Vorlesung 5 - Ökologie der Ökosysteme Flashcards
Energiefluss
Gesamte Energie auf der Erde stammt von der Sonne
Erwärmung der Erde durch Photonen sorgt für:
globale Luftströmungen, globale Meeresströmungen, Wasserkreislauf, Photosynthese
- HS der Thermodynamik
Energie kann weder gewonnen noch verbraucht werden. Sie kann nur in unterschiedliche Energieformen umgewandelt werden.
- HS der Thermodynamik
Beschreibt die Richtung der Energieumwandlung.
Primärproduktion
Beschreibt den Prozess bei dem durch Photosynthese Biomasse in g/m²/Jahr aufgebaut wird.
Bruttoprimärproduktion (BPP):
Ist die gesamte organische Substanz die innerhalb eines Zeitraumes durch photoautotrophe Pflanzen in einem Ökosystem erzeugt wird.
Nettoprimärproduktion (NPP):
Darin wird der Energieverlust der Pflanzen durch Respiration (R) bilanziert.
NPP = BPP - R
Im terrestrischen Ökosystem hängt die Produktivität der Primärproduktion von folgenden Faktoren ab:
− Temperatur
− Wasser
− Nährstoffe ( z.B. Stickstoff und Phosphor)
Im aquatischen Ökosystem hängt die Produktivität der Primärproduktion von folgenden Faktoren ab:
− Temperatur
− Licht (in Abhängigkeit von der Wassertiefe)
− Nährstoffe (z.B. Stickstoff, Phosphor und Eisen)
Sekundärproduktion
Die Sekundärproduktion eines Ökosystems stellen Herbivoren und Destruenten dar.
Pflanzenfresser und Destruenten verbrauchen die gesamte Primärproduktion eines
Ökosystems.
Die Sekundärproduktion (Pflanzenfresser) ist abhängig von der Primärproduktion
Top-Down Kontrolle:
Durch Raubtiere werden
die Pflanzenfresser „in Schach“ gehalten.
Energiefluss in der Nahrungskette
Die von Pflanzen gespeicherte Energie wird durch die Bewohner eines Ökosystems in
mehreren Schritten innerhalb der Nahrungsketten bzw. -netze weitergegeben.
2 Hauptnahrungsketten
Lebendfresserketter, Zersetzerkette
Recycling von Nährstoffen
Die Primärproduktion der Pflanzen hängt von der Aufnahme von Kohlenstoff aber auch
von den Nährstoffelementen wie N, P und S ab.
Pflanzen können Nährstoffe nur in anorganischer oder mineralischer Form aufnehmen.
Saprophagen
Bei Saprophagen unterscheidet man vier Gruppen:
(1) Mikrofauna (< 100 µm): z.B. Protozoen und Nematoden
(2) Mesofauna (100 µm – 2 mm) z.B. Milben und Collembolen
(3) Makrofauna (2 mm – 20 mm) z.B. kleine Käfer und Enchyträen
(4) Megafauna (> 20 mm) z.B. Schnecken, Würmer und Tausendfüßer
Zersetzungsrate
Die Zersetzungsrate ist der Verlust an organischem Material während der Zersetzung.
Die Zersetzungsrate ist abhängig von:
(1) der Eignung und Zusammensetzung des Materials (z.B. Laubstreu) als Nahrungsquelle für Destruenten. (2) abiotische Umweltbedingungen a) Sauerstoffgehalt b) Temperatur c) Niederschlag d) pH-Wert
POM:
Totes organisches Material (particulate organic matter) wird bei seinem Weg auf
den Grund eines Gewässers stetig zerkleinert und abgebaut. Am Gewässergrund lagern
sich in den Sedimenten letztlich Huminstoffe ab.
DOM:
In der freien Wassersäule befinden sich auch gelöste organische Substanzen
(dissolved organic matter). Geliefert wird dies Material von Zoo- und Phytoplankton.
Umwälzung des Wasserkörpers in Abhängigkeit der Jahreszeit:
Sommer- und Winterstagnation, Umwälzung im Frühjahr und Herbst
Definition Biogeochemische Kreisläufe
Biotische und abiotische Kompartimente befinden sich in einem Kreislauf.
Beispiele für abiotische Kompartimente sind:
Atmosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre und Lithosphäre
Man unterscheidet zwischen zwei Haupttypen der bgc. Kreisläufe:
(1) Gaskreisläufe: Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid
(2) Sedimentkreisläufe: mineralische Nährstoffe, Schwefel und Phosphor
Der Kohlenstoffkreislauf
Kohlenstoffquelle aller Organismen ist das atmosphärische CO2.
Fixierung des CO2 durch Photosynthese, daher enge
Kopplung des Kohlenstoffkreislaufs mit den
Energieflüssen.
Ein Teil des Kohlenstoffes wird in kühlen und/oder trockenen Gebieten durch langsame Zersetzung akkumuliert → Bildung fossiler Energieträger.
Keeling-Kurve
Misst seit 1958 den CO2-Anteil in trockener Luft
Der Stickstoffkreislauf
Stickstoff (N2) wichtiger Bestandteil der Proteine.
Verwertbare Formen sind NH4+ und NO3- .
Fixierung des atmosphärischen N2 durch:
a) Auswaschung des NO3- aus der Atmosphäre
b) Biologische Prozesse durch Bakterien der Gattung
Rhizobium die in Symbiose mit Pflanzen leben und freilebende Bakterien und Cyanobakterien
(saurer pH hemmt Aktivität).
Der Phosphorkreislauf
Die Quelle für Phosphor sind Gesteine(Calciumphosphat) und mineralische Vorkommen (Apatit) und wird daraus ausgewaschen.
In terrestrischen Ökosystemen beginnt die Aufnahme über in Wasser gelöstem Phosphat.
Phosphat ist ein Mangelfaktor für die Primärproduzenten, daher werden phosphathaltige Düngemittel eingesetzt und Phosphat ist auch in Waschmitteln enthalten → über Run-Off und Abwasser Überdüngung der Gewässer.
