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Global biomes and ecozones – Conceptual and spatial communalities and discrepancies
Various facets of global changes and related problems and challenges are asking for sound impact assessments and corresponding coping strategies. The human impact on nature is a major driver of biodiversity loss and restricted ecosystem functioning and services. Assessing such global changes is often done by using biomes as benchmarks. However, even if the wording and terminology seem common sense (‘tropical rain forest’, ‘steppe’, ‘boreal forest’) global biome units and maps deviate in many ways. This is well justified by their individual intention, expert opinions, disciplinary background, and methodology of creation. A closer look reveals linkages between spatial accordance and common origin in climate classifications and maps. Their original influence, however, is rarely evident. In consequence, it is difficult if not impossible for users to realize and understand differences in these global maps. Furthermore, it is difficult to accept the fact that there is no common standard for global biomes. Even more surprising is the fact that some approaches are uncritically taken for common sense and are perpetuated over decades. This study aims to review established global biome concepts. Regions that are consistently assigned to comparable types of biomes shall be detected and also regions where ambiguity exists. For this purpose, we shortly review the history of existing concepts and the generic relations between them. Biomes, ecozones and climate classifications are considered. We digitized the most prominent biome classifications. Spatial match and mismatch between concepts were analyzed globally. We detect areas of spatial agreement and regions with ambiguous classifications. A clustering approach including 287 individual biomes originating from 12 established global biome concepts and their classifications/units revealed 12 terrestrial biome clusters among which 8 can be assigned to terrestrial ecological units. One cluster on ice caps adds to this. And finally, 3 clusters represent rather transition zones (ecotones), high mountain plateaus or are of minor areal extent. The spatial arrangement of these emerging clusters is displayed on a global map. Additionally, regions of uncertainty related to class assignment were identified. Those primarily occur in the vicinity of mountainous regions. The findings of this study should be seen as a work in progress and as a basis for further optimization of global biome concepts.
Die vielfältigen Facetten des globalen Wandels, sowie die damit zusammenhängenden Herausforderungen erfordern in wachsendem Umfang fundierte Folgenabschätzungen und entsprechende Anpassungsstrategien. Die menschliche Beeinflussung der Natur ist eine Hauptursache von Biodiversitätsverlust und eingeschränkten Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen. Die globalen Biome dienen häufig als Referenz-Systeme für diesen Einfluss. Selbst wenn allgemein verwendete Begrifflichkeiten wie „Tropischer Regenwald“, „Steppe“ oder „Borealer Wald“ verständlich sind, so finden sich doch vielfache Abwandlungen und räumliche Abweichungen hierzu. Solche Abweichungen sind in individuellen Intentionen, Expertenmeinungen, disziplinärem Hintergrund, und methodischem Vorgehen begründet. Bei genauerer Betrachtung, finden sich allerdings auch Übereinstimmungen, welche sich lediglich aus ursprünglich gemeinsamen Bezugssystemen, wie Klimaklassifikationen und -karten, ergeben. Deren Beitrag zur Abgrenzung aktueller, bezhiehungsweise fortgeschriebener Karten ist jedoch selten evident. Als Folge ist es für die Nutzer solcher globaler Karten schwer, wenn nicht unmöglich, Unterschiede in diesen globalen Kartenwerken zu erkennen und zu verstehen. Es fällt schwer zu verstehen, dass aktuell kein Standard für globale Biome existiert und darüberhinaus einzelne Konzepte oft unkritisch übernommen und über Jahrzehnte unverändert fortgeschrieben werden. Ziel dieser Studie ist ein Vergleich etablierter Konzepte und die Identifikation von Ähnlichkeiten in der klassifizierenden Zuordnung von Raumeinheiten zu Biomen, aber ebenso die Identifikation von Spezifika einzelner Konzepte. Des Weiteren wird die Kennzeichnung von Gebieten mit hohen Übereinstimmungen oder abweichenden Zuordnungen zwischen den verschiedenen Biom-Klassifikationen angestrebt. Auf der Grundlage einer eingehenden Literaturanalyse arbeiteten wir den generischen Zusammenhang zwischen Klassifikationen heraus, um eine entsprechende Auswahl von Konzepten zu gewährleisten. Biome, Ökozonen und Klimaklassifikationen werden gleichermaßen berücksichtigt. Für diese Studie wurden globale Karten der bekanntesten Biom-Klassifikationen digitalisiert. Auf dieser Grundlage wurden Korrelationen zwischen den Konzepten berechnet, um Beziehungen zwischen den einzelnen Ansätzen aufzuzeigen. Auf globaler Skala wurde ermittelt, welche Biom-Typen und welche geografischen Regionen übereinstimmend zugeordnet werden. Eine Clusteranalyse 287 individueller Biome aus insgesamt 12 etablierten Biomkonzepten ergab 12 terrestrischen Biom Cluster, von welchen 8 sehr klar terrestrischen ökologischen Einheiten zugeordnet werden können. Ein Cluster betrifft Eisflächen. Weitere 3 Cluster repräsentieren entweder Übergangszonen (Ökotone), Hochgebirgsplateaus, oder sind von geringer räumlicher Fläche. Die räumliche Verbreitung der emergenten Cluster ist in einer globalen Karte dargestellt. Zusätzlich wurde die Ungewissheit in der Flächenzuordnung visualisiert. Jene Regionen, welche durch eine hohe Unsicherheit der Klassenzuordnung charakterisiert sind, konzentrierten sich vor allem in der Nähe von Gebirgszonen. Die Ergebnisse dieser Studie sollten als Work in Progress auf dem Weg zur weiteren Optimierung globaler Biome Konzepte angesehen werden.