Tundra

Begriff, Kennzeichen und Verbreitung

Tundra, auch Kältesteppe, ist der Oberbegriff für offene Landgebiete der (sub-)polaren Klimazone. Sie ist eine baumfreie Landschaft, meist auf Permafrostböden, und wird je nach Untertyp von Flechten, Moosen, Gräsern sowie sommergrünen Zwergsträuchern geprägt. Als Vegetationstyp der Geobotanik gehört sie in ihrer weltweiten Ausdehnung zu den Vegetationszonen. Aus ökologischer Sicht ist sie ein sehr großes, abstraktes Ökosystem: Sie umfasst Biome oder Ökoregionen, die wiederum aus kleinräumigen Bio- und Ökotopen bestehen und das Polare Zonobiom beziehungsweise die Polare/Subpolare Ökozone gliedern.

Die arktische Tundra reicht jenseits der polaren Waldgrenze ungefähr von 80° nördlicher Breite auf Spitzbergen bis 55° an der James Bay in Kanada. Die antarktische Zone reicht von 70° südlicher Breite in Palmerland bis etwa 45° auf den Crozetinseln. Richtung Pol folgen Eis- und Kältewüsten, in Richtung Äquator auf der Nordhalbkugel Waldtundren. Nicht zonale Bergtundren, alpine Matten und Heiden wachsen weltweit in fast allen Hochgebirgen oberhalb der Waldgrenze.

Echte Tieflandtundra ist auf der Südhalbkugel selten. Tundraähnliche Wiesen, Heiden und Moore etwa in Süd-Patagonien, auf Falkland-, Crozet- und Kerguelen-Inseln sowie Macquarieinsel haben meist kein typisches Tundrenklima und keine Permafrostböden. Wald fehlt dort wegen starker, ganzjähriger Winde, häufiger Stürme, Temperaturen wenig über dem Gefrierpunkt, reichlicher Niederschläge und Bodenvernässung. Ihre Zuordnung wird in der Literatur uneinheitlich beurteilt. Die größten unzerstörten Tundren liegen in Nunavut und im Norden Labradors in Kanada; große Flächen gibt es auch im hohen Norden Eurasiens.

Etwa 5 % der Landoberfläche entsprechen potentiell natürlicher Tundravegetation. Anfang des 3. Jahrtausends waren über 60 % davon weitgehend unbeeinflusste natürliche Gebiete, rund 20 % noch naturnah, aber oft fragmentiert und im Wandel, und unter 20 % anthropogen stark überprägt.

Klima, Böden und Produktivität

Tundren haben lange kalte Winter und kurze kühle Sommer. In echten Tundren liegt acht bis elf Monate Schnee. Die Vegetationsperiode, also die Zeit mit Pflanzenwachstum, dauert nur 30–90 Tage. Nach Köppen/Geiger heißt dieses Klima Tundrenklima und wird mit ET abgekürzt.

Im kältesten Monat liegen die Durchschnittstemperaturen unter −17 bis −40 °C. Der wärmste Monat erreicht in polaren Tundren −6 bis 6 °C, in Bergtundren wärmerer Breiten bis zu 16 °C; auch in hohen Breiten sind 25 °C als Maximaltemperatur möglich. Das langjährige Temperaturmittel beträgt in Polartundren −4 bis −15 °C, kann in anderen Gebieten jedoch von −22 °C bis 7 °C reichen. Für Pflanzen erschwert die geringe Sonneneinstrahlung das Wachstum, auch wenn die Mitternachtssonne dies im Hochsommer teilweise ausgleicht.

Die Jahresniederschläge betragen meist 80 bis 450 mm, in ozeanischen Gebirgen auch über 1500 mm. Weil Niederschlag vor allem als Schnee fällt, heißt der Wasserhaushalt nival. Die Verdunstung ist wegen Frost und niedriger Temperaturen gering; daher ist der Boden trotz geringer Niederschläge vollhumid, also sehr feucht. Im Sommer staut sich Wasser über dem gefrorenen Untergrund und bildet große vorübergehende Feuchtgebiete.

Typische Böden sind Permafrostböden. Organische, besonders aus Moostorf bestehende Tundramoore heißen in der World Reference Base for Soil Resources Histosole. Mineralische Permafrostböden heißen Cryosole; in Bergtundren Alaskas und Nordeuropas kommen kleinflächig Leptosole vor, flachgründige oder sehr skelettreiche Böden. Wenig Streu und langsame Zersetzung führen zu Rohhumus-Akkumulation. An Hängen kann Boden durch Solifluktion fließen. Wiederholtes Gefrieren und Auftauen formt unter anderem Aapamoore, Polygonmoore, Palsas, Pingos und Frostmusterböden. Die Biomasse ist mit 25–30 t/ha Trockenmasse sehr niedrig; jährlich entstehen fünf bis sechs t/ha neu.

Pflanzen und Tiere

Pflanzen sind an Frost, Nässe und eine kurze Wachstumszeit angepasst. Sie wachsen niedrig und sind frostunempfindlich; Zwergsträucher liegen häufig dicht am Boden, was als Spalierwuchs bezeichnet wird. Bestandsbildend sind Moose, Flechten, Gräser, alpine Kräuter und sommergrüne Zwergsträucher.

In der Arktis leben nur 0,4 % aller Gefäßpflanzen der Erde. In vielen Gebieten stellen weniger als 10 Arten teilweise über 90 % der Vegetation. Typisch sind Moose, Flechten, Sauergräser, deutlich weniger Süßgräser, Zwerg-Birke, strauchförmige und zwergwüchsige Weiden sowie Pflanzen aus zahlreichen Familien, etwa Heidekraut-, Hahnenfuß-, Kreuzblüten-, Mohn-, Rosengewächse und Steinbrechgewächse. Pflanzendichte und Artenvielfalt nehmen zum Pol hin ab. In der Antarktis gab es vor eingeschleppten Neophyten nur zwei Blütenpflanzen: Antarktische Schmiele (Deschampsia antarctica) und Antarktische Perlwurz (Colobanthus quitensis). Dort dominieren Moose und Flechten; die subantarktische Vegetation ist insgesamt artenärmer und besitzt weniger Zwergsträucher als die subarktische Tundra.

Typische Säugetiere der polaren Nordhalbkugel sind Eisbär, Moschusochse, Polarfuchs und Polarwolf. In Waldtundren leben unter anderem Russischer Tundrawolf, Polarhase und Schneehase. Lemming, Braunbär, verschiedene Wolfsunterarten, Vielfraß und Rentier, in Nordamerika Karibu genannt, reichen bis in boreale Nadelwälder. Für zentralasiatische Tundren und Hochlandsteppen sind Yak und Schneeleopard typisch. Zu den Tundravögeln gehören unter anderem Enten, Gänse, Falken, Regenpfeifer, Küstenseeschwalbe, Schneeeule, Schneehuhn, Schneeammer, Raufußbussard, Steinadler, Strandläufer und Tundraschwan.

Die subantarktische Tierwelt ist deutlich artenärmer. Größere Landtiere der Antarktis sind vor allem Vögel wie Pinguine, Sturmvögel und Scheidenschnäbel. In Feuerlands Magellan-Mooren leben unter anderem Guanako, Andenschakal und Kammratten. Der Falklandfuchs, das einzige heimische Landsäugetier der Falklandinseln, wurde im 19. Jahrhundert ausgerottet.

Indigene Bewohner und Nutzung

Polare und subpolare Gebiete zählen zu den am dünnsten besiedelten Räumen der Erde. In naturnahen Tundren leben weiterhin indigene Völker, deren Lebensweise traditionell eng an ihren Lebensraum gebunden ist. Zugleich haben Technisierung, westlicher Lebensstil, Assimilationspolitik und der Verlust überlieferter Kenntnisse diese Lebensweisen stark verändert. Initiativen zur Bewahrung von Sprache, Materialkultur, Brauchtum oder Religion fördern nur selten ausdrücklich traditionelle Wirtschaftsweisen in der Tundra.

Zu den indigenen Völkern der eurasischen Tundren zählen Sámi, Nenzen, Nganasanen, Ewenken, Jukagiren, Tschuktschen und Korjaken. Viele nordeurasische Tundrenvölker waren Rentier-Nomaden; Rentierhaltung bleibt für die meisten wichtig. Die Nenzen haben ihre traditionell angepasste Lebensweise bislang am besten bewahrt. In Nordamerika und Grönland leben Eskimo-Völker, darunter Inuit, die zum Teil weiterhin vor allem Meeressäuger jagen. Einige athabaskische Stämme in Alaska und Kanada, besonders die Kutchin in der Waldtundra, leben primär vom Karibu. Für viele Gruppen sind Jagen und Sammeln heute nur noch Nebenerwerbe. Die Aleuten sind die indigenen Bewohner tundraähnlicher Gebiete Südalaskas. Die ersten gesicherten längerfristigen Besiedler der isländischen Tundra waren norwegische Wikinger.

Landwirtschaftlicher Anbau ist wegen des Klimas nicht möglich. Die großflächige Nutzung beschränkt sich daher traditionell auf mobile Rentier-Weidewirtschaft: früher nomadisch, heute oft halbnomadisch und mit modernen Methoden. Die Subsistenzwirtschaft, also Produktion zur eigenen Versorgung, nimmt besonders in Nordeuropa und Teilen Nordrusslands zugunsten marktorientierter Tierproduktion ab. Größere Herden können Überweidung verursachen; normalerweise gelten ein bis sieben Rentiere pro Quadratkilometer als Grenze.

Gefährdung und Schutz

Unter Tundraböden liegen Bodenschätze. Ihre Förderung ist abgesehen von Erdöl und Erdgas angesichts der großen Gesamtfläche punktuell. Öl- und Gasförderung, etwa am Prudhoe-Bay-Ölfeld in Nordalaska und am Gasfeld Urengoi in Nordsibirien, verursacht jedoch großflächige Störungen und Risiken. Kleine Schäden an Boden und Vegetation können sich unter den Klimabedingungen verstärken; dies wird Thermokarst genannt. In der gesamten Antarktis ist im Rahmen des „Weltparks Antarktis“ vorläufig bis 2048 keine Rohstoffförderung erlaubt.

Luftverschmutzung versauert teils Gewässer und schädigt Flechten, die für viele Tiere wichtige Nahrung sind. Die menschlich verursachte Ausdünnung der Ozonschicht erhöht die Ultraviolettstrahlung und kann Pflanzen und Tiere direkt schädigen. Als größte Gefahr gilt die globale Erwärmung, die in hohen nördlichen Breiten deutlich über dem Durchschnitt liegt. Die Tundra wird sich verbuschen und langfristig zu Wald werden; damit könnte dieser Vegetationstyp mit seinen typischen Bewohnern nahezu vollständig verschwinden.

Das Auftauen des Permafrosts schädigt Natur sowie Straßen und Gebäude. Dabei könnten große Methanmengen freigesetzt werden, was die Erwärmung nochmals drastisch beschleunigen könnte. Winterliches Tauwetter kann eine Eisschicht auf der Vegetation bilden und Rentieren den Zugang zu Nahrung erschweren. Die Artenvielfalt ist mit 600–1000 Arten pro ha sehr niedrig. Nach Angaben der IUCN waren 2003 etwa 15 % der Gesamtfläche geschützt; rund 74 % dieser Schutzfläche lagen in Nordamerika.

Formen und ökologische Gliederung

Tundra ist ein Oberbegriff für unterschiedlich weiter unterteilbare Pflanzenformationen, Biome, Ökoregionen und Biotope. Nach dem Erscheinungsbild, ohne vorrangige Betrachtung der Artenzusammensetzung, unterscheidet die an Josef Schmithüsen orientierte Gliederung hochpolare Flechten- und Moostundra mit 10 bis 80 % Pflanzenbedeckung sowie niederpolare Zwergstrauch- und Wiesentundra mit über 80 % Pflanzenbedeckung.

Flechtentundra wächst vor allem auf sandigen, trockenen Böden, Moostundra auf feuchten Böden. Zur niederpolaren Gruppe gehören arktische Zwergstrauchtundra, subantarktische Hartpolsterformationen und Tundramoore aus Moosen, Wollgras und Seggen. Wiesentundra enthält Schmielen, Schwingel und Reitgräser und wächst vorwiegend auf lehmigen Böden in der ozeanischen Variante des subpolaren Klimas. Bergtundra, alpine Matten und Heiden liegen oberhalb der Baumgrenze; in Nordeuropa heißt Bergtundra Fjäll, Fjell, Fjall oder Tunturi. Außerdem werden tundraähnliche subarktische Wiesen und Heiden der Aleuten und Südalaskas, subantarktische Zwergstrauchheiden, subantarktische Wiesen und das „Magellan-Moor“ unterschieden.

Bei der Betrachtung ganzer regionaler Ökosysteme spricht man von Biomen oder Ökoregionen. Das WWF führt Tundra als eines von 14 Haupt-Biomen, ungefähr entsprechend dem Polaren Zonobiom. Dort wird die Kältewüste zur Tundra gezählt, azonale Bergtundren jedoch nicht. Dieses Haupt-Biom wird in 53 Ökoregionen gegliedert.