Kapitel 3.2 - Primäre und Sekundäre Biomasse und Stoffkreisläufe Flashcards
Beschreiben Sie Photosynthese
Mithilfe von Sonnenlicht, können Pflanzen und Algen CO2 (Gas in der Atmosphäre) binden (capturar) und daraus Zucker aufbauen. Zucker, zusammen mit weiteren Nährstoffen, wie Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K) zum Aufbau von weiterem Pflanzenmaterial (Proteinen, DNA, Fetten -> Biomasse). Diese Biomasse wird aus einer nachhaltige Energiequelle produziert, deswegen heisst sie primäre Biomasse.
Abfallprodukt: O2 (Sauerstoff)
6 CO2 + 12 H2O -> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Wie unterscheiden sich primäre und sekundäre Biomasse?
-Primäre Biomasse: die aus einer nachhaltigen Energiequelle produzierte Biomasse (Sonnenlicht -> Biomasse in Pflanzen und Algen)
* Mithilfe von Sonnenenergie gelingt es Pflanzen, CO2 aus der Luft zu binden und daraus primäre Biomasse aufzubauen.
-Sekundäre Biomasse: die das Lebewesen nicht selbst aufgebaut hat (Tieren nutzen Pflanzenmaterial als Nahrungsgrundlage)
Wiese sind die Pflanzen nicht “autark”? Was brauchen sie zum leben? Was passiert mit der Zeit mit dem Boden aus dem Pflanzen Nährstoffe nehmen?
-Sonnenenergie
-CO2 (aus atmende Lebewesen)
-Nährstoffe aus dem Boden (Wasser, Makronährstoffe -N, P, K -, Mikronährstoffe -Mg, Ca, Zink, Kupfer…
-Pflanzen nutzen Säuren in ihre Wurzeln um Nährstoffe verfügbar zu machen -> mit der Zeit versauert der Boden und wird arm an Nährstoffe
Was sind heterotrophe Organismen? Nenne Beispiele
-Heterotrophe Organismen ernähren sich von fremder Biomasse, um daraus Energie und Nährstoffe zu gewinnen. Während dieses Prozesses, erzeugen sie Abfallprodukte wie Urin, Kot, CO2, Alkohol bei der Gärung von Hefen -> sie können diese Abfallprodukte nicht verwerten -> diese Lebewesen ersticken auf Dauer an ihren Abfälle
-Bakterien, Pilze, Tiere, Menschen
Können die Prozesse von autotrophen oder heterotrophe Organismen als nachhaltig bezeichnet werden? Wieso ist dann die Natur nachhaltig?
-Nein, können nicht (alleine würden sie ihre Lebensgrundlagen zum Ende bringen (heterothope Organismen würden an ihre Abfälle ersticken und autotrophe Organismen würden nicht mehr Nährstoffe nehmen können)
-Natur ist nachhaltig, nur weil beide Organismenarten auf der Erde existieren: Die Abfallprodukte der autotrophen Organismen bieten die Lebensgrundlage für heterotrophe Lebewesen, deren Abfallprodukte wiederum von den autotrophen genutzt werden können -> es entstehen geschlossene Stoffkreisläufe
-> Stoffkreisläufe des Lebens auf der Erde, die von der Energie der Sonne getrieben werden
Was sind autotrophe Organismen? Nenne Beispiele
Organismen die sich selbst versorgen können (Pflanzen brauchen Sonnenenergie, CO2 und Nährstoffe aus dem Boden, bauen selber Biomasse auf)
Beschreiben Sie die Entwicklung einer Räuber-Beute-Beziehung. Welcher Verlauf lässt sich mit dieser Beziehung beschreiben?
Räuber-Beute-Beziehung: predator-prey-relationship:
-Zunächst, wächst die Population der Beute
-Später, fängt ein Anstieg der Räuber
-Anstieg der Räuber endet wenn die Beutepopulation wieder so niedrig ist, dass sich nicht mehr alle Räuber mit Beute versorgen können und sterben
-Ohne den Druck der Räuber kann sich die Beute erholen und der Zyklus beginnt von Neuem
-> das System osziliert periodisch um ein Gleichgewicht
-Der Verlauf der CO2-Konzentration lässt sich durch eine Räuber-Beute-Beziehung zwischen CO2 (Beute) und Pflanzen (Räuber)
Wieso sind die Stoffkreisläufe der Welt sehr komplext zu beschreiben?
Ökosysteme mit eine Vielzahl von Räuber-Beute-Beziehungen gleichzeitig auftreten in einer sich permanente verändernden Umwelt (z.B. Jahreszeiten bringen wechselnde Temperatur-, Lichtverhältnisse -> verschieben die Gleichgewichte; Änderungen (z.B. in Temperatur und CO2-Konzentration) über viele Jahren auch)
“Die Ökosysteme der Erde und die mit ihnen verbundenen Kreisläufe befinden sich in einem ständigen Wandel und jede aktuelle Betrachtung nur eine kurze Momentaufnahme darstellt”
Beschreiben Sie der Kohlenkreislauf auf der Erde.
Mit CO2 bauen Pflanzen und Mikroorganismen durch Photosynthese Biomasse auf.
-Wenn Sauerstoff anwesend ist (aerobe Bedingung), entsteht durch Atmung CO2 (ähnlich wie bei Verbrennungsprozesse)
-Ohne Sauerstoff -> Fermentation -> CO2 und CH4 (Methan)
Welche Gase entstehen beim Abbau von Biomasse unter anaerobe Bedingungen? Wie heisst das Prozess?
Bei anaerobe Bedingunge, wird durch Fermentation CO2 und Methan (CH4) gebildet.
Nennen sie Kohlenstoffspeichern/Kohlenstoffsenken auf der Erde.
-Meerwasser (CO2 ist wasserlösliches Gas)
-Pflanzen
-Sedimenten/Gestein
-Böden
-fossile Brennstoffe
Wieso können fossile Energieträger als gespeicherte Sonnenenergie angesehen werden? Nennen Sie diese Energieträgern
-Erdöl, Erdgas, Braun- und Steinkohle
-Pflanzenmaterial, der nicht abgebaut wurde, werden von Pilzen und Bakterien unter Sauerstoffmangel in Torf umgewandelt und, im Laufe der Zeit, von Sedimenten überlagert -> in Richtung Erdinneres transportiert -> mit Erwärmung führt es zu Mineralisation und dabei entstehen die fossile Energieträger
Beschreiben Sie der Stickstoffkreislauf
-Luftstickstoff (N2) entspricht 78% der Luft, aber ist in dieser Form nicht für Lebewesen verfügbar
-Durch Feuer oder Blitzeinschläge, kann N2 in Stickoxide (NOx) umgewandelt werden
-NOx mit Luftfeuchte wird zu HNO2 und HNO3 (Salpetesäure) -> saurem Regen
-Aus diesem sauren Regen kommt Nitrat (NO3-) in Ökosysteme (Stickstoff ist in dieser Form pflanzenverfügbar)
-Manche Organismen könen N3 unter Aufwendung von Energie zu binden (Fixierung) -> wird in Proteine, DNA… (in Form von Ammonium NH4)
-Beim Abbau dieser Verbindungen wird das Ammonium wieder frei und kann von Mikroorganismen zurück zu N2 umgewandelt werden (Kreislauf schliesst)
*symbiotische Lebensgemeinschaften: Pflanzen stellen den Bakterien die für die Fixierung notwendige Energie bereit und erhalten im Gegenzug verfügbaren Stickstoff
Beschreiben Sie den Phosphorkreislauf
-Phosphor liegt beinahe ausschliesslich als Phosphat (PO4,3-) vor (ATP basiert sich auf Phosphaten, Phosphat ist auch wichtiger Bestandteil con DNA)
-Nach dem Tod von Lebewesen, wird das Phosphat wieder freigesetzt und verfügbar
-Dieses Phosphat bildet Atombindungen mit Mineralien und bildet Salze -> Pflanzen können das Phosphat aufnehmen, das Phosphat kommt in geringen Mengen in Gewässer
-Phosphat kann an Sedimenten gebunden werden
-Von Tieren aufgenommenes Phosphat wird früher oder später mit dem Kot ausgeschieden und so in den Kreislauf zurückgeführt
