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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Mathematisches Modell gegen den Vormarsch der Wüste |
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| | | Das weltweite stetige Anwachsen von Trockengebieten und Wüstenregionen beschäftigt die Wissenschaft seit Jahren. Abholzung, Intensivlandwirtschaft und Überweidung werden dafür verantwortlich gemacht. Israelische Forscher haben nun ein mathematisches Modell entwickelt, das besonders gefährdete Gebiete anhand ihres Vegetationsmusters erkennen soll. |
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Die Forscher um Jost von Hardenberg von der Ben Gurion University untersuchten die verschiedenen Wachstums-Muster von Pflanzen in trockenen Gebieten. Ihre Ergebnisse hat das Forscherteam im Fachmagazin "Physical Review Letters" publiziert.
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Diversity of vegetation patterns
Der Artikel ist erschienen unter dem Titel "Diversity of vegetation patterns and desertification" in den "Physical Review Letters" 87, 198101 (2001). |
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 "Physical Review Letters" (kostenpflichtig) |
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Klumpen, Streifen oder Labyrinthe |
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Der Ausgangspunkt der Forscher ist bekannt: In trockenen Gegenden wächst die Vegetation häufig in bestimmten "Mustern": Die Pflanzen wachsen als "klumpige" Ansammlung, in Streifen oder in labyrinthähnlichen Gruppierungen.
Diese Muster, so die israelischen Forscher, resultieren aus dem Zusammenspiel vom Wachstum der Pflanzen, ihrem Absterben und ihrer Wassernutzung.
Denn die unsichere Existenz von Vegetation auf trockenen Böden ist angewiesen auf den Regenfall, der die Grundwasservorräte wieder auffüllt. Gleichzeitig jedoch beeinflusst das Pflanzenwachstum die Menge an Wasser, die vorhanden ist.
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Wüsten
Gegenden mit so starker Trockenheit oder Kälte, dass sich keine (großräumige) Vegetation entwickeln kann. Man unterscheidet Kältewüsten wie etwa die Felsgebiete der Hochgebirge und Trockenwüsten wie zum Beispiel die größte Wüste der Welt, die Sahara. Klimatische Kennzeichen sind geringe jährliche Niederschläge (die Verdunstungsrate ist in der Regel höher als die Niederschlagsrate) und große tägliche Temperaturschwankungen. Nach dem an der Oberfläche vorherrschenden Verwitterungsmaterial unterscheidet man unter anderem Sandwüsten, Felswüsten und Salzwüsten. |
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Mehr Informationen zu Wüsten und Trockengebieten |
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Wasser und Pflanzen in "Kooperation" |
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Wasser und Pflanzen beeinflussen sich sozusagen gegenseitig, denn die Vegetation entzieht dem Boden nicht nur Wasser, sie beschattet ihn gleichzeitig und reduziert damit die Verdunstung.
Zudem wird damit dem Entstehen von undurchlässigen, harten Krusten entgegengewirkt, wie man sie aus besonders trockenen Gegenden kennt.
Gibt es wenig Wasser, so entstehen die lückenhaften Vegetationsmuster. Die Pflanzendecke bricht in kleinere Gruppierungen auseinander.
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Prozess der Verödung ist nicht einfach umkehrbar |
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Überweidung oder eine anhaltende Trockenperiode kann dazu führen, dass ganze Landstriche endgültig veröden und "verwüsten". Doch dieser Prozess kann nicht so einfach rückgängig gemacht werden.
Denn auch wenn in der nächsten Regenperiode genug Wasser fällt, kann das komplexe System so schwer geschädigt sein, dass die Vegetation sich nicht erholt.
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Jährlich verwüsten rund 100.000 Quadratkolometer
Neben Abholzung, Intensivlandwirtschaft und Überweidung beschleunigen auch der Klimawandel und die zunehmende Erderwärmung den Prozess der Wüstenbildung bzw. "Verwüstung" noch zusätzlich. In mehr als 110 Staaten insbesondere in Afrika, Asien und Lateinamerika sind bis zu zwei Drittel des Bodens bereits ausgetrocknet oder werden in nächster Zeit zu Dürregebieten werden. Rund 100.000 Quadratkilometer Land, also mehr als die Gesamtfläche Österreichs gehen alljährlich verloren. Auf mehr als 500 Milliarden Schilling werden die jährlichen Verluste durch Ernteausfälle und wirtschaftlichen Niedergang in den Trockenregionen geschätzt. |
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Das Modell: Muster abhängig von Regenfall und Landform |
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Im mathematischen Modell der israelischen Forscher hängt das spezifische Muster der Vegetation von der Regenmenge und der Struktur des Bodens ab.
Auf flachem Grund, so die Studie, herrschen Pflanzenflecken und labyrinthähnliche Strukturen vor; ist der Untergrund eher hügelig, so finden sich vor allem parallel verlaufende Streifen-Vegetationsmuster.
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'Wüstengebiete' auch in Österreich
Wüstenartige Formationen, nämlich Reste eiszeitlicher Sanddünen sind auch im östlichen Marchfeld vorhanden. Was anderswo zur Bedrohung wird, ist hier aber wertvolle Landschaft mit für Österreich einzigartigen Pflanzen- und Tierarten. Die ursprünglich großräumigen Sandflächen wurden allerdings mittlerweile weitgehend aufgeforstet. Ein umfangreiches Schutzprogramm soll die Reste der Sanddünen im Marchfeld sichern helfen. |
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Mehr dazu in sanddüne.at |
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Ihr Modell könnte dabei helfen, von Wüstenbildung besonders gefährdete Gebiete auszumachen, meinen die Forscher.
Wasser alleine reiche eben nicht aus, um die Vegetation zu erhalten. Das komplexe Wechselspiel von Pflanzen und Grundwasser lege vielmehr nahe, dass weitere Maßnahmen wie etwa das Pflanzen von Samen, notwendig sind.
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Mehr zum Thema Wüsten in science.orf.at:
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01.01.2010 |
