Ökologie, Biotope, ökologisches System

Systematik von Ökosystemen

Man unterscheidet natürliche und künstliche Ökosysteme die werden wiederum unterschieden:

1. marine Systeme (Salzwasser)

Ein System besteht aus mehreren Systemen und Untersystemen, die voneinander abhängig sind.

Terrestrisches System

Funktionsabläufe in einem Ökosystem (z.B. Wald)

Aufbauphase

Vegetation, Primärproduktion (= Biomasse) +=O2, Photosynthese

Vorgang: Assimilation= Umwandlung körperfremder Stoffe in körpereigene Stoffe

1. Abbauphase

→ Absterben der Biozynose

2. Abbauphase

→ Mikroorganismen, Pilze und Insekten (=Destruenten) zersetzen abgestorbene Pflanzen.

Vorgang: Dissimilation= körpereigene Stoffe in körperfremde Stoffe → Remineralisierung: Biomasse → Mineralien

Es besteht ein dynamisches Gleichgewicht, das heißt, es die Fähigkeit vorhanden, sich bei Störung selbst zu regulieren.

Im Fluss (Teilstück)ist dieses nicht vorhanden, die zweite Abbauphase findet in einem nachgelagerten Abschnitt statt.

Die Nahrungskette Vegetation

Pflanzenfresser Fleischfresser

^{Sekundärkonsument Tertiärproduzent} Fleischfresser Mensch

Produzenten Konsumenten Destruenten Abiotische Faktoren

(Vegetation) (Tiere, die nicht (Pilze, Mikroorganismen (Mineralien, CO2,O2 Destruenten sind) Insekten) H2O, Energie, Fläche

Nettoprimärproduktion (ändert sich im Jahresverlauf)

Im Frühling steigt die Nettoprimärproduktion, mehr Aufbau als Abbau Im Herbst sinkt die Nettoprimärproduktion, weniger Aufbau als Abbau

Der Fluss ist ein Durchlaufsystem. Ein Flussabschnitt muss von einem vorgelagerten System versorgt werden, da er dazu nicht selbst in der Lage ist. Die 2. Abbauphase findet woanders statt, da die abgestorbene Biomasse fortgetragen wird.

Wasserkörper „See“

Änderung der physikalischen Eigenschaften ist abhängig von der Energiezufuhr.

Dichte g/cm³

+4°C→1,00000 (max. Dichte→Wasser ist am schwersten

+1°C→0, +/- 0°C→0,9987

Frühjahr

Einheitlich tiefe Temperatur ca. 3-6°C

„schweres Wasser“; Vollzirkulation möglich (durch einfallende Winde)

Sommer

Erwärmung des Wassers, Wasser ist ein schlechter Wärmeleiter 3 Stockwerke: Deck-, Sprung-, Tiefenschicht Deckschicht: leichtes Oberflächenwasser Tiefenschicht: schweres Wasser

keine Vollzirkulation

Herbst

Einheitlich tiefe Temperaturen durch Abkühlung

→Vollzirkulation möglich

Winter

Keine (Voll)-Zirkulation (höchstens zum Teil, wegen der Eisschicht)

Mensch und Ökosystem (intaktes System)

Frühjahr

Oberflächenwasser:

Energiezufuhr nimmt zu→Photosynthese läuft verstärkt ab→verstärkte Primärproduktion (Bruttoprimärproduktion)→O2-Produktion nimmt zu →Konsumenten nehmen zu→O2-Verbrauch nimmt zu→CO2-Produktion steigt→konstanterO2-Gehalt

Sommer (im Oberwasser)

3 Etagen bilden sich→ kein Wachstum der Primärproduktion, da der Mineralienvorrat aufgebraucht ist und wegen fehlender Vollzirkulation kein Nachschub kommt: man spricht von Sommerstagnation (im Spätsommer)

Tiefenwasser

1. Abbauphase verstärkt sich→abgestorbenes Material sinkt auf den Grund→ verstärkte Zufuhr von abgestorbener Biomasse→ Destruenten nehmen zu (vermehren sich stark)→O2-Verbrauch steigt→Sauerstoffgehalt sinkt (da kein Austausch mit dem Oberflächenwasser möglich ist)

Ergebnis: O2-Defizit im Tiefenwasser

Sommerstagnation im Oberwasser

Herbst

Temperaturangleichung→Auflösung der Stockwerke→Vollzirkulation→Austausch Oberflächen- mit Tiefenwasser (O2-Ausgleich, Mineralienausgleich)

Winter

Der See ruht

Menschliche Eingriffsmöglichkeiten

• Dünger

• Müll

• Kühlwasser

• Abwässer

• Überfischung

• Ausbaggern

• Einführung fremder Arten

Ø Entnahme von organischem Material

Ø Zufuhr von organischem Material Ø Zufuhr zusätzlicher Energie Ø Einführung fremder Arten, Entnahme heimischer Arten→Unterdrückung heimischer Arten

Ø Zufuhr von Stoffen, die vom System nicht verarbeitet werden können, bzw. zu Vergiftungen führen

Frühjahr (Oberwasser)

Photosynthese sehr verstärkt→verstärkte Primärproduktion→mehr O2 als normal→ Starke Vermehrung der Nahrungsketten→mehr O2-Verbrauch als normal →der O2-Gehalt nimmt nicht zu

Sommer

Keine Mineralienbegrenzung durch ständige Düngerzufuhr

Keine Sommerstagnation

(Tiefenwasser)

verstärkter Anfall von Biomasse→Destruenten nehmen sehr stark zu→O2-Verbrauch steigt stark→O2-Gehalt fällt stark→O2-Defizit

später: unvollständiger Abbau der abgestorbenen Biomasse→lagert sich ab (im Laufe der Jahre immer näher der Sprungschicht)→O2-Gehalt geht gegen Null→aerobe Destruenten nehmen ab→anaerobe nehmen zu

Indikatoren: O2-Gehalt, anaerobe Destruenten