EndFragen aus VL 1+2 Flashcards
Beschreiben Sie ein einfaches Modell zur nachhaltigen Ressourcennutzung – Ihr
Gesprächspartner ist ein Förster aus Brandenburg. Wie würde sich die Turnuszeit
ändern, wenn die gleiche Baumart in Hessen forstwirtschaftlich genutzt wird?
- als Plan würde ich Verbrauch = Verfügbarkeit empfehlen, wir geben die Biozönose die
gebrauchte Regenerationszeit. - Die Turnuszeit ist in Hessen kleiner, weil Hessen ein besseres Boden und eine günstigere feuchtere Umwelt hat.
- Modell zur nachhaltigen Ressourcennutzung: Input (Zufuhr) = Output (Verbrauch)
- Ressource ergibt sich aus der Zufuhr und dem Verbrauch
- Verbrauch darf nicht größer sein als die Zufuhr
- Turnuszeit = abhängig von den Umweltbedingungen (Wassergehalt, Niederschlag, Temperatur,..)
Bsp: Kiefernwald in Brandenburg braucht 80 Jahre zur komplegen Regeneration
In Hessen würde es wahrscheinlich weniger lange dauern, da es in Hessen wärmer ist und
mehr Wasser hat –> Turnuszeit in Hessen ca. 60 Jahre
Bsp: Eichenwald und Buchenwald in Brandenburg wächst langsamer als Kiefernwald
Sie engagieren sich für den Erhalt der biologischen Vielfalt und haben den Auftrag die
Verbreitung und Bestandssicherung der Wolfspopulationen in Deutschland zu fördern.
Welche Daten brauchen Sie hierfür und wie gehen Sie vor?
- MDA - Minimallebensraum (Flächenbedarf x Individuendichte); abhängig von der Größe und
vom Lebensformtypen (karnivor oder herbivor) ; je größer und desto mehr es frisst desto größer der MDA
–> Wolf ist großer carnivor: großes Schutzgebiet (nach SLOSS) - MVP - Minimale überlebensfähige Populationsgröße ; egal welche Umwelteinflüsse, Individuen überleben
Bei Wirbeltieren ca. 100
Bei Wirbellosen ca. 1000
–> Wolf: ca. 100
Planen Sie ein Experiment zur Überprüfung des Zusammenhangs zwischen dem
Wassergehalt des Bodens und dem Wachstum von Tomatenpflanzen in einem
Gewächshaus. Es kommt es zu einer Trauermückenplage – könnten Sie diese Störung
ggf. für Ihr experimentelles Konzept nutzen?
- Hypothese: „Bei 65% Wassergehalt wachsen Tomaten opMmal.” Bei zu wenig Wasser: Wasserstress, bei zu viel Wasser: Sauerstoffzerrung im Boden -> Vergammlung”
-
Variablen anschauen:
Immer zwei Variablen
a) erklärende unabhängige: Wassergehalt
b) abhängige Variable: Wuchs/ Biomasse
Je nach Wassergehalt haben wir den besten Wuchs. - Experiment:
- Im Gewächshaus (kontrollierte Umweltbedingungen!) verschiedene Wassergehalte untersuchen (z.B. von 60 - 70 %) um Hypothese zu überprüfen.
- Abhängige Variable messen: Biomasse (wie viel Tomaten, wie viel grüne Bläger, Photosyntheserate)
- Versuchsdesign: verschiedene Stufen von Wassergehalte ; mehrere Replikate machen und
das anschauen - Veranschaulichung im Modell: Regressionsmodell
Widerspieglung des Experiments -> Damit kann man aussagen, bei welchem Wassergehalt Tomate opMmal wä
Zusatzwissen: Störung!! Trauermückenplage –> Pflanzen gehen ein –> Was nun?
- Alle die Pflanzen, die beim opMmalen Wassergehalt wachsen (65%) überstehen Trauermückenplage –> diese markieren
- Beobachten bei welcher SMchprobe Trauermücken vorkommen
–> Aussagen treffen zu dem Verhalten und Vorkommen von Trauermücken bei Tomatenpflanze
Welche chemoautotrophen Biozönosen gibt es in der Tiefsee? Welche Energiequellen und
welche Kohlenstoffquellen dienen als Grundlage? Kennen Sie solche Biozönosen auch im terrestrischen Bereich?
Black Smoker = Hydrothermalquellen in der Tiefsee → liefern anorganische Ressourcen (sulfidhaltiges Wasser & Mineralsalze) → meisten Symbiosen weltweit
o chemolithotrophe Bakterien & Archaeen ! Basis der Nahrungskette o keine
Photoautotrophie, weil kein Licht
o C-Quelle: CO2
o Energiequelle: chemische Verbindungen (z.B. H2S)
- Walkadaver
o Energiequelle: chemische Verbindungen o C-Quelle: organischer Kohlenstoff - Knochen → in Walknochen vorhandenes Öl reichert Umgebung an o Energiequelle:
chemische Verbindungen
o C-Quelle: Kohlenwasserstoff - terrestrische Bsp.: Grundwasserhöhlen, Vulkan- & Geysirgebiete
- Absorption und Reflektion durch die Vegetation beeinflusst die photosynthetisch nutzbare
Strahlung. In der Vorlesung hatten wir die Beispiele temperierter Mischwald und Wiese. Wie
sieht die vertikale Verteilung der Strahlung im Ackerland aus?
Vergleich Wald & Wiese
* Wald reflekMert 10% an der Oberfläche des Kronendachs, ca. 79% absorbiert
* Wiese reflekMert 20% an der Oberfläche des VegetaMonsbandes, ca. 70% absorbiert
* Acker: alle Pflanzen nur eine Höhe → viel Licht absorbiert, da Phytomasse dicht ist
* VegetaMonsstrukturbeeinflusstdieverMkaleVerteilungderSolarstrahlung
- Vergleichen Sie die Nettophotosyntheserate bei C3 und C4 Pflanzen. Wie beeinflusst diese
die Verbreitung von C4 Gräsern in Nordamerika? Gehören die Gräser in unseren Breiten auch
zum C4-Typ?
- Nettophotosyntheserate hängt sowohl von Lichtverhältnissen als auch vom Wasserpotential ab
o C4-Pflanzen haben höhere Nettophotosyntheserate als C3-Sonnenpflanzen → bessere Kohlenstoffallokation
o C4-Nettophotosyntheserate in Abhängigkeit von Strahlungsintensität & Tageszeit → zur Mittagszeit höchste Photosyntheserate
o C3- Nettophotosyntheserate der Sonnenblätter am Vormittag & Nachmittag am
höchsten, bei Schattenblättern höchste Photosyntheserate zur Mittagszeit
* C4-Pflanzen an trockene & warme Standorte angepasst → können CO2-Fixierung auch
bei geschlossenen Stomata (= Transpirationsschutz) betreiben
Nordamerika: Anstieg der Temperaturen von Nord nach Süd begünstigt das Vorkommen von C4-Pflanzen
* Anteil an C4 nimmt von Nord nach Süd zu (20 auf 80%)
* C4-Gräser in tropischen und subtropischen Regionen
* mittlere Breiten: Gräser sind C3-Pflanzen → gemäßigtes Klima in Europa
Experiment für die N-Verfügbarkeit in Grasland-Ökosystemen
- Stickstoffverfügbarkeit = unabhängige Variable (x-Achse)
- Produktivität = abhängige Variable (y-Achse)
- Durchführung: Erheben von Daten (Beobachtungen, Messungen), repräsentative Stichproben,
Überprüfen von Hypothesen - Hypothese: „Je höher Stickstoffverfügbarkeit im Boden, desto höher ist der Biomassezuwachs
der Pflanzen“ - Überprüfung – Freiland
o homogenes Versuchsfeld, wesentliche Umweltfaktoren (Bodenart, pH, Bodenfeuchte, Klima)
gleich
o kontrollierte Änderung
der unabhängigen Variable (Stickstoffgehalt)
o Messung der Änderung der abhängigen Variable (Pflanzenwachstum)
o Vergleich Produktionsunterschied gedüngte und ungedüngte Flächen
o Düngegabe (z.B. niedrig, mittel, hoch)
→mehrfach replizierten Blöcken
o Anordnung der Blöcke zufällig
→randomisiertes Blockdesign - Überprüfung - Labor: Pflanzen mit unterschiedlich hohen Stickstoffgaben
o kontrollierteUmweltbedingungen(Gewächshaus)
o Vergleich Wachstum unterschiedlich gedüngter Pflanzen
o prinzipielle ReakMon der Pflanzen kann besMmmt werden (indirekte, nicht-destrukMve
BesMmmung der Fitness der Pflanzen) o Einschränkungen:
▪ Ergebnisse nichtdirektaufBedingungenimFreilandübertragbar→Pflanzen Teil eines Ökosystems (ggf. Konkurrenz)
▪ im Labor keine InterakMon mit anderen Pflanzen/Tieren/abioMscher Umwelt
Wie unterscheidet sich die Biozönose der hydrothermalen Vulkanschlote (Tiefsee) in den
Energie- und Kohlenstoffquellen von den Ökosystemen des Landes und des marinen Flachwassers?
- Hydrothermale Vulkanschlote
o C-Quelle: anorganischer Kohlenstoff (also CO2)
o Energiequelle: anorganische chemische Verbindungen→H2S als Elektronendonator
→ CO2 in organische Verbindungen umgewandelt o keinLicht
o Basis der Nahrungskege: chemolithotrophe autotrophe Bakterien & Archaeen
o vieleSymbiosenausMikroorganismenundWirbellosen * Land & Flachwasser
o C-Quelle: anorganischer Kohlenstoff (CO2)
o Energiequelle: Licht
o Basis der Nahrungskege: photolithotrophe autotrophe Organismen (Landpflanzen,
Algen, Phytoplankton)
C3- und C4-Pflanzen besitzen unterschiedliche Stoffwechselwege der Photosynthese. An welche Umweltbedingungen sind C4 Pflanzen dadurch besser angepasst?
- C3-Pflanzen: betreiben den Standartweg der Photosynthese
o LichtreakMon=ChlorophyllenehmenLichtenergieauf
o DunkelreakMon (Calvin-Zyklus) = Einbau von CO2 in einfaches Zuckermolekül (Glucose) o der
gesamte Zyklus läu) in Mesophyllzellen der Pflanze ab, da Bündelscheidenzellen
hier nur wenig Chlorophyll & kein RubisCO besitzen → dort keine CO2-Fixierung o C3-Pflanzen
können sich nur als Sonnenpflanzen etwas an hohe UV-Strahlung &
Trockenheit anpassen, aber nicht so gut wie C4-Pjanzen - C4-Pflanzen: betreiben eine effizientere Photosynthese, indem sie diese räumlich trennen →
in
Mesophyllzellen & Bündelscheidenzellen
o CO2 wird in Malat in Mesophyllzellen umgewandelt → Transport in
Bündelscheidenzellen→CO2-Freisetzung! weitere Fixierung wie C3-Stoffwechselweg o
dadurch können C4-Pjanzen auch bei geschlossenen Stomata (= TranspiraMonsschutz)
Photosynthese betreiben → Anpassung an heiße, trockene, salzhalMge (salide), sandige Standorte mit hoher UV-Strahlung
Sonnen- und Schattenpflanzen morphologische und physiologische Unterschiede erklären + je
ein Beispiel
- Sonnenpflanzen
o Blägtter mit mehr Spaltöffnungen
o etwa doppelt so hohe Nettoprimärproduktion & schnelles Wachstum
o RubisCO-Gehalt niedriger→ an schattiggen Standorten keine CO2-Fixierung
o Hoher Lichtkompensationspunkt
o Blätter derb, klein & mit Haaren/Wachs überzogen → Schutz vor Wasserverlust &
übermäßiger UV-Strahlung
o Bsp.: Erika-Heide, Silberdistel, Thymian - Schattenpflanzen
o niedriger Lichtkompensationspunkt & Lichtsättigungspunkt → erzielen bereits bei
geringen Lichtverhältnissen einen Gewinn aus CO2-Assimilation durch Photosynthese
o max. Photosyntheserate bei geringen Lichtintensitäten erreicht
o feuchtigkeitsliebend
o große, dünne Blätter
o Bsp.: Sauerklee, Springkraut
Sie planen ein Experiment zur Produktivität aquatischer Lebewesen mit der Hell-Dunkel-Flaschen Methode. Wie gehen sie vor
- Inkubation in lichtdurchlässigen- & lichtundurchlässigen Flaschen über einen festen Zeitraum
- lichtdurchlässige Flasche:
▪ Wasserprobe mit Phytoplankton produziert O2 durch Photosynthese & verbraucht O2 durch Respiration (= Nettoprimärproduktion, NPP)
o lichtundurchlässige Flasche:
▪ Wasserprobe mit Phytoplankton → O2-Verbrauch durch Atmung, keine Photosynthese möglich da kein Lichteinfall möglich (= Respiration, R)
* Summe ist Bruttoprimärproduktion (BPP), durch Photosynthese produzierter Sauerstoff
➔ BPP = R+ NPP
