VL 1 Einführung in die Ökologie Flashcards
Was ist ein Umweltsystem?
- Umgebung in den Organismen mit ihrer spezifischen Umwelt in Wechselwirkung treten
- besitzen strukturelle und funktionelle Eigenschaften
- Stabilität durch Komplex an Komponenten gewährleistet
-> gesetzmäßig und regelhaft angeordnet
-> stehen in Wechselwirkung
- beinhaltet Stoffflüsse und deren Regelmechanismen (u.a. Nährstoffkreisläufe und trophischen Beziehungen zwischen Organismen)
- gekennzeichnet durch Entwicklung und Evolution, d.h. die Organismen unterliegen
der natürlichen Auslese (Selektion) und Adaptation an die Umwelt
===> allgemein aus 2 Komponenten:
belebte -> Lebensgemeinschaft: Biozönose
unbelebte -> Lebensraum - Biotop
- Global gesehen bilden die Ökosysteme der Erde das übergeordnete System der Biosphäre
Definition Biozönose
= Lebensgemeinschaft
* die Gesamtheit aller Organismen in einem Biotop
- Individuen stehen miteinander direkt oder indirekt in Wechselwirkung
- setzt sich aus einer Phytozönose (Pflanzengesellschaft), Zoozönose (Tiergemeinschaft)
und Mikroorganismengemeinschaft (Bakterien & Pilze) zusammen
Definition Biotop
= Lebensraum einer Biozönose
* bestimmter Lebensraum mit gleichen Umweltbedingungen
* beherbergt lokale Populationen verschiedener Arten
Definition Habitat
Das Habitat bezeichnet den typischen Standort einer Pflanze oder eines Tieres. - nach Linné
Beispiel: “habitare in silvis” = bewohnt Wälder
Definition Assoziation
nach Humboldt:
* = Pflanzengemeinschaft (synonym)
* Regionen mit ähnlichem Klima beherbergen Pflanzen mit ähnlichen Lebensformtyp
* Die Arten können taxonomisch sehr verschieden sein, ihre strukturellen und funktionellen Eigenschaften spiegeln jedoch die Umweltbedingungen am Standort wider z.B.
Kakteen und Wolfsmilchgewächse
Was ist das Ziel der quantitativen Ökologie?
Untersuchung der Beziehung der Organismen untereinander und mit ihrer Umwelt
* Methode:
o erheben von Daten (Beobachtungen,
Messungen)
o repräsentative Stichproben
o Überprüfen von Hypothesen
* graphische Darstellung Bsp. mit:
o erklärende (unabhängige) Variable –> hier N-Verfügbarkeit
o Response-Variable (abhängig) –> hier Produktivität
Wie würde man eine Hypothese im Freiland überprüfen? Was sind die jeweiligen Vor- und Nachteile?
Freiland:
* Hypothesenüberprüfung erfolgt mittels Experiments, wobei der vermutete ursächliche
Faktor getrennt (isoliert) untersucht werden soll
- Beispielhypothese: „je höher die Stickstoffverfügbarkeit im Boden desto höher ist der Biomassezuwachs der Pflanzen“
o Experiment: kontrollierte Änderung des
Stickstoffgehaltes über unterschiedliche
Düngermengen. Nach einer gewissen Zeit
wird der Effekt des Stickstoffs auf
das Pflanzenwachstum erfasst.
o - homogenes Versuchsfeld =>
wesentliche Standortfaktoren gleich
o Düngegaben (z.B. niedrig, mittel, hoch) => mehrfach repliziert in Blöcken
o Anordnung der Blöcke zufällig - Nachteil: sehr schwer alle Faktoren bis auf den ursächlichen (Stickstoff) gleich zu halten, besser kontrollierte Bedingungen sind im Labor zu erreichen
Wie würde man eine Hypothese im Labor überprüfen?
Labor:
* Beobachtung unter kontrollierten Umweltbedingungen (Gewächshause)
- Vorteile:
o Umweltfaktoren können konstant
gehalten werden (z.B. Licht, Temperatur,
Bodenfeuchte) - Nachteile/ Einschränkungen:
o Resultate sind nicht direkt auf das
Freiland übertragbar
o dort sind die Pflanzen Teil eines
Ökosystems
o sie interagieren mit anderen Pflanzen,
Tieren und der abiotischen Umwelt
o liefern damit ein mechanistisches Verständnis, ihre Ergebnisse können aber
nicht 1:1 ins Freiland übertragen werden
Bsp: Zusammenhang zw. Pflanzenproduktion und
Stickstoffverfügbarkeit in Grasland-Ökosystem
Wie kommt man zu einer Vorhersage?
Experiment > Model > Vorhersage
- Beobachtungen und Erkenntnisse aus Experimenten dienen Bildung von Modellen
- Mathematische Modelle ermöglichen quantitative Voraussagen
- Bsp.: einfaches lineares Regressionsmodell zur Vorhersage der Pflanzenproduktivität
(y-Achse) in Abhängigkeit von der Stickstoffverfügbarkeit (x-Achse)
–> daraus Regressionsgleichung entwickelt, welche Vorhersagen möglich macht (Betrag der Pflanzenproduktivität pro Einheit Stickstoff im Boden)
Vorgehensweisein der Ökologie zur Modellentstehung:
- wir beobachten ein Naturphänomen
- dies führt zur Entwicklung eines konzeptionellen Modells
- daraus werden Hypothesen formuliert, die Vorhersagen ermöglichen
- diese Vorhersagen werden durch Experimente und/oder Beobachtungen überprüft
Stimmen Ergebnisse und Vorhersagen nicht überein
–> Modell und Hypothese werden verworfen, neue Hypothesen aufgestellt
Stimmen Ergebnisse und Vorhersagen überein
–> einschränkende Annahmen im Modell werden gelockert
–> weiterführende Hypothese wird gebildet (z.B. zum Wassergehalt des Bodens)
Definition Humanökologie
Wechselbeziehungen zwischen Menschen und Umwelt
Welche Faktoren bestimmen den globalen Verbrauch natürlicher Ressourcen?
= Bevölkerungszahl und der Pro-Kopf-Verbrauch
* gilt für Weltbevölkerung, die Fleischproduktion, den globalen Fischfang, den Papierverbrauch und vieles mehr
Beschreibe das einfachste Modell der Ressourcennutzung
Ressourcenmenge ergibt sich aus Differenz
von Input (Zufuhr) und Output (Verbrauch)
* Bei nachhaltiger Ressourcennutzung übersteigt der Verbrauch die Nachlieferung nicht, d.h. Input = Output
* Verbrauch geringer als die Nachlieferung,
nimmt die Ressource zu, ist dagegen der Verbrauch größer, nimmt die Ressource ab
Beschreibe das Prinzip der ökologischen Nachhaltigkeit und wie sie entstanden ist.
Die einfachste Form der ökologischen Nachhaltigkeit unterliegt den Beschränkungen
von Angebot und Nutzung (siehe Ressourcenmodell)
* Ursprung Anfang des 18. Jahrhunderts in Mitteleuropa
* Reaktion auf starke Waldvernichtung –> nachhaltige Waldbewirtschaftung
Was ist die Turnuszeit und wovon ist sie abhängig?
Turnuszeit = Regenerationszeit
- Beispiel Waldbewirtschaftung:
Turnus = Zeitraum nach dem Holz-Einschlag bis wieder die Menge an Holzmasse erreicht ist wie vor dem Einschlag
o Zeitraum ist abhängig von:
§ Wachstumsgeschwindigkeit der jeweiligen Baumart
§ lokalen Umweltbedingungen
- wenn die Turnuszeit verkürzt wird, kann sich Ressource nicht regenerieren –> Erträge fallen bei jedem Abbau niedriger aus, Qualität & Quantität der Ressource verringern sich
