, Tiere, Pflanzen und Organismen darstellen. Neben den geringen Niederschlägen haben Wüsten einen hohen Wasserverlust durch Verdunstung aus dem Boden und durch die Transpiration von Pflanzen.
Die Evapotranspiration ergibt sich aus der Kombination von Verdunstung und Transpiration. Die potenzielle Evapotranspiration gibt an, wie viel Wasser durch Transpiration und Verdunstung verloren gehen würde, wenn dies möglich wäre. Wissenschaftler messen diese Menge unter kontrollierten Bedingungen mit einer großen Schale Wasser.
Der Boden in der Wüste ist bekannt für seine Grobkörnigkeit, die die wenige Feuchtigkeit, die in ihm enthalten ist, schnell durchlässt, was bedeutet, dass sie für Pflanzen weniger verfügbar ist. Durch die hohe Verdunstungsrate reichern sich Salze an. Der Boden wird alkalisch und schränkt das Pflanzenwachstum ein, was auch als Primärproduktivität bezeichnet wird.
Tierleben
Aufgrund des gesamten Prozesses, der erforderlich ist, um das Leben in der Wüste aufrechtzuerhalten, ist die Auswirkung, dass die Größe der einzelnen Tiere sowie die Größe der Tierpopulationen begrenzt ist. Die extremen Hitze- und Trockenheitsverhältnisse, die in Wüsten herrschen, sind eines der empfindlichsten Ökosysteme der Welt.
Besucher der Wüste sollten auch die richtigen Vorsichtsmaßnahmen treffen, um sich selbst zu schützen, da die Umgebung ganz anders ist als an anderen Orten.
Trotz der weit verbreiteten Meinung, dass in der Wüste nichts leben kann, gibt es eine Reihe von Lebewesen, die gelernt haben, auf der besonderen Pflanzenwelt und unter den schwierigen Bedingungen zu überleben.
- Große Säugetiere wie Kamele haben ihr Zuhause in der Wüste und sind geeignet, lange Zeit ohne Wasser zu reisen. Löwen leben in den Wüsten Afrikas, obwohl sie aufgrund der sich ändernden Wetterbedingungen und der Anwesenheit von Menschen gefährdet sind.
- Kleine Nagetiere finden in der Wüste ein Zuhause, mit Variationen von Wüstenmäusen bis hin zu Igeln. Größere Hyänen und Schakale sind ebenfalls oft in Wüsten zu finden.
- Eidechsen und Schlangen sind besonders an das trockene, heiße Klima der Wüste angepasst, ebenso wie amphibische Lebewesen wie eine Reihe von Kröten und Salamandern.
Bedeutung des Ökosystems Wüste
Das Wüstenbiom ist sehr wichtig für die Erde. Wüsten sind auf jedem einzelnen Kontinent zu finden, und obwohl es ihnen an Wasser mangelt, spielen sie eine wichtige Rolle für Tiere, Menschen und die Umwelt.
Flora & Fauna
Wüsten beherbergen eine große Anzahl einzigartiger Pflanzen und Tiere, die sich an ihre rauen Lebensräume angepasst haben. Sie sind die Heimat verschiedener Nutztiere wie Kamele, Ziegen und Antilopen, die den Menschen Nahrung und Lebensgrundlage bieten. Wüstensträucher und -bäume, die Früchte tragen, wie z.B. Datteln, eines der ältesten kultivierten Nahrungsmittel der Welt, das auf biblische Zeiten zurückgeht, sowie Feigen und Oliven, sind eine wichtige Nahrungsquelle in Nordafrika und dem Nahen Osten.
Abgesehen davon, dass sie zur Artenvielfalt der Erde beitragen, kommen viele dieser Pflanzen und Tiere auch dem Menschen zugute. Domestizierte Kamele in den Wüsten Asiens und Nordafrikas sind seit Jahrtausenden zuverlässige Lasttiere. Wenn Wüsten verschwinden, werden auch viele Insekten und Tierarten verschwinden. Viele biotische Faktoren sind auf Wüsten angewiesen, um Nahrung, Wasser und Schutz zu finden.
Mineralische Ressourcen
Es gibt 15 Arten von Mineralvorkommen auf unserem Planeten, und 13 davon befinden sich in Wüsten. Einige wichtige Mineralien bilden und konzentrieren sich im trockenen Zustand der Wüsten. Gips, Borate, Nitrate, Kalium und andere Salze lagern sich in Wüsten ab, wenn Wasser, das diese Mineralien mit sich führt, verdunstet. Die Gewinnung von wichtigen Mineralien aus Wüstenregionen ist aufgrund der minimalen Vegetation einfacher geworden.
Nach einer Statistik der Vereinten Nationen stammen über 50 % des weltweiten Kupfers aus Wüsten in Mexiko, Australien und Chile. Andere Mineralien und Metalle wie Bauxit, Gold und Diamanten finden sich in großen Mengen in den Wüsten Chinas, der Vereinigten Staaten und Namibias. Wüstenregionen beherbergen auch 75 % der bekannten Ölreserven der Welt.
Kohlenstoffsenken
Nach einem Artikel in Science Daily vom April 2008 sind Wüstensande eine wichtige Kohlenstoffsenke auf der Erde. Wissenschaftler entdeckten, dass Cyanobakterien, die im Sand der Kalahari-Wüste in Botswana leben, helfen, Kohlendioxid aus der Luft zu sammeln und zu speichern.
Diese trockenheitsresistenten Bakterien können atmosphärisches Kohlendioxid fixieren, und zusammen fügen sie den nährstoffarmen Sanden bedeutende Mengen an organischem Material hinzu. Da Kohlendioxid eine der Hauptursachen für die globale Erwärmung ist, könnten diese Wüstensande eine entscheidende Rolle dabei spielen, zu verhindern, dass zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt.
Archäologische Entdeckungen
Die trockenen Bedingungen sind ideal für die Konservierung menschlicher Artefakte und Überreste. Heutige Archäologen haben aus mumifizierten menschlichen Überresten, die in Ländern wie Peru, China und Ägypten gefunden wurden, Erkenntnisse über antike Zivilisationen erlangt. Zum Beispiel berichtete die New York Times im März 2010, dass Wissenschaftler, die inmitten einer furchterregenden Wüste nördlich von Tibet im Westen Chinas arbeiteten, einen 4.000 Jahre alten Friedhof mit 200 Leichen mit europäischen Gesichtszügen entdeckten.
Der Friedhof liegt in der heutigen nordwestlichen autonomen Region Xinjiang in China, doch die Menschen dort haben europäische Gesichtszüge, mit braunen Haaren und langen Nasen. Entdeckungen wie diese helfen, das moderne Verständnis davon zu formen, wie sich unsere Gesellschaften zuerst gebildet haben.
Freizeit und Tourismus
Wüsten ziehen jedes Jahr Millionen von Besuchern an. Die Wüsten des Nahen Ostens und Nordafrikas bieten mit den Großen Pyramiden von Gizeh in Ägypten, der jordanischen Stadt Petra, Karthago und anderen Orten gut erhaltene archäologische Ruinen der Vergangenheit. In den USA lebten die Chaco-Kultur, Pueblo-Völker wie die Anasazi und Hohokum, in den Wüsten des heutigen New Mexico, Utah und Arizona.
Die Anasazi-Häuser in Mesa Verde sind eine unglaubliche Stätte, ebenso wie das Casa Grande Monument in Arizona, das von der Hohokum-Kultur erbaut wurde. In Südamerika gibt es viele Stätten und Artefakte, die aus der Atacama geborgen wurden.
Bio-Prospecting
Wüstenpflanzen haben sich spezielle Eigenschaften angeeignet, die ihnen helfen, im rauen Wüstenklima zu überleben. Nach Ansicht von Wissenschaftlern können bestimmte chemisch basierte Anpassungen medizinische Anwendungen beim Menschen haben. Laut einem UN-Bericht über die globalen Aussichten der Wüsten fand eine aktuelle Untersuchung von Pflanzen in der israelischen Negev-Wüste Pflanzen, die zur Bekämpfung von Malaria eingesetzt werden könnten.
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