Kapitel 1: Neue Pflanzenproduktions-Kurve

Wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse konnte im mittleren Teil der Taimyr Halbinsel während des Höhepunktes der Letzten Eiszeit auf dieser sehr trockenen zonalen Steppe wachsen? Hätte sie diesen Elefanten ernähren können? Hätte sie große Herden von Wollhaar-Mammuten ernähren können? Ich habe jetzt eine völlig neue Art Kurve ausgearbeitet, um diese Fragen zu beantworten. Ich habe die einzelnen Werte auf Millimeterpapier eingetragen. Diese Tabelle enthält die folgenden grundlegenden Werte:

Die durchschnittliche jährliche oberirdische Produktion der pflanzlichen Trockenmasse in gDM/m². Den durchschnittlichen jährlichen Niederschlag (mm/Jahr). Die durchschnittliche jährliche oberirdische Produktion der pflanzlichen Trockenmasse und den durchschnittlichen jährlichen Niederschlag kombiniert, in Gramm Trockenmasse je Millimeter Niederschlag im Jahr (gDM/mm.ppt.Jahr). Die durchschnittliche jährliche solare Nettostrahlung an der Erdoberfläche (kcal.cm².yr). Die durchschnittliche jährliche Nettostrahlung an der Erdoberfläche kann man leicht in potentielle Evaporation umwandeln, in Transpirations-Kraft.

Die Pflanze braucht genug Wärme und Wasser, um richtig zu wachsen. Aber der Boden muss auch die nötigen Nährstoffe enthalten, wo sie wächst. Und es muss dort genug Wasser geben, damit die Pflanze diese Nährstoffe aus der Erde aufnehmen kann. In vielen trockenen Teilen der nördlichen Hemisphäre, in der trockenen Wüste und Wüstensteppe Mittel Asiens, in der trockenen Steppe der Hochebene Tibets, und in vielen Stellen auf den Großen Prärien in Nordamerika, auf der Kurzgras-Prärie, kann die Pflanze nicht richtig wachsen. Weil es dort im Sommer zwar warm genug ist; aber es gibt dort dann zu wenig Wasser. Deshalb kann die Pflanze die Nährstoffe in der Erde nicht richtig aufnehmen. Und deshalb wächst dort nur wenig Futter.

Mit dieser Kurve kann man jetzt herauszufinden, wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse bei welcher Nettostrahlung und bei welcher potentiellen Evapotranspiration wachsen kann. Und auch umgekehrt: Mit dieser Kurve kann man jetzt herauszufinden, in welchem Klima so viel Futter wachsen kann, damit der Elefant dort leben kann.

Diese Tabelle beruht auf der jährlichen oberirdischen Produktion der pflanzlichen Trockenmasse der trockenen Steppe, des trockenen Weidelandes. Das heißt, wo es im Sommer eine trockene Jahreszeit gibt, wo die Pflanze hauptsächlich auf das Wasser angewiesen ist, das von oben herab kommt, nicht auf das Wasser, das von unten herauf kommt. Diese Kurve zeigt uns nicht, wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse auf den nassen Wiesen wächst, die im Frühjahr überschwemmt werden, wenn der Schnee schmilzt, oder die in nassen Gebieten an Teichen und Seen wachsen. Ich habe die Daten über das Klima und die oberirdische Pflanzenproduktion in meiner neuen Kurve von den folgenden Stellen benutzt, und beginne dabei im Süden:

Tsavo Ost Nationalpark, Kenia, Ostafrika

Der Tsavo Ost Nationalpark liegt bei 7°S, 39°E, südöstlich vom Victoria See, nahe der Küste des Indischen Ozeans, dicht unter dem Äquator. Die jährliche durchschnittliche Nettostrahlung auf der Erdoberfläche im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, ist etwa 80 kcal.cm².yr, gemäß Budyko 1974, in: A. Kessler, World Survey of Climatology (1985) Abb. 7. Jährliche durchschnittliche potentielle Verdunstung im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, ist etwa 1600 mm. In Weltklima Atlas, 1972, Moskau. Leningrad, von I. A. Golzberg, S. 22.

Der Afrikanische Elefant kann noch in der Halbwüste leben, wo es mindestens 300 mm Regen im Jahr gibt, gemäß dem britischen Zoologen R. M. Laws, Universität von Cambridge (1970:3). Diese 300 mm Regen im Jahr erzeugen in Ostafrika etwa 255.33 gDM/m² im Jahr. Das ist 0.8511 gDM.m²/mm.ppt.yr.

In den Jahren 1969-72 haben 235 mm Regen im südlichen Teil des Tsavo Ost Nationalparks, in Kenia, Ostafrika, etwa 200 gDM/m² im Jahr erzeugt. (J. Phillipson 1975:176-182). 200 gDM/m².Jahr : 235 mm ppt.Jahr = 0.8510638298 gDM/m²/mm.ppt.Jahr. Im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, in den Jahren 1969-72, wie von John Phillipson (1975) und Timothy F. Corfield (1973) veröffentlicht.

Einige Forscher haben versucht, die jährliche oberirdische Pflanzenproduktion in verschiedenen Teilen der Welt zu ermitteln, indem sie dabei den jährlichen Niederschlag benutzten, die jährliche Nettostrahlung an der Erdoberfläche oder die potentielle Verdunstung oder sogar die Jahrestemperatur. Aber das funktioniert nicht wirklich. Die Pflanze kann nur wachsen, wo es genug Wärme und Wasser gibt (außer den anderen Nährstoffen). Ich merkte dies zuerst, als ich die jährliche oberirdische Pflanzenproduktion im mittleren Teil Ostafrikas mit der des nordwestlichen Nordamerikas und des nördlichen Sibiriens verglich. Ich fand heraus: 1 mm Regen in Ostafrika erzeugt mehr oberirdische Vegetation, als 1 mm jährlicher Niederschlag im Yukon und Alaska. Warum? Weil es in Afrika viel wärmer ist, als im Hohen Norden.

In meiner neuen Kurve habe ich drei Werte benutzt: (1) Die jährliche solare Nettostrahlung an der Erdoberfläche, in kcal.cm².yr. (2) Den durchschnittlichen Jahresniederschlag und (3) die oberirdischer Pflanzenproduktion (gDM/m².yr). Die letzten beiden habe ich miteinander verbunden. Dies zeigt mir dann, wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse 1 mm Jahresniederschlag dort erzeugt (gDM.m²/mm.ppt.Jahr)

Diese Kurve zeigt mir auch, wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse in einem bestimmten Klima im Jahr wachsen kann, indem ich mit der jährlichen Nettostrahlung oder jährlichen potentiellen Verdunstung beginne. Wenn ich mit der jährlichen potentiellen Verdunstung beginne, muss ich sie zuerst in die jährliche Nettostrahlung umwandeln. 1 kcal.cm².yr netto Strahlung (= 1 kly) an der Erdoberfläche ist 16.95 mm potentielle Verdunstung (Verdunstungskraft) (P.E.).

1 mm potentielle Verdunstung (Verdunstungskraft) ist 0.05899705015 kcal.cm².yr. Nach: R. A. Bryson und F. K. Hare (Ed.) 1974, Climates of North America, World Survey of Climatology, Bd. 11, Abb. 29, Seite 116.

Die neue Pflanzenproduktions-Kurve anwenden

Sie zeigt uns, wie viel oberirdische pflanzliche Trockenmasse die trockene Steppe oder trockene Wiese im Jahr bei welchem Jahresniederschlag hervorbringen kann. Darin sind keine nassen Wiesen enthalten, die an Teichen und Seen wachsen, wo im Frühjahr die Wiesen überschwemmt sind, wenn Schnee schmilzt, oder den ganzen Sommer über.

Der Afrikanische Elefant kann noch in der Halbwüste leben, wo es mindestens 300 mm Regen im Jahr gebt, gemäß dem britischen Zoologen R. M. Laws, Universität von Cambridge (1970:3). Diese 300 mm Regen im Jahr erzeugen in Ostafrika 255.33 gDM/m². Das ist 0.8511 gDM.m²/mm.ppt Jahr. Im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, in den Jahren 1969-72, wie von John Phillipson (1975) und Timothy F. Corfield (1973) veröffentlicht.

Während der Jahre 1969-72 haben 235 mm Regen im südlichen Teil des Tsavo Ost Nationalparks, in Kenia, Ostafrika, etwa 200 gDM/m² im Jahr erzeugt. (J. Phillipson 1975:176-182).

200 gDM/m².Jahr : 235 mm.ppt.Jahr = 0.8510638298 gDM/m²/mm.ppt.Jahr

Die jährliche mittlere Nettostrahlung an der Erdoberfläche im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, beträgt etwa 80 kcal.cm² Jahr, gemäß Budyko 1974, in: A. Kessler, World Survey of Climatology (1985) Abb. 7.

Die jährliche durchschnittliche potentielle Verdunstung im Tsavo Ost Nationalpark, in Kenia, Ostafrika, beträgt etwa 1600 mm. In Welt-Klima-Atlas, 1972, Moskau. Leningrad, von I.A. Golzberg, S. 22.

Der Elefant kann noch im tropischen Afrika leben, wo etwa 250 gDM/m² im Jahr in 8-9 nassen Monate von 300 mm Regen gewachsen ist, wenn dies Futter genug Eiweiß enthält. Das ist die Untergrenze. Weil der Elefant schon mit vollem Magen verhungert, wo nur 200 gDM/m² im Jahr gewachsen ist. Der Elefant kann leben, wo 300-400 gDM/m² im Jahr in 8-9 nassen Monaten gewachsen sind. Die anderen 3-4 Monate des Jahres sind trocken.