Ökologie Flashcards
Der Begriff Organismen umschließt:
- Mikroorganismen (Bakterien, Pilze)
- Pflanzen
- Tiere
- Menschen
Definition
Ökologie
• Haushaltslehre der Natur.
"oikos" = Haus, Platz um zu leben, Haushalt, "logos" = Lehre
Die Wissenschaft von den wechselseitigen Beziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt.
Definition Natur
“natura”= das Hervorbringen, die Geburt
Natur im ökologischen Sinn:
Die Gesamtheit dessen, was an anorganischen und organischen Erscheinungen ohne Zutun des Menschen existiert oder sich entwickelt; Stoff, Substanz, Materie in allen Erscheinungsformen.
Definition
Kultur
“cultura”= Landbau, Pflege
Vom Menschen Geschaffenes, auch geistige, künstlerische Lebensäußerungen.
Naturlandschaften
Vom Menschen nicht oder kaum beeinflusste Landschaften.
Kulturlandschaften
Vom Menschen überwiegend geschaffene oder geprägte Landschaften.
Definition Umwelt
Die Gesamtheit aller direkt oder indirekt auf Organismen einwirkenden Komponenten der Außenwelt.
Diese wirksamen Umweltkräfte bezeichnet man als “Umweltfaktoren”, oder “ökologische Faktoren”.
- sie stehen häufig in Wechselbeziehungen zueinander.
- sie beeinflussen sich gegenseitig.
Definition Nachhaltige Entwicklung
engl. sustainable development
Eine Entwicklung, die weltweit die Bedürfnisse der gegenwärtigen Generation befriedigt, ohne die Lebenschancen künftiger Generationen zu gefährden.
Problemfelder des Aktionsplans zur Lösung der Probleme der Menschheit und eine schonendere Bewirtschaftung der Erde im 21.Jrhd (vom UN-Gipfel)
Wesentliche Problemfelder des Aktionsplans:
- Zugang der Menschen zu unbedenklichem Trinkwasser
- Reduzierung des Rückgangs der biologischen Vielfalt
- Maßnahmen gegen die Überfischung
- Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien
- Entwicklung nachhaltiger Konsum- und Produktionsmuster
Umweltfaktoren
Ein ökologischer Faktor, ist eine Größe die auf die Lebensfähigkeit eines Organismus Einfluss hat.
Der Faktor kann entweder fördernd oder schädigend auf den Organismus wirken.
Zwei Gruppen von Unwelfaktoren:
- Abiotische Umweltfaktoren
* Biotische Unweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren
- Klimatische Faktoren: Temperatur, Feuchtigkeit, Wind
- Edaphische Faktoren: Bodeneigenschaften
- Chemische Faktoren: Sauerstoff, Pflanzennährsalze, Umweltchemikalien
- Physikalische Faktoren: Licht, Schwerkraft
Biotische Umweltfaktoren:
- Einwirkungen von Lebewesen, z.B. als Feinde, Schmarotzer
* Trophische Faktoren: Nahrungsfaktoren
Umweltbeziehungen des Menschen:
Abiotische Umwelt-Beziehungen:
• Chemische Umwelt d. Menschen (Bsp.: Luftsauerstoff, Wasser)
• Physikalische Umwelt d. Menschen
(Bsp.: Temperatur, Schwerkraft, Lärm)
Biotische Umwelt-Beziehungen:
• innerartliche Umwelt des Menschen (Bsp.: Familie, Sozialpartner)
• zwischenartliche Umwelt d. Menschen
(Bsp.: Nahrungspflanzen, Haustiere, Feinde (Hai,Tiger), Parasiten u. Krankheitserreger)
Ökologische Potenz
Die ökologische Potenz ist eine Toleranzbreite einer Art (Organismus) gegenüber der Intensität eines Umweltfaktors.
Wenn möglich versucht ein Individuum einer Art sich möglichst nahe am Optimum eines Umweltfaktors aufzuhalten.
Humides Klima
-> Feuchtes Klima
(Landschaft mit viel Wasser)
• die Niederschläge überwiegen die Verdunstungskapazität. Folge: hohe Luftfeuchtigkeit
z.B. im Regenwald
Arides Klima
-> Trockenes, dürres Klima
(Landschaft mit wenig bis sehr wenig Wasser)
• Der Niederschlag ist geringer als die Verdunstung.
z.B. Wüste, Savanne
Der Treibhauseffekt
Die Atmosphäre absorbiert einen großen Teil der Wärmestrahlung die von der Erde abgegeben gibt, und strahlt sie teilweise in Richtung Erdoberfläche zurück. Das ist der sog. Treibhauseffekt.
- Dabei wird zwischen dem natürlichen und dem von Menschen hervorgerufenen (anthropogenen) Treibhauseffekt unterschieden.
Der natürliche Treibhauseffekt
Ohne den Treibhauseffekt wäre auf der Erde kein Leben möglich: Sonnenstrahlung (kurzwellig) durchdringt die Atmosphäre, wird an der Erdoberfläche in Wärmestrahlung (langwellig) umgewandelt und von der Erde wieder abgegeben. Treibhausgase in der Atmosphäre hindern einen Teil dieser Wärmestrahlung daran, ins Weltall zu entweichen. Ohne ihn wäre die Erde eingefroren.
-> der natürliche Treibhauseffekt sorgt für eine globale Mitteltemperatur von 15 Grad C, und somit dafür dass sich Leben entwickeln kann.
Treibhausgase und ihr Anteil am natürlichen Treibhauseffekt
- Wasserdampf (H2O) - 62,0%
- Kohlendioxid (CO2) - 21,8% (am anthropogenen TE 50%)
- Ozon (O3) -7,3%
- Lachgas (N2O) - 4,2%
- Methan (CH4) - 2,4%
Emission
Austreten von Schadstoffen aus Schadstoffquellen (z.B. Schornsteine) in Umweltmedien (Luft, Wasser)
(lat. emittere = hinausschicken)
Transmission
(lat. transmittere: hinübersehen)
Ausbreitung verunreinigender Stoffe im Medium.
Immission
(lat. immittere: hineinschicken, im Sinne von einwirken)
Einwirken von Schadstoffen auf Umweltmedien (Wasser, Böden, Bauwerke).
Haupt-CO2-Emittenten
China und USA zusammen 44,1%, verursachen fast die Hälfte des gesamten CO2 Ausstoßes.
Anthropogen
Anthropogen = durch den Mensch verursacht
Folgen des Klimawandels in Deutschland
- erhöhte Sturmgefahr im Herbst und Winter
- stärkere Niederschläge
- heißere Sommer, wachsende Trockenschäden in Land-und Forstwirtschaft (Böden,Vegetation)
- Trinkwassernotstand
- häufigere und stärkere Hochwässer
Globale Folgen des Klimawandels:
- globale Erwärmung durch verstärkter CO2-Emission durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, anhaltendes und verstärktes abholzen tropischer und borealer Wälder
- Abschmelzen des polaren Eises
- Auftauen der Permafrostböden, Mineralisierung dortiger Böden
- Anstieg des Meeresspiegels, Überflutungen
Vier Ursachen für Hochwasser-Katastrophen:
- Klimawandel
- Trennung von Fluss und Aue
- Naturfremder, technischer Gewässerausbau
- Zunahme von Ackerbau in Auen
Die drei Teilbereiche der Ökologie:
- Autökologie
- Populationsökologie oder Demökologie
- Systemökologie oder Synökologie
Beschreibung Autökologie
Ökologie der Arten/ des Einzelorganismus, einer Art.
Beschreibung Populationsökologie (Demökologie)
Ökologie von Organismen-Gemeinschaften einer Art.
Beschreibung Systemökologie (Synökologie)
Ökologie der mehrartigen Lebensgemeinschaften (Biozönosen).
–> Ökologie der Ökosysteme.
-> eine Gemeinschaft von Organismen verschiedener Arten, in einem abgrenzbaren Lebensraum (Biotop) bzw. Standort.
–> Biozönose und Biotop bilden zusammen das Ökosystem.
Ökosystem = ? + ?
Lebensraum (Biotop) + Lebensgemeinschaft von Organismen (Biozönose)
= Gesamt-System (Ökosystem)
Gliederung der Ökosysteme
Gliederung der Ökosysteme in:
- terrestrische (landgestützt, erdgeb.)
- aquatische (im Wasser)
- semiterrestrische (Grundwässer) - limnische (Seen) - marine (Meere)
..Ökosysteme
Kennzeichen von Ökosystemen:
- Stoffkreisläufe
- Energiefluss
- Lebensraum: Biotop
- Lebengemeinschaft: die Biozönose
Ökosysteme sind stets offene Systeme, die mit ihrer Umgebung in Beziehung stehen!
Vier Beispiele terrestrischer Ökosysteme:
- Wälder
- Grasländer
- Äcker
- Städte, Dörfer
Beispiele aquatischer Ökosysteme:
• Meere • Binnengewässer - Seen - Fließgewässer - Grundwasser • Moore (semiaquatisch)
Energiebedarf natürlicher und anthropogener Ökosysteme
Der Energiebedarf einer Stadt ist 1.000 mal höher als der eines Waldes!
(Wald: 10.000 kJ/m2, Stadt: 10.000.000 kJ/m2)
Was ist Biodiversität?
“diversitas” lat.: Verschiedenheit, Vielfalt
- Diversität innerhalb von Arten, genetische Diversität
- Artendiversität, Artenvielfalt der Ökosysteme
- Diversität verschiedener (terrestrischer und aquatischer) Ökosysteme
Natürliche Ursachen für hohe Biodiversität
- lange andauernde Stabilität der Lebensbedingungen
- hohe Temperaturen
- ausreichende, konstante Wasserversorgung
- hohe landschaftliche Vielfalt (Tiefland bis Gebirge)
Bsp.: - in den Tropen höchste Zahl von Vogelarten weltweit
- in Costa Rica (klein) leben mehr Vogelarten als in ganz Nordamerika
Anthropogene Ursachen für hohe Biodiversität
- Schaffung neuer Lebensräume, z.B. durch ursprüngliche, kleinräumige landwirtschaftliche Nutzung in einem von Natur aus überwiegenden Waldland, wie Deutschland
- Entwicklung menschlicher Siedlungsräume (Dörfer, Städte)
Städte können Orte mit relativ hoher Biodiversität sein im Vergleich zu intensiv genutzten landwirtschaftlichen Flächen.
Der Baikalsee
Biodiversitäts “Hotspot” ersten Ranges.
Er ist der tiefste und älteste See der Erde, mit höchster Biodiversität!
(800km lang, 30 Mill. Jahre alt)
endemisch
= das Auftreten von Pflanzen und Tieren in nur einer bestimmten, klar abgegrenzten Umgebung
Ursachen für geringe Biodiversität
• Starke anthropogene Belastung von Ökosystemen
- Nähr-, Schadstoff- Belastungen
- Strukturzerstörungen
• Uniformierung und Zerstörung von Landschaften und Lebensräumen durch Land-und Forstwirtschaft, Verkehr, Industrie
- starke natürliche Schwankungen der Lebensbedingungen
- Tiefe Temperaturen
- unzureichende Wasserversorung
- geringe landschaftliche Vielfalt (Strukturdiversität)
Beispiele: Tundra, Taiga, Wüsten
- Biozönotisches Grundprinzip (nach Thienemann)
Je vielfältiger die Umweltbedingungen in einem Ökosystem sind, um so größer ist die Artenzahl (ungestörte naturnahe Ökosysteme)
Kennzeichen: hohe Diversität
Bsp.: naturnaher Auwald; Eines der Ökosysteme Europas mit der höchsten Diversität.
- Biozönotisches Grundprinzip
Je einseitiger die Umweltbedingungen sind, umso geringer wird die Artenzahl und umso Stärke treten einzelne Arten zahlenmäßig in den Vordergrund, meist belastungstolerante Arten.
Kennzeichen: niedrige Biodiversität
Bsp.: intensiv genutztes Agrar-Ökosystem, mit Abwässern belastetes Fließgewässer.
- Biozönotisches Grundprinzip
Je kontinuierlicher sich die Millieubedingungen an einem Standort entwickelt haben, je länger er gleichartige Umweltbedingungen aufgewiesen hat, umso artenreicher ist seine Lebensgemeinschaft.
Bsp.: tropische Regenwälder
Meldung zur internationalen Konferenz über Biodiversität in Bonn 2008
Die biologische Vielfalt unseres Planeten ist von 1970 bis 2005 um 27 Prozent zurückgegangen.
..weit davon entfernt den globalen Verlust der biologischen Vielfalt deutlich einzuschränken.
..im asiatisch-pazifischen Raum ist der Index für Land- und Süßwasserarten um über 70% gefallen.
Auch in Europa ist der “Living Planet Index” für Arten in 15 Jahren um 35% gesunken.
Ökosysteme sind:
- sind keine “Super-Organismen”
- sind Ausschnitte aus der Natur, die keine festen Grenzen haben
- sind dynamische Systeme mit nahezu beliebig vielen Zuständen• jeder Zustand kann bei veränderten Bedingungen Ausgangsbasis für einen neuen Zustand sein.
Ökosysteme haben:
- haben keine “innere Funktionssteuerung”
- haben keine festen Strukturen
- Ökosysteme können nicht “zusammenbrechen” oder “sterben” wie ein Organismus
- Natur ist eine Natur offener (Öko)systeme
Gibt es ein ökologisches Gleichgewicht?
-> wenn überhaupt, haben Ökosysteme ein höchst dynamisches, variables Gleichgewicht.
Bei relativ konstanten Bedingungen (Klima, Temperatur, Sauerstoffgehalt, Wasserhaushalt usw.) bleiben Ökosysteme in einem relativ konstanten Zustand mit einer je nach Klimaregion unterschiedlichen jahreszeitlichen Dynamik (Sommer, Winter).
Biosphäre
Die Biosphäre ist der “belebte” Teil der Geosphäre (Erdoberfläche).
Bis 9km Höhe gibt es lebende Organismen (Vögel, Insekten)
und
Tiefsee ist bis zu 11km Tiefe belebt.
Nearktische Region
Prärie (Steppe, Savanne)
Nordamerika
Paläarktische Region
Borealer Nadelwald (Taiga)
- der nördlichste Waldtypus der Erde
- die nördlichste Vegetationszone in der Wachstum von Wäldern möglich ist
Nordasien
Gemäßigte (Nemorale) Region
lat. nemus = Wald
“gemäßigtes” Klima
- (Unterteilung in warmgemäßigte (nemorale) Zone und kaltgemäßigte (borealische) Zone)
Mitteleuropa
Neotropische Region
Tropischer Regenwald
Mittel- u. Südamerika
Paläotropische Region
Savanne
Afrika
Orientalische Region
Tropischer Regenwald
Südostasien
Australische Region
Steppe, Savanne
Australien
Definition: “Landschaft”
Landschaft kann definiert werden als ein Teil der Erdoberfläche, der an einer konkreten Stelle der Erde eine räumliche Einheit von bestimmtem Charakter bildet.
Definition “Landschaftsraum”
Landschaftsraum ist ein konkreter Ausschnitt der Erdoberfläche (Geosphäre), der eine Einheit bildet aus:
• geschichtlicher Entwicklung (Landschaftsentwicklung)
• Struktur (Landschaftsstruktur)
• Bild (Landschaftsbild)
• Haushalt (Landschaft Haushalt).
Jeder Landschaftsraum besteht aus einem für ihn charakteristischen Gefüge von Ökosystemen/Ökotopen.
Größte Einheit eines Landschaftsraumes:
Größte Einheit ist der Landschaftsgürtel (das Biom oder das Zonobiom)
-> zonenartige von Nord nach Süd unterschiedliche Großlebensräume, klimatisch und in der Vegetation abgrenzbare Landschaftseinheiten.
Kleinste Einheit eines Landschaftsraums:
Kleinste, geographisch und planerisch relevante Einheit ist die landschaftliche Grundeinheit, das Ökosystem oder der Ökotop.
Ökotop
Das Ökotop bezeichnet die räumliche Ausdehnung und die unbelebten Bestandteile eines Ökosystems.
Biom
Als Biom wird die vorherrschende Lebensgemeinschaft oder das gesamte vorherrschende Ökosystem eines ausgedehnten Bereichs der Erdoberfläche bezeichnet.
(Biom=Kurzform von Bioinformation)
Zonobiom
Ein Zonobiom fasst Landschaften zusammen, die größere Übereinstimmungen in den Merkmalen Klima (!), Vegetation, Tierwelt und Böden aufweisen.
Die räumliche Lagebestimmung der Zonobiome richtet sich in erster Linie nach den Klimazonen. (Legen sich gürtelförmig um die Erde)
Zonobiome der Erde:
1: Äquatoriales Zonobiom(ZB)
- tropischer Regenwald
2: Tropisches ZB
- Savanne
3: Subtropisches ZB
- Wüste
4: Mediterranes ZB
- Hartlaubwald (arid-humid)
5: Nemorales ZB
- Sommergrüner Laubwald,gemäßigt (ausgeprägte Jahreszeiten)
6: Boreales ZB
- Taiga, Nadelwald kalt-gemäßigt, sehr frostresistent
7: Arktisches ZB
- baumfreie Tundra
Borealis
(lat.) borealis = nördlich
Landschaftsfaktoren:
- Relief (Oberflächengestalt)
- Gestein
- Boden
- Klima
- Wasser
- Pflanzendecke
- Tierwelt
- menschliche Gesellschaft
Naturräume:
Naturräume = Landschaftsräume die nach natürlichen Landschaftsfaktoren abgegrenzt sind.
Naturräumliche Großregionen Mitteleuropas:
- Nordmitteleuropäisches Flachland
- Mittelgebirge
- Alpenvorland
- Alpen
Gürtelförmig angeordnete Großregionen mit zunehmender Entfernung der Westküste Europas eine Quergliederung die klimatisch, in den Bodentypen und Pflanzenformationen deutlich wird.
Wozu Topographische Karten (TK) in der Planung?
Für die Analyse:
- Karten enthalten Landschaftsinformationen die für die Planung benötigt werden.
- Karten ermöglichen z.B. die Darstellung der Ergebnisse von Bestandserhebungen (Pflanzen o. Tiere, Biotope uvm.)
Für die Planung:
- TK bilden eine wesentliche Grundlage für Planungen
- TK ermöglichen die Darstellung von Planungsideen und Zielzuständen
- TK dienen der Lagebestimmung von Planungsinhalten und der anschaulichen Illustration textlicher Planungsinhalte.
Maßstab einer Karte:
Der Maßstab bezeichnet das Verhältnis einer Strecke auf der Karte zur realen Länge dieser Strecke in der Landschaft.
Bsp. Bei einem Maßstab 1:25.000 entspricht 1cm auf der Karte 25.000cm (=250m) in der Landschaft.
Ein großer Maßstab:
Großer Maßstab stellt eine relativ kleine Fläche detailliert dar, im Maßstab bis 1:10.000 (großmaßstäblich).
Ein kleiner Maßstab:
Kleiner Maßstab stellt eine relativ große Fläche weniger detailliert dar, im Maßstab über 1:300.000 (kleinmaßstäblich).
Höhenlinien sind:
Höhenlinien sind fiktive Linien die zur Darstellung von Geländeerhebungen auf topographischen Karten eingezeichnet sind.
Die Dichte der HL zeigt die Neigung (Steilheit) des Geländes an und vermittelt eine Vorstellung von der Höhendimension der Landschaft.
Isohypsen:
Isohypsen sind Linien gleicher Meereshöhe
Isobathen:
Isobathen sind Linien gleicher (Meeres)-Tiefe (in Gewässern).
griech. bathos = “Tiefe”
Äquidistanz
Äquidistanz (oder auch Schichthöhe) nennt man den vertikalen (lotrechten) Abstand zweier benachbarter Höhenlinien.
Relief
Das Relief gibt die Oberflächengestalt der Erde, d.h. die Form der Landschaft wieder.
frz. relever = erheben
Reliefenergie
Die Reliefenergie (R) bezeichnet den Höhenunterschied in einem Gebiet, bezogen auf eine Flächeneinheit in m/km2.
Steile Gebirge haben eine hohe R, flache Landschaften eine geringe R.
Die R ist unabhängig von der Meereshöhe!
Die Reliefenergie (R) gibt Auskunft über die Erosionsgefährdung einer Landschaft.
Thematische Karten:
Thematische Karten liefern eine (kartographische) Darstellung eines spezifischen Themas.
Bsp. für kartographische Themen:
- Topographie
- Klima (Wetter, Niederschläge)
- Vegetation
- Nutzungen
- Geologie
- Bodentypen
- Gewässergüte
- Industrieproduktion
Thematische Karten sind polythematisch.
Definition der Topographischen Karte:
TK’s sind monothematisch!
Wasserhaushaltsgleichung:
Niederschlag =
Verdunstung + Abfluss +- Speicherung
Binnengewässer, generelle Typen:
Binnengewässer-Ökosysteme =
Limnische Ökosyteme (limne = See)
• Oberirdische Gewässer
- stehende Gewässer
- fließende Gewässer
• Unterirdische Gewässer
- Grundwasser und Höhlengewässer
Oligotrophe Gewässer
oligotroph = nährstoffarm
Oligotrophes Gewässer: klar, hohe Sichttiefe
Der größte deutsche See
-> der Bodensee
Im Grenzgebiet Deutschland-Schweiz-Österr.
Kleinere Stillgewässer mit geringer Tiefe:
Natürliches Stillgewässer: Weiher
Künstliches Stillgewässer: Teiche
Eutrophe Gewässer
eutroph = nährstoffreich
Eutrophe Gewässer sind trüb, geringe Sichttiefe
Trophie
Trophie ist definiert als Intensität der Pflanzenproduktion (Primärproduktion).
Ihr Umfang hängt ab vom Angebot an Licht und Pflanzennährstoffen, hauptsächlich Stickstoff-, und Phosphor-Verbindungen.
Primärproduktion
Primärproduktion bezeichnet die Produktion von Biomasse durch die Produzenten (Algen,Bakterien), mit Hilfe von Licht (Photosynthese) oder chemischer Energie aus anorganischen Substanzen.
Eutrophierung
Eutrophierung ist die verstärkte Produktion von pflanzlicher Biomasse im Gewässer.
Seen-Sanierung:
Sanierung:
Nachhaltige Bekämpfung der Ursachen der Eutrophierung durch Rückhaltung und Vermeidung von Nähr- und Schadstoffen im Einzugsgebiet.
Seen-Restauration:
Restauration:
Maßnahmen im und am Gewässer selbst zur Verbesserung des ökologischen Zustands durch Nährstoffverarmung.
EU WRRL
Europäische Wasserrahmenrichtlinie (EU WRRL):
Kriterien zur Bewertung von Fließgewässer-Belastungen
Indikatoren für Abwasserbelastung:
- Wimpertierchen
- schwarz gefärbte Steine
- Rollegel
- Fliegenlarven
- Wasserasseln
Gewässer Sanierung
• Abwasserbehandlung durch Kläranlagen mit
- mechanischer
- biologischer und
- chemischer Reinigungsstufe
• Reduktion diffuser Einträge, vor allem aus der Landwirtschaft
Gewässer Entwicklung
Renaturierung technisch ausgebauter Fließgewässer:
- Erhalten und Schützen naturnaher Gewässer
- Entwickeln naturnaher Strukturen (Eigenentwicklung)
- Gestalten denaturierter Gewässer (naturnaher Wasserbau)
Maßnahmen der Gewässerentwicklung
• Erhalten:
Reste naturnaher Gewässerstrecken schützen und erhalten
• Entwickeln:
Den Anstoß für eine zukünftige Gewässerentwicklung denaturierter Gewässerabschnitte geben durch:
- Initialmaßnahmen
- Ändern von Randbedingungen
- Eigendynamik des Fließgewässers fördern
Wann Gewässer-Gestaltung?
Gestalten von Gewässern, bei denen in absehbarer Zeit keine natürliche Eigenentwicklung möglich ist.
Wichtig ist vor allem die Wiederherstellung der Durchgängigkeit durch:
- Abstürze umbauen
- Wehre umgehen
- Verrohrungen entfernen
- Sohlanbindung von Nebengewässern
- Entfernung von technischem Uferverbau
- Anhebung der Sohle bei Tiefenerosion
