Die Menschen sind bestrebt danach, ihre Umgebung zu erklären und zu systematisieren. Das Klima und dessen Schwankungen sind dabei ein stark untersuchtes Phänomen. Das Leben, folglich die Biosphäre, ist von günstigen Klimabedingungen abhängig. Doch diese Werte, die als günstig bezeichnet werden, haben sich solange die Erde existiert auf unterschiedlichste Art verändert und sind erst seit einem Bruchteil der Erdgeschichte so konstant, dass sich Leben in der heutigen Form erhalten kann. Die ganze Evolutionsgeschichte basiert auf Veränderung und Anpassung oder Aussterben. Die aktuelle Klimaforschung greift auf die erschlossenen Daten der Vergangenheit zurück und versucht einen Blick in die Zukunft zu entwickeln. Dieser gestaltet sich oftmals schwieriger und unberechenbar. Auf der Basis von erklärtem Wissen werden Szenarien und Modelle entworfen, die selbst das Verhalten von Pflanzen und Tieren auf sich möglich verändernde Umwelt- und Klimabedingungen zu untersuchen hoffen. Für die atmosphärischen Prozesse sind in der Klimatologie Bezugsgrößen wie die
physikalisch messbaren Klimaelemente (z.B.: Niederschlag, Temperatur,
Sonnenscheindauer) und die das Klima beeinflussenden Klimafaktoren (z.B.:
Höhenlage, Exposition, Vegetation) von Bedeutung.
Von Klima kann man ab einem Zeitraum von 30 Jahren sprechen, in denen die
atmosphärischen Prozesse über einem Gebiet die zeitlich und örtlich definierten
Zustände prägen. Es ist eingebunden in ein komplexes Wirkungsgefüge zwischen
Hydrosphäre, Kryosphäre, Lithosphäre und Biosphäre. Diese Interdependenz
verstrickt die beteiligten Faktoren über verschiedenste Ebenen. Das Klima hat eine
globale Größenordnung und ist auf einen Zeitraum von Jahren bis Jahrhunderten zu
sehen. Die nächst kleinere Stufe bildet die Witterung, welche die atmosphärischen
Prozesse großräumig und langwierig (Stunde- Jahr) anspricht und das Wetter
begrenzt kleinräumige und kurzzeitig (Minute- Tag) das Geschehen. KÖPPEN legte den Grundstein für die Klimadefinition wie folgt „Unter Klima verstehen
wir den mittleren Zustand und gewöhnlichen Verlauf der Witterung an einem
gegebenen Orte. (aus BORCHERT, S. 12)
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Die Atmosphäre ermöglicht Leben
3. Kohlenstoffkreislauf
4. Bedeutung des CO2 Gehaltes und der Temperatur
4.1 Allgemein
4.2 Bedeutung des CO2 Gehaltes und der Temperatur für Pflanzen
4.2.1 Fotosyntheseleistung
4.2.2 Reaktion der Pflanzen
4.2.3 Zusammenhang Blattaufbau und Fotosynthesevorgänge
4.3 Bedeutung des CO2 Gehaltes und der Temperatur für Tiere
4.3.1 Einfluss der Parameter
4.3.2 Reaktion der Tiere
5. Auswirkungen weiterer Klimaänderungen auf Flora und Fauna
5.1 Verschiebung der Klimazonen
5.2 Veränderte Jahreszeiten und terrestrische Erwärmung
5.3 Erwärmung der Ozeane
5.4 Versauerung der Ozeane
5.5 Abschmelzen der Polkappen
5.6 Weitere Phänomene des Klimawandels
6. Schlussbemerkung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von Klimaveränderungen, insbesondere der Zunahme von CO2 und Temperatur, auf die lebende Natur. Dabei wird der Frage nachgegangen, inwieweit Flora und Fauna in der Lage sind, sich an diese veränderten Umweltbedingungen anzupassen oder ob sie vom Aussterben bedroht sind.
- Grundlagen des Klimasystems und des Kohlenstoffkreislaufs
- Einfluss von CO2-Konzentration und Temperatur auf pflanzliche Stoffwechselprozesse
- Anpassungsstrategien von Tieren an veränderte Klimaparameter
- Auswirkungen der Erwärmung auf marine und terrestrische Ökosysteme
- Risiken durch Extremereignisse und Klimazonenverschiebungen
Auszug aus dem Buch
4.3.1 Einfluss der Parameter
Die Temperatur bestimmt maßgeblich die Verbreitung von Organismen auf ihre Lebensräume. In bestimmten Klimazonen sind typische Vegetationen und Tierarten anzutreffen, die sich an die herrschenden Bedingungen angepasst haben. Selbst Individuen einer Art weichen im äußeren Erscheinungsbild oft stark voneinander ab, wenn sie unterschiedliche Klimazonen besetzen. Die Biologie hat dafür bestimmte Gesetzmäßigkeiten erkannt. Zum einen gibt es die BERGMANNsche Regel (Größenregel), nach der einige Vögel- und Säugetierarten in kälteren Klimazonen größer sind als Artverwandte in wärmeren Gebieten. Dies kann man zum Beispiel am Größenverhältnis bei Eisbär- Braunbär- Polarfuchs und Rotfuchs sehen. Die Erklärung hierfür liegt darin, dass größere Tiere im Verhältnis zu ihrem Körpervolumen eine kleinere Oberfläche besitzen. Sie strahlen also im Vergleich zu kleineren Tieren relativ gesehen weniger Wärme ab.
Ergänzend zu dieser Gesetzmäßigkeit gibt es die ALLENsche Regel (Proportionsregel). Diese besagt, dass bei Vögeln und Säugetieren einige in kalten Klimazonen beheimatete Arten kürzere Extremitäten, Ohren oder Schwänze haben, als ihnen nahe verwandte Arten in wärmeren Regionen. An langen Körperendstücken wird nämlich mehr Wärme abgegeben und mit kurzen Körperteilen wird zu starker Wärmeverlust vermieden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Klimatologie und die Bedeutung des Klimas für die Biosphäre unter Berücksichtigung der erdgeschichtlichen Entwicklung.
2. Die Atmosphäre ermöglicht Leben: Analyse der atmosphärischen Zusammensetzung und der Rolle von Kohlendioxid als essenzielle Grundlage für evolutionäre Prozesse.
3. Kohlenstoffkreislauf: Darstellung des natürlichen Gleichgewichts zwischen CO2-Bindung und -Ausscheidung sowie der Störgrößen, die eine Anpassung der Lebewesen erzwingen.
4. Bedeutung des CO2 Gehaltes und der Temperatur: Untersuchung der physiologischen und morphologischen Reaktionen von Pflanzen und Tieren auf CO2-Schwankungen und Temperaturänderungen.
5. Auswirkungen weiterer Klimaänderungen auf Flora und Fauna: Erläuterung der Folgen globaler Erwärmungsprozesse, wie Klimazonenverschiebung, Versauerung der Ozeane und Lebensraumverlust.
6. Schlussbemerkung: Zusammenfassende Betrachtung der Anpassungsfähigkeit von Arten und der Notwendigkeit weiterer Forschung angesichts des beschleunigten Klimawandels.
Schlüsselwörter
Klimawandel, CO2-Gehalt, Temperaturzunahme, Flora, Fauna, Artensterben, Anpassung, Kohlenstoffkreislauf, Treibhauseffekt, Photosynthese, Ökosysteme, Klimazonen, globale Erwärmung, Biodiversität
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundlegend?
Die Arbeit analysiert die Reaktionen der Tier- und Pflanzenwelt auf die durch den Klimawandel verursachten Veränderungen, insbesondere den Anstieg von CO2 und Temperaturen.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Neben den physikalischen Grundlagen des Klimas und des Kohlenstoffkreislaufs werden vor allem die biologischen Anpassungsstrategien sowie die Auswirkungen auf verschiedene Ökosysteme thematisiert.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es zu klären, ob Flora und Fauna durch natürliche Anpassungsmechanismen überleben können oder ob die Geschwindigkeit des derzeitigen Klimawandels zu einem massiven Artensterben führt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine Literaturarbeit, die auf einer umfassenden Analyse paläoklimatologischer Daten, ökologischer Studien und aktueller Klimamodelle basiert.
Was steht im inhaltlichen Fokus des Hauptteils?
Der Hauptteil gliedert sich in die Untersuchung pflanzlicher Photosyntheseleistung sowie tierischer Reaktionen, unterstützt durch biologische Regeln wie die Bergmannsche und Allensche Regel.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Anpassung, Artensterben, Klimazonenverschiebung, Photosynthese und Treibhauseffekt definiert.
Inwiefern beeinflusst der CO2-Gehalt den Stoffwechsel von Pflanzen?
Der CO2-Gehalt wirkt als limitierender Faktor; eine Erhöhung kann zwar das Pflanzenwachstum fördern, erfordert jedoch eine komplexe Anpassung des Blattaufbaus und der Photosyntheseprozesse.
Was sind die besonderen Risiken für marine Lebewesen?
Neben der Erwärmung des Wassers, die zur Korallenbleiche führt, stellt insbesondere die Versauerung der Ozeane eine Gefahr für kalkbildende Organismen dar.
Wie reagieren Tiere auf Temperaturänderungen?
Tiere reagieren entweder durch geografische Abwanderung in günstigere Gebiete, morphologische Anpassungen an verschiedene Klimazonen oder, bei nicht ausreichender Anpassungszeit, durch Aussterben.
Warum ist das Tempo des heutigen Klimawandels so kritisch?
Im Gegensatz zu natürlichen Klimaschwankungen der Erdgeschichte verläuft der menschengemachte Wandel derzeit so schnell, dass viele Arten ihre Anpassungsstrategien nicht rechtzeitig entwickeln können.
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- Annette Köhler (Author), 2008, Reaktion von Flora und Fauna auf Klimaänderungen - Artensterben oder Anpassung , Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/92363
