Universität zu Köln

Ecological studies on the vegetation of a semi-arid desert following a climatic gradient (Richtersveld, South Africa)

Nußbaum, Stefanie (2003) Ecological studies on the vegetation of a semi-arid desert following a climatic gradient (Richtersveld, South Africa). PhD thesis, Universität zu Köln.

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      Abstract

      The ecologically valuable Richtersveld with its high biodiversity and exceptionally beautiful landscape is endangered by different and changing exploitation interests, which result in increased pressure on the land. In order to ensure suitable land management of the Richtersveld National Park, one of the established research projects focuses on the mapping and description of the present vegetation. For this reason the study on hand set up a phytosociological classification for the northern Richtersveld on the basis of more than 800 vegetation relevés. Five basic landscape units subdivide the vegetation into the predominating dwarf shrub communities on the coastal sand plain, silty plains and slopes of the escarpment; the dry shrub communities on silty slopes of the eastern Gariep; and the open shrub communities on gravelly flood plains and drainage lines. The detailed division reveals 23 associations, within four alliances of the Succulent Karoo (Greater Cape Flora) and three alliances of the Nama Karoo (Palaeotropis). In order to gain an insight into the extent of the environmental influence on the vegetation pattern the factors climate, geology, relief and soil were investigated. The climate variables, precipitation in winter and maximum air temperature in summer, are the dominant factors, which influence the vegetation spread on a regional scale. Soil texture, carbonate and stone content determine the associations on the plains. The mineral content and weathering of different geological units influences the vegetation indirectly via the soil properties and the structuring of the habitats. The decisive influence of the relief emerged on a local scale, which can mainly be observed in the appearance of separate associations on different slope aspects. The main climatic variables correlate negatively. The precipitation amount in winter with the lowest values at the Atlantic Ocean increases with the ascent of the African plate, reaching the highest values at the top and decreases gently down to the Orange River valley. The mean maximum air temperature in summer follows a reverse trend. The vegetation pattern changes along this climatic gradient from the winter rainfall to the bordering summer rainfall regime. The syntaxa of the Succulent Karoo are replaced by those of the Nama Karoo and the species diversity as well as the canopy cover decreases with a peak on the escarpment. The decline of the climatically well-adapted leaf succulent chamaephytes, together with the appearance of stem succulents and phanerophytes, indicates the climatic change and therefore the transition from Succulent to Nama Karoo in the vicinity of the Orange River valley. The extrazonal occurrence of the Fynbos elements is restricted to the summits of the escarpment. A vegetation map reports the results of the study.

      Item Type: Thesis (PhD thesis)
      Translated abstract:
      AbstractLanguage
      Das artenreiche Richtersveld mit seiner aussergewoehnlich schoenen Landschaft steht im Konflikt verschiedener Nutzungsinteressen und ist durch zunehmenden Druck auf das Land in seinem oekologischen Wert gefaehrdet. Um ein angepasstes Management des Richtersveld Nationalparks zu garantieren, konzentriert sich ein Bereich der etablierten wissenschaftlichen Projekte auf die Beschreibung und Kartierung der heutigen Vegetation. Hierfuer wurde in der vorliegenden Arbeit eine pflanzensoziologische Gliederung der Vegetation des noerdlichen Richtersveldes auf der Basis von ueber 800 Vegetationsaufnahmen erstellt. Eine grobe Unterteilung ist durch die fuenf vorherrschenden Landschaftseinheiten gegeben. Die sandige Kuestenebene und die schluffigen Ebenen und Haenge der Randstufe sind vorwiegend mit einer Zwergstrauchvegetation bedeckt. Auf den schluffigen Haengen des Oranjetals herrscht eine trockene Strauchvegetation vor, waehrend die Schichtflutebenen und Trockentaeler eine offene Strauchvegetation tragen. Die detaillierte Gliederung ergibt 23 Assoziationen verteilt auf vier Verbaende der Sukkulenten Karoo (Kapflora) und drei Verbaende der Nama Karoo (Palaeotropis). Um die Faktoren zu erfassen, die die raeumlichen Vegetationsmuster bestimmen, wurde der Einfluss des Klimas, der Geologie, des Reliefs und des Bodens auf die Vegetation untersucht. Die Klimavariablen mittlerer Jahresniederschlag im Winter und mittlere Maximumtemperatur im Sommer wurden als Haupteinflussgroessen erkannt, die die Vegetationsverbreitung auf regionaler Ebene determinieren. Der Boden gliedert ueber Karbonatgehalt, Skelettanteil und Bodenart vor allem die Vegetation auf den ebenen Standorten. Die Beschaffenheit der Gesteine beeinflusst die Vegetationsmuster indirekt ueber Bodenchemie und Standortgliederung. Lokal wirkt das Relief als bestimmender Faktor, zu erkennen an der Auspraegung eigener Assoziationen auf verschieden exponierten Haengen. Die Hauptklimavariablen korrelieren negativ miteinander. Waehrend der mittlere Jahresniederschlag im Winter mit niedrigsten Werten an der Atlantikkueste zunaechst mit dem Anstieg der Randstufe zunimmt, um dort die hoechsten Werte zu erreichen, nimmt er stetig zum Oranjetal hin wieder ab. Hierzu gegenlaeufig verhaelt sich die mittlere Maximumtemperatur im Sommer. Die Vegetationsmuster veraendern sich entlang dieses Klimagradienten vom Winterregen- zum angrenzenden Sommerregenregime. Es werden die Syntaxa der Sukkulenten Karoo abgeloest von denen der Nama Karoo. Abundanz und Deckung der Arten nehmen ab - mit einem Maximum auf der Randstufe. Und der Anteil, der an die Kuestenwueste gut angepassten, blattsukkulenten Chamaephyten geht zurueck. Hiermit ist ein zunehmendes Auftreten von Nanophanerophyten und Stammsukkulenz verbunden, das den klimatischen Wandel und damit den Uebergang von Sukkulenten Karoo zu Nama Karoo auf der Hoehe des Oranjetals kennzeichnet. Das extrazonale Vorkommen der hier seltenen Fynbos Elemente ist auf die Gipfel der Randstufe beschraenkt. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse sind in einer Vegetationskarte festgehalten.German
      Creators:
      CreatorsEmail
      Nußbaum, Stefaniestefanie.nussbaum@uni-koeln.de
      URN: urn:nbn:de:hbz:38-12580
      Subjects: Life sciences
      Uncontrolled Keywords:
      KeywordsLanguage
      Landschaftsökologie , Pflanzensoziologie , Halbwüste , Vegetationskarte , RichtersveldGerman
      vegetation map , phytosociology , plant ecology , climatic gradient , semi-desertEnglish
      Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
      Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Botanisches Institut
      Language: English
      Date: 2003
      Date Type: Completion
      Date of oral exam: 02 July 2003
      Full Text Status: Public
      Date Deposited: 22 Sep 2004 14:31:16
      Referee
      NameAcademic Title
      Melkonian, MichaelProf. Dr.
      URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1258

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