Kältewüste (auch Frostschuttwüste oder -gebiet) ist der geozonale Oberbegriff für die fast vegetationsfreien Areale der polaren Klimazone, die nicht dauerhaft von Eis und Schnee bedeckt sind. Der Begriff stammt aus der Geographie und bezeichnet verallgemeinernd einen bestimmten Landschaftstyp der globalen Maßstabsebene. Je nach Disziplin existieren unterschiedliche Definitionen, siehe Abschnitt „Definition“.
Charakteristisch für die verschiedenen Formen der Kältewüste ist eine offene, steinige oder sandige und zum größten Teil fast vegetationsfreie Landschaft über Permafrostböden. Vielfach sind die Flechtenkrusten auf den Felsen die einzigen sichtbaren Lebewesen. In geschützten Bereichen kommen zudem vorwiegend Moose und Gräser vor.
Definition Aus Sicht der Geobotanik (Pflanzengeographie) ist die Kältewüste ein natürlicher Vegetationstyp, der vor allem unter den Bedingungen der Klimate der (hoch)polaren Eis- und Kältewüsten entsteht. In ihrer erdumspannenden (geozonalen) Ausdehnung gehört die Kältewüste zu den Vegetationszonen. Zudem kommen vergleichbare Pflanzenformationen weltweit in den Höhenstufen der Gebirge vor, die als nicht zonale Vegetationstypen den Kältewüsten zugeordnet werden können.
Aus Sicht der Ökologie gehört die Kältewüste zu den größtmöglichen (abstrakten) Ökosystemen, die zusammen die Biosphäre bilden. Sie selbst wird aus typischen Biomen oder Ökoregionen gebildet, die sich wiederum aus den zugehörigen kleinräumigen (konkreten) Bio- und Ökotopen zusammensetzen.Die einzelnen Vegetationstypen, Biome und Ökoregionen, wie auch ihre zonalen Entsprechungen Vegetationszonen, Zonobiome und Ökozonen, sind nicht deckungsgleich! Verschiedene Autoren, unterschiedliche Parameter und fließende Grenzen sind die Ursache. Weitergehende Informationen bietet der Artikel Zonale Modelle der Biogeographie. Eine animierte Kartendarstellung verdeutlicht die Problematik im Artikel Geozone. Diese untergliedern wiederum das erdumspannende Polare Zonobiom bzw. die Polare/Subpolare Ökozone.
Biogeographisch betrachtet werden die Eiswüsten (Eisschilde und Gletscher) der Erde nicht den Kältewüsten zugerechnet, da hier keinerlei Pflanzen und Tiere mehr leben können.
Verbreitung und Zustand Die nördliche (arktische) Vegetationszone der Kältewüste reicht in ihrer maximalen Ausdehnung etwa von 83° nördlicher Breite (Kap Morris Jesup auf Grönland) bis 66° (am Polarkreis auf der Baffininsel). Die südliche (antarktische) Zone erstreckt sich von 85° südlicher Breite (eisfreie Gipfel des Transantarktischen Gebirges) bis etwa 63° (auf der antarktischen Halbinsel Grahamland). Aufgrund der wenigen Landgebiete in der Süd-Hemisphäre macht die dortige Kältewüste nur einen geringen Teil der gesamten Fläche aus. Die Kältewüsten gehen polwärts in die Zone der Eisschilde und Richtung Äquator in die Tundren über.
Die nicht zonalen Kältewüsten der Gebirge kommen weltweit in nahezu allen Hochgebirgen oberhalb der Mattenregion vor und werden dort als nivale Höhenstufe bezeichnet. Bei besonders ausgeprägter Trockenheit können sie bis in die alpine Höhenstufe hinabreichen und werden dann bisweilen als alpine Wüste bezeichnet.
Die größten unzerstörten Kältewüsten der Erde liegen auf den Königin-Elisabeth-Inseln Kanadas. Im tibetischen Hochland bzw. in Hochasien liegen die größten Flächen außerhalb der polaren Zone.
Bezogen auf die potentielle natürliche Vegetation sind heute ca. 2 % der irdischen Landoberfläche Kältewüsten.gemittelter Wert aus umfangreichen Recherchen und Vergleichen in einschlägiger Fachliteratur → siehe jeweilige Beschreibung / Quellen der im folgenden genannten Dateien: Vegetationszonen.png, FAO-Ecozones.png, Zonobiome.png und Oekozonen.png. Zusammengetragen und ermittelt im Zuge der Erstellung der vorgenannten Landkarten für Wikipedia → siehe auch: Tabellarische Übersicht verschiedener Landschaftszonenmodelle und ihrer Anteile (PDF; 114 kB) Tatsächlich sind Anfang des 3. Jahrtausends rund 85 % der Kältewüsten in einem weitgehend unbeeinflussten, natürlichen Zustand. Diese Gebiete sind unbesiedelt. Über 10 % sind noch naturnah und relativ gering beeinflusst. Diese Flächen liegen vor allem in der Nachbarschaft von Küstensiedlungen oder auch in Hochgebirgen. Unter 5 % wurden intensiv verändert und durch anthropogene Landschaften überprägt.gemittelter Wert aus umfangreichen Recherchen und Vergleichen in einschlägiger Fachliteratur → siehe Beschreibung der Datei: Wildnisweltkarte.png. Zusammengetragen und ermittelt im Zuge der Erstellung der vorgenannten Landkarte für Wikipedia → siehe auch: Die genannten Prozentwerte sind (z. T.) gemittelte Werte aus verschiedenen Veröffentlichungen. Die Abweichungen sind unvermeidbar, da es in der Realität keine eindeutigen Grenzen zwischen benachbarten Landschaftstypen gibt, sondern nur mehr oder weniger breite Übergangsräume.
mini|hochkant=3.6|zentriert|Lage der Kältewüsten mit UntergliederungDie Farbwahl wurde aus Gründen der besseren Erkennbarkeit gegenüber der Originalkarte „Vegetationszonen“ verändert.
Charakteristik Als Kältewüste bezeichnet man Gebiete im Übergang von der Tundra zu den Eiswüsten, die weniger als 10 %, aber mehr als 1 % Pflanzenbedeckung aufweisen. Der ganzjährig gefrorene Permafrostboden verhindert das Eindringen von Wurzeln und die Lufttemperatur ist so kalt, dass das Pflanzenwachstum erheblich eingeschränkt ist. Daher finden sich auch für Tiere nur sehr eingeschränkte Lebensräume. Ein weiteres Merkmal der polaren Kältewüsten sind trockene Luft sowie starke Winde (Blizzards). Durch den fehlenden Schutz einer Pflanzendecke bzw. der daraus entstehenden Humusschicht kommt es bei den eisigen Temperaturen zur sogenannten Frostverwitterung der Gesteine. Das Produkt wird „Frostschutt“ genannt.
Eiswüsten mini|Die Eiswüste wird biogeographisch nicht zu den Kältewüsten gerechnet, da hier praktisch kein sichtbares Leben mehr vorkommt. Etwa neun Prozent der irdischen Landoberfläche liegen unter einem Eisschild, der die eisfreien Kältewüsten begrenzt. 16 % davon entfallen auf das grönländische Inlandeis. Die größte Eiswüste auf der Erde ist die Antarktis, die rund 83 % davon ausmacht. Im antarktischen Inland ist es extrem trocken, da die kalte Luft nur sehr wenig Feuchtigkeit aufnehmen kann. Niederschläge gehen oft an den antarktischen Küsten nieder und erreichen die zentralen Gebiete nicht mehr. Die dort befindlichen Eisdecken erhalten im Jahr oft nur eine hauchdünne Deckschicht von neuem Eis hinzu, weshalb mächtigere Eis-Ansammlungen in Senken oft aus sehr altem Eis bestehen. Selten kommt es durch Verwehungen und Sublimation von Eis zu offenen, eisfreien Wüstenlandschaften, die aus vegetationslosen Frostschuttfeldern oder Felsboden bestehen. Man nennt diese Gebiete „Antarktische Trockentäler“.
In allen gebirgigen Eiswüsten kommen zudem sogenannte Nunatakker vor; Bergkuppen, die über das Eis herausragen. Als Lebensraum für Flechten und Algen werden sowohl die Nunatakker, als auch die antarktischen Trockentäler wiederum den Kältewüsten zugerechnet.
Klimatische Voraussetzungen Die Kältewüsten der Erde liegen in der polaren Klimazone und sind damit in der Regel durch sehr kalte Klimata mit langen, kalten Wintern und kurzen, kalten Sommern gekennzeichnet. Im kältesten Monat steigen die Durchschnittstemperaturen grundsätzlich nicht über 0 °C; wobei das Minimum unter −50 °C liegt. Neun bis zwölf Monate liegt Schnee. Der wärmste Monat liegt im Mittel kaum über +5 °C; zum Teil bleibt die Temperatur selbst im Sommer unter −10 °C. Dennoch sind auch in diesen hohen Breiten Maximaltemperaturen von +20 °C möglich. Das langjährige Temperaturmittel liegt zwischen −30 °C und −17 °C.In der Biogeographie existiert eine Vielzahl von Grenzwerten verschiedener Autoren, die voneinander abweichen, zum Teil veraltet sind und bis zur Jahrtausendwende nie verifiziert wurden (siehe Quelle Beierkuhnlein & Fischer, S. 249 sowie Geozonen#Datengrundlage).Die hier genannten Spannen der Jahresdurchschnittstemperaturen und -niederschlagssummen sind gemittelte Werte aus dem Bezugsrahmen, den Beierkuhnlein & Fischer geschaffen haben. Für die detaillierteren Biom-Untergliederungen und unter Berücksichtigung konzeptionell festliegender Werte wurde auf die Einteilungen und Festlegungen von Post et al. (1982) und Müller-Hohenstein (1989) sowie die Nennung bei Nolzen (1996) zurückgegriffen, da sie den Studienergebnissen am ehesten entsprechen.
Carl Beierkuhnlein u. Jan-Christopher Fischer: Global Biomes and Ecozones – Conceptual and Spatial Communalities and Discrepancies. In: Erdkunde. Band 75, Nr. 4, 2021 ( PDF). , S. 257–261 sowie ergänzend Appendix III: ‘2D Kernel graphs for all condensed biomes’ doi:10.3112/erdkunde.2021.04.01b. Mingkai Jiang, Benjamin Felzer, Uffe N Nielsen, Belinda E. Medlyn: Biome‐specific climatic space defined by temperature and precipitation predictability, Research Paper in Wiley Global Ecology an Biogeography, September 2017, doi:10.1111/geb.12635, S. 1275–1277. W. M. Post, W. R. Emanuel, P. J. Zinke, A. G. Stangenberger.: Grafik: Die Kohlenstoffvorräte im Mineralboden in Abhängigkeit von Klima und Vegetation, in Anwendung des life zone-Modelles nach Holdridge 1947, aus ‘‘Soil carbon pools and world life zones‘‘, in Nature 298, 1982, S. 156–159, übernommen in Jürgen Schultz: Die Ökozonen der Erde. 4., völlig neu bearbeitete Auflage, Ulmer UTB, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-8252-1514-9. S. 79. Klaus Müller-Hohenstein: Die geoökologischen Zonen der Erde (1989, S. 6–7), in Heinz Nolzen (Hrsg.): Handbuch des Geographieunterrichts. Bd. 12/I, Geozonen, Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln 1995, ISBN 3-7614-1618-0. S. 9. Heinz Nolzen (Hrsg.): Handbuch des Geographieunterrichts. Bd. 12/II, Geozonen, Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln 1996, ISBN 3-7614-1619-9. S. 105–106. Für die polaren Kältewüsten kommt zudem eine für das Pflanzenwachstum erschwerende sehr geringe Sonneneinstrahlung hinzu, die allerdings im Hochsommer durch die Mitternachtssonne z. T. kompensiert wird.
Mit Durchschnittswerten von 80–200 mm (in einigen Küstengebieten über 400 mm) sind die Jahressummen der Niederschläge niedrig bis sehr niedrig. Da sie fast ausschließlich als Schnee fallen, wird das Klima auch als nival bezeichnet. Die lange Frostperiode und die niedrigen Temperaturen führen zu einer geringen Verdunstungsrate, so dass der Wasserhaushalt am Erdboden trotz der geringen Niederschlagsmengen humid (feucht) ist. 2000, FAO, Rom 2001, verifiziert über
Die Vegetationsperiode ist mit unter 30 Tagen sehr kurz.
Nach der effektiven Klimaklassifikation von Köppen / Geiger spricht man bei den vorgenannten Bedingungen vom sogenannten Eisklima (Kürzel: EF).
Weitere Merkmale In den Kältewüsten verbleibt die sehr dürftige Bodenbildung auf Fels und Sand zumeist in Rohbodenstadien.Klaus Müller-Hohenstein: Die geoökologischen Zonen der Erde. In: Geographie und Schule, Heft 59, Bayreuth 1989
Die Kältewüsten sind Wüsten im engsten Sinne – nahezu leblose Frostschuttwüsten, die zumeist aus Kies und Geröll bestehen. Typisch für den Übergangsbereich zu den Tundren ist das unruhige Bodenrelief, das häufig durch Kuppen und Mulden oder netz- bzw. ringartig angeordnete Wälle gekennzeichnet ist. Es handelt sich dabei um sogenannte Frostmusterböden. Im Wesentlichen führt das kurzzeitige, alljährlich erneut stattfindende Auf- und Abtauen des Bodens über dem Permafrost zu diesen ungewöhnlichen Strukturen.
Durch die vorgenannten abiotischen Faktoren ist die vorhandene Menge an Biomasse extrem niedrig (unter 2 t/ha Trockenmasse).
Flora Nordhalbkugel