Meeresökosysteme (ohne Tiefsee) am Beispiel der Antarktis

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung und Zielsetzung

2. Marine Ökosysteme
2.1 Gegebenheiten im Lebensraum Meer die von ökologischem Interesse sind
2.2 Die marinen Biota
2.3 Die Zonierung des Meeres

3. Einige Beispiele und Fakten anhand der antarktischen Ökosysteme
3.1 Ozeanographie im Gebiet der Antarktis
3.2 Der Antarktische Krill
3.3 Auswirkungen der Umweltbedingungen auf die Krillbestände in der Antarktis

4. Methanhydrat

5. Resümee

6. Literaturverzeichnis:

1. Einleitung und Zielsetzung

Die Erdoberfläche ist zu ca. 70% von Wasser bedeckt. Daher ist es notwendig sich intensiv mit aquatischen Ökosystemen zu beschäftigen. Hierbei muss zwischen verschiedenen Arten von Gewässern unterschieden werden. So wird zum einen zwischen Süß- und Salzwasser und zum anderen zwischen fließenden und stehenden Gewässern differenziert.^[1]

Aufgrund ihrer Lebensweise wird zwischen den frei im Wasser lebenden planktischen Organismen (Plankton) und den festsitzenden, benthisch lebenden (Benthos = auf dem Meeresboden und Boden sonstiger Gewässer lebenden, festgewachsenen und freien Organismen)^[2] unterschieden, worauf in Kapitel 3.3 näher eingegangen werden wird. Außerdem wird zur Charakterisierung der Lebensräume zwischen der Freiwasserzone (Pelagial), der Bodenzone (Benthal) und der Uferzone (Litoral) differenziert.^[3] Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich speziell mit den marinen Ökosystemen und deren ökologischen Gegebenheiten.

In einem weiteren Teil der Ausarbeitung geht es um das antarktische Ökosystem. In diesem Zusammenhang soll auf den Antarktischen Krill eingegangen werden, sowie auf die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf dessen Bestand. Auch das für die Antarktis charakteristische Methanhydrat soll kurz Erwähnung finden.

2. Marine Ökosysteme

Die Meere stellen das größte zusammenhängende Ökosystem dar. Die Besonderheiten liegen in der großen Tiefe, der Ausdehnung sowie den weiträumigen Nahrungsbeziehungen, worauf im Folgenden näher eingegangen werden wird.

2.1 Gegebenheiten im Lebensraum Meer die von ökologischem Interesse sind

Zu den bedeutenden Eigenschaften bezüglich des Meeres, die von ökologischem Interesse sind, gehören folgende Faktoren:

Die Größe: Das Meer hat eine Größe von 361 Mio. km² und bedeckt 70,8% der Erdoberfläche. Hierbei beträgt das Volumen der marinen Wassermassen ca. 1,4 Mrd. km².

Die Meerestiefe: Die größte Meerestiefe befindet sich östlich der Philippinen und ist 11.033 m tief. Des Weiteren ist anzuführen, dass sich ca. 8% der Meeresoberfläche über Tiefen von mehr als 4.000 m ausdehnen. Diesbezüglich ist von Bedeutung, dass die Meerestiefe, neben dem Salzgehalt, das hauptsächliche Hindernis für die freie Beweglichkeit der Organismen darstellt, worauf im Folgenden (siehe Der Salzgehalt des Meeres) näher eingegangen wird.

Die Kontinuität des Meeres: Das Meer besitzt eine Kontinuität, das bedeutet, dass es nicht getrennt ist, wie die Standorte auf dem Festland und im Süßwasser. Vielmehr sind alle Meere miteinander verbunden. Die Meere werden hierbei in Ozeane, Randmeere und Mittelmeere unterteilt. Bezogen auf größere Flächen können die Weltmeere in den Atlantischen, den Pazifischen und den Indischen Raum gegliedert werden.

Die kontinuierliche Wasserzirkulation: Das Meer ist in einer beständigen Zirkulation. So werden z.B. durch Passatwinde, die aufgrund unterschiedlicher Lufttemperaturen zwischen den Polen und dem Äquator entstehen, zusammen mit der Erdrotation, Meeresströmungen verursacht. Hinzu kommt, dass tiefere Strömungen durch die Dichteunterschiede des Wassers aufgrund von Temperaturunterschieden und unterschiedlichen Salzgehalten erzeugt werden.^[4]

Des Weiteren gibt es im Meer keine Winterstagnation. Abkühlendes Oberflächenwasser sinkt permanent nach unten ab. Wenn es im Winter zu einem Gefrieren der Oberfläche kommt, führt dies zwar zu einer Verlangsamung dieses Vorgangs, nicht aber zu einer Stagnation. Eine Sommerstagnation ist hingegen möglich. Sie tritt ein, wenn im Sommer die warmen Wassermassen über den kalten liegen. So wird eine Austauschbewegung verhindert. Daraus kann geschlossen werden, dass Wassertauschprozesse nur in den höheren Breiten stattfinden können.^[5] Auch Wechselwirkungen zwischen z.B. Winddruck, Corioliskraft und der physikalischen Gestaltung des Beckens spielen in Bezug auf die kontinuierliche Wasserzirkulation eine bedeutende Rolle^[6], worauf im weiteren Verlauf jedoch nicht näher eingegangen wird.

Strömungsverhältnisse: Aufgrund von äquatornahen Winden kommt es zu Oberflächenströmungen. Diese transportieren das Wasser in nördliche und südliche Richtung. Dort kühlen sie ab und sinken in tiefere Schichten. Von diesen Schichten aus bewegen sie sich als Tiefenströmung zurück.^[7]

Die Tiden: Das Meer wird unter anderem von Tiden beherrscht. Diese treten mit einer Periodizität von 12,5 Stunden auf, sodass die Flut an vielen Orten zweimal täglich eintritt. Es kann zwischen Nipptiden und Springtiden unterschieden werden. So tritt die Springtide alle zwei Wochen auf, wenn Sonne und Mond „zusammenwirken“. An diesem Zeitpunkt ist die Amplitude (Schwingungsweite) der Tiden größer, das heißt, die Flut ist sehr hoch und die Ebbe ist sehr niedrig. In der Mitte der vierzehntägigen Periode, wenn der Einfluss der Sonne und des Mondes sich gegenseitig aufhebt, ist der Abstand zwischen Ebbe und Flut am Kleinsten, und die so genannte Nipptide entsteht. Der Tidenhub beträgt auf dem offenen Meer nur etwa 30 cm, kann jedoch in geschlossenen Buchten bis zu 15 m hoch werden. Es gibt viele Faktoren, von denen das Ausmaß der Tiden abhängt, daher ist das Tidenmuster an verschiedenen Orten der Welt unterschiedlich.^[8]

Der Salzgehalt des Meeres: Das Salz gelangt über Abflüsse vom Festland in die Weltmeere. Es stammt aus den kontinentalen Gesteinsmassen. Die Salinität (Salzgehalt) beträgt 35‰ (Promille). Davon bestehen etwa 27‰ aus Natriumchlorid und der Rest zum größten Teil aus Magnesium-, Calcium- und Kaliumsalzen. Temperatur und Salinität gehören zu den wichtigsten Faktoren im Meer.^[9] Die biologische Bedeutung des Salzgehaltes liegt in der osmotischen Wirkung. So stimmt bei einer Vielzahl von Meeresorganismen die Körperkonzentration mit der des Meeres überein. Hinzu kommt, dass abweichende Salzgehalte nur bedingt und nicht bei jeder Temperatur vertragen werden können, zumal der osmotische Druck mit der Temperatur steigt.^[10] Auch hinsichtlich der Dichteerhöhung des Wassers ist der Salzgehalt von Bedeutung. So erreicht Salzwasser erst bei 0°C seine größte Dichte. Salzarmes Wasser schwimmt auf salzreichem Wasser und gefriert früher. In Folge von unterschiedlichen Temperaturen und Salzgehalten kommt es zu einer Entstehung von horizontalen Wassergrenzen.^[11] Hieraus kann man schließen, dass sowohl die Salinität als auch die Temperatur großen Einfluss auf den Lebensraum Meer haben. So sind unter anderem aufgrund von Temperaturunterschieden und der Salinität, der Beweglichkeit der Organismen natürliche Grenzen gesetzt. Dies ist auch einer der Gründe dafür, dass die höchsten Art- und Individuenzahlen in flachen küstennahen Gebieten (dem Kontinentalschelf) oder Randmeeren (z.B. Ostsee) vorkommen.^[12]

Die Konzentration der gelösten Meersalze: Bezüglich der gelösten Nährsalze ist festzuhalten, dass die Konzentration sehr gering ist, und für die Größer mariner Populationen einen bedeutenden Faktor darstellt. Diese Nährsalze, wie z.B. Nitrate und Phosphate, liegen in sehr starker Verdünnung vor und werden nicht wie Natriumchlorid und andere Salze in Promille angegeben, sondern in Milligramm-Atome je Kubikmeter erfasst. Auch die Verweildauer der Nährsalze ist sehr viel geringer als die des Natriumchlorids oder anderer Salze. Aus diesem Grund schwankt die Konzentration dieser lebenswichtigen Salze stark von Ort zu Ort und von Jahreszeit zu Jahreszeit. Einer der bedeutendsten Gründe für die allgemeine biologische geringe Fruchtbarkeit der offenen See, ist die sehr geringe Größe der autotrophen (niedere und höhere Pflanzen sowie Bakterien, die aus anorganischen Verbindungen organische Substanz aufbauen)^[13] und der heterotrophen (Organismen, die sich ausschließlich von organischen Stoffen ernähren und somit von anderen Lebewesen abhängen)^[14] Nährstoffregeneration. An dieser Stelle sei kurz das marine Plankton erwähnt, welches sich an diese Umstände angepasst und so einen kurzgeschlossenen Nährstoffkreislauf entwickelt hat. Dies macht deutlich, dass eine geringe Konzentration von Nährstoffen nicht zwangsläufig bedeutet, dass sie limitierend (einschränkend) wirken.^[15]

2.2 Die marinen Biota

Die marinen Biota können als sehr abwechslungsreich bezeichnet werden. Coelenteraten (Hohltiere wie Quallen, Seeanemonen und Korallen)^[16], Porifera (Schwämme, Porenträger)^[17], Echinodermen (Seesterne)^[18], Anneliden (Ringelwürmer, Schraubenalgem)^[19] und diverse kleine Tierstämme sind für das Meer von großer Bedeutung. Obschon das Meer eine enorme Fläche einnimmt, leben nur 16% aller bekannten Tierarten in ihm.^[20]

[...]

^[1] vgl. Universität Hamburg: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e58/58.htm, Stand: 03.07.06.

^[2] vgl. Leser, H. (2001), S. 75.

^[3] vgl. Universität Hamburg: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e58/58.htm, Stand: 03.07.06.

^[4] vgl. Odum, E.-P. (1999), S. 376.

^[5] vgl. MYSS: http://www.myss.de/science/oekologie/oekosysteme.html, Stand: 03.07.06.

^[6] vgl. Odum, E.-P. (1999), S. 376.

^[7] vgl. MYSS: http://www.myss.de/science/oekologie/oekosysteme.html, Stand: 03.07.06.

^[8] vgl. Odum, E.-P. (1999), S. 377.

^[9] ebd. S. 377.

^[10] vgl. Freenet: http://people.freenet.de/biologie-web/oeko/oeko.htm, Stand: 03.07.06.

^[11] ebd.

^[12] vgl. Universität Hamburg: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e58/58d.htm, Stand: 03.07.06.

^[13] vgl. Leser, H. (2001), S. 61.

^[14] ebd. S. 317.

^[15] vgl. Odum, E.-P. (1999), S. 379.

^[16] vgl. Fortunecity: http://www.fortunecity.de/lindenpark/hundertwasser/517/hydraweb.html, Stand: 04.07.06.

^[17] vgl. Zoologie: http://www.zoologie-online.de/Systematik/Metazoa/Porifera/porifera.html, Stand: 04.07.06.

^[18] vgl. Universität Frankfurt: http://www.geologie.uni-frankfurt.de/Staff/Homepages/Schootbrugge/GEOI_BlW h_5.pdf, Stand: 04.07.06.

^[19] vgl. Universität Le Havre: http://www.univ-lehavre.fr/cybernat/allemand/pages/annelial.htm, Stand: 04.07.06.

^[20] vgl. Odum, E.-P. (1999), S. 380.