Borealer Nadelwald und Tundra

In der arktischen Tundra beträgt die mittlere Wintertemperatur −34 °C. Pflanzen haben jährlich nur etwa 10 bis 12 Wochen zum Wachsen.

Der boreale Nadelwald

Der boreale Nadelwald, auch Taiga genannt, liegt südlich des nördlichen Polarkreises in großen Teilen Kanadas, Alaskas, Russlands und Nordeuropas. Die Winter sind lang, kalt und trocken, die Sommer kurz, kühl und feucht. Von 40 cm bis 100 cm Jahresniederschlag fällt das meiste als Schnee. Wegen der Kälte verdunstet wenig. Es dominieren immergrüne zapfentragende Bäume wie Kiefern, Fichten und Tannen, die ihre nadelförmigen Blätter ganzjährig behalten.

Warum Nadeln im Norden gewinnen

OpenStax nennt zwei Gründe. Erstens braucht eine Nadel weniger Sonnenenergie zum Erwärmen als ein breites Blatt. Immergrüne können deshalb im Frühling früher mit der Fotosynthese beginnen; im borealen Wald wachsen sie schneller als Laubbäume. Zweitens sind boreale Böden oft sauer und enthalten wenig verfügbaren Stickstoff. Blätter sind stickstoffreich. Ein Laubbaum muss jedes Jahr einen vollständigen neuen Satz bilden, ein Nadelbaum behält seine Nadeln samt Stickstoff. Gefallene Nadeln zersetzen sich zudem langsam. Weniger Nährstoffe kehren zurück, und der Boden bleibt nährstoffarm. Die Bäume wachsen langsam, leben aber lange. So sammelt sich eine große stehende Biomasse an, obwohl die Nettoprimärproduktion unter der gemäßigter und tropischer Wälder liegt. Der Aufbau ist einfach, oft nur Baum- und Bodenschicht.

Die Tundra

Nördlich des borealen Nadelwalds liegt die arktische Tundra. OpenStax nennt eine mittlere Wintertemperatur von −34 °C und mittlere Sommertemperaturen von 3 °C bis 12 °C. Die Vegetationszeit dauert nur etwa 10 bis 12 Wochen. Dann scheint die Sonne aber fast 24 Stunden täglich und die Pflanzen wachsen schnell. Niederschlag ist sehr gering und über das Jahr wenig veränderlich. Wie im borealen Nadelwald verdunstet wenig.

Unter der Oberfläche kann Boden mindestens zwei Jahre in Folge bei 0 °C oder darunter bleiben: Permafrost. Dieser Permafrost verhindert tiefe Wurzeln und bremst die Zersetzung abgestorbener Pflanzen sowie die Freisetzung von Nährstoffen. Tundrapflanzen bleiben deshalb niedrig: Strauchweiden, Seggen, Moose und Flechten. Vielfalt, Produktivität und oberirdische Biomasse sind gering. Im kurzen Sommer können Pflanzen oder Flechten den Boden dennoch vollständig bedecken. Die 24 Stunden Tageslicht entsprechen demselben Effekt wie im Jahreszeitenmodell: Nördlich des Polarkreises bleibt um die Sonnenwende im Juni der gesamte Breitenkreis im Sonnenlicht.

Eine kalte Art der Trockenheit

Die Tundra erhält sehr wenig Niederschlag, meist unter 25 cm jährlich. Laut National Geographic Education zählt sie nach diesem Maßstab ebenfalls als Wüste. Trotzdem trocknet sie nicht wie eine heiße Wüste aus. Der Grund ist die Verdunstung. In einer heißen Wüste entziehen Sonne und trockene Luft dem Boden schneller Wasser, als Regen es ersetzt. Im borealen Nadelwald und in der Tundra hält Kälte die Verdunstung gering. Das wenige Wasser bleibt, oft als Schnee und Eis. OpenStax weist auch auf die geringste Artenzahl nahe den Polen hin: Dort ist es kälter und trockener, und seit den letzten Vereisungen hatte das Leben weniger Zeit, sich anzusiedeln.