Vorlesung 6 - Biogeographische Ökologie Flashcards

1
Q

Def: Biogeographie

A

Die Biogeographie untersucht die Ver-/Ausbreitung von Pflanzen- und
Tierarten und analysiert die Ursachen für Gesetzmäßigkeiten in der
Verbreitung

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2
Q

Def: Konvergente Evolution

A
Evolutive Anpassung an gleichartige
Umweltbedingungen bei Vertretern
systematisch verschiedener
taxonomischer Gruppen ->
Übereinstimmung äußerer Gestalt
/Verhalten
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3
Q

Def: Biom

A

Durch Pflanzenformationen abgegrenzte Lebensgemeinschaften mit den darin
lebenden Tierarten und sonstigen Organismen
mit spezifische Landschaftsräume = Zonobiome

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4
Q

Gliederung der Regionen

A
• warme, feuchte Klimazonen ohne
ausgeprägte Jahreszeiten:
immergrüne Laubbäume
(Regenwald)
• subtropische Wälder mit Trocken
und Regenperioden:
blattabwerfende Baumarten
(Blattwurf bei Trockenheit/Hitze)
• geringe Niederschläge / lange
Trockenzeiten: Baumsavannen
• weiter abnehmende
Niederschläge: keine Bäume
(Vegetationsperiode zu kurz),
Strauchlandschaften,
Halbwüsten, Wüsten
• Es bestehen breite
Übergangszonen zwischen den
Biomen => fließende Übergänge
• Neben dem Klima bestimmen
auch Bodenrelief,
Bodenbeschaffenheit und
dynamische Prozesse den
Biomtyp
• Mit abnehmender Temperatur
nimmt der Niederschlag ab und
damit die Vielfalt der Biome
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5
Q

Tropische Regenwälder

A
Die Äquatorialzone
ist durch tropische
Regenwälder
charakterisiert. • hohe Temperaturen
(mittlere
Temperatur in allen
Monaten >18
°C)
• nahezu täglicher
Niederschlag, min.
60 mm monatlich
• Luftfeuchte > 95
%
• Tageszeitenklima
(vs.
Jahreszeitenklima)
Regenwälder ca. 7 % der Landfläche.
Beinhalten mehr als die Hälfte aller Tier- (5 – 30 Mil.) und Pflanzenarten
(170.000).
Etwa 10.000 – 30.000 Baumarten mit ca. 60 – 100 Baumarten / Hektar.
Brasilien mit ca. 1500 Arten in Dt. nur 36 Arten.
Man unterscheidet zwei Typen Regenwälder (Biome).
• Bergregenwald: ab 800 m, Bäume häufig nur eine Höhe von 10 m
• Immergrüne Tieflandregenwald
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6
Q

Savanen

A
Savannen
kommen in
halbtrockenen
tropischen
Regionen mit
Regenzeiten vor. • Kurze Regen-,
lange Trocken
-
zeiten (bis zu 9
Monate)
• warm (ganzjährig
durchschnittlich
24
-29
°C)
• Niederschlag
300
-500
mm/Jahr (jährlich
starke Varianz)
Grasdecke, Sträucher und Bäume
in Anhängigkeit von Niederschlag
und Bodenart.
Bäume und Gräser an
Dürreperioden (tief und weit
reichendes Wurzel-system,
schirmförmige Kronen, kleine
Blätter) und regelmäßige Brände
angepasst (Pyrophyten)
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7
Q

(Halb-)Wüsten

A
große Ökosystem
-
vielfalt
.
• heiße Wüsten
(warme trockene
Fallwinde d. inner
-
tropischen
Konvergenzzone)
• Wüsten der
gemäßigten
Breiten (z.B.
Regenschatten
großer Gebirge,
große Entfernung
zum Ozean)
• winterkalte
Wüsten
(Strauchsteppen/
Strauchwüsten)
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8
Q

Hartlaubwälder und Gebüschformationen

A
Mediterranes
warmtemperates
Klima begünstigt
Hartlaubwälder und
Gebüschformationen.
• Westküsten der
Kontinente
• immergrün
• trockene Sommer
(min. 1 völlig
trockener Monat),
kühlere feuchte
Winter
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9
Q

Waldökosysteme der gemäßigten Klimazone

A
In kühleren
Bereichen der
gemäßigten
Klimazone
dominieren Laub
abwerfende
Waldökosysteme:
• Niederschlag zu
allen
Jahreszeiten
• Vegetationsperiode 4-6
Monate
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10
Q

Steppen

A
Steppen der
gemäßigten Breiten
unterscheiden sich
nach klimatischer
und Geomorpho
-
logischer Ausgangs
-
situation. • trockene, winter
-
kalte, kontinentale
Bereiche
• 250
-800 mm
Jahresnieder
-
schlag
• vielfach durch
Brände
entstanden
(Puszta)
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11
Q

Borealer Nadelwald

A
In den borealen Regionen
dominieren Nadelwälder
.
• kaltes, kontinentales
Klima
• starke jahreszeitliche
Schwankungen
(Mittel
-
sibiren: 100
°C
Unterschied zwischen
jährlicher Höchst und
Tiefsttemperatur
)
• Sommer kurz, kühl, feucht • Winter lang, hart, längere
Schneefälle
• Permafrostboden • größter zusammen
-
hängender Waldkomplex
der Erde (1,4 Milliarden
ha)
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12
Q

Tundra

A
Die arktische Tundra ist
durch geringe Nieder
-
schläge und niedrige
Temperaturen gekenn
-
zeichnet
.
• mittlerer Jahresnieder
-
schlag: 200
-600 mm
(artkische Tundra), bis
1000 mm (alpine T.)
• halbjähriger Wechsel
Polartag
/
-nacht
• Durchschnitts
-
temperaturen:
-50
−
\+10
°
C, kurze
Sommer, lange Winter
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13
Q

Def: Limnologie

A

Ökologie der Süßgewässer

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14
Q

Def: Meeresökologie

A

Ökologie mariner Lebensräume

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15
Q

Stillgewässer

A
Endogen:
• tektonische Faltungs- und
Hebungs-prozesse → Entstehung
von Hohlformen/Gräben, die sich
mit Wasser füllen (z. B. Baikal-,
Tanganjikasee)
• vulkanogene Seenbildungen →
Krater-/Calderaseen (z. B.
Eifelmaare, Laacher See)
Exogen:
• Erosions- und
Akkumulationsvorgänge
• häufig glaziale Erosionsvorgänge
(Gletscher: Schmelzwasser, Eis) →
Zungenbeckenseen, Karseen
• unterirdische Erosionsprozesse →
Erdfall- und Dolinenseen
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16
Q

trophische Gruppen des Gewässers

A

euphotische Zone: trophogene Zone (griech. pho͂s, Licht; trophe, Ernährung;
gennan, erzeugen) → Hier findet die Photosysnthese statt.
• aphotische Zone: tropholytische Zone (griech. lytikos, auflösend) → Hier fehlen
Produzenten (nur noch Konsumenten/Destruenten aktiv)

17
Q

Gewässertypen

A
Oligotrophe Seen:
• Nährtoffarmut
• Wasser klar, im Sonnenlicht
blau/blaugrün
• geringe Produktivität,
eingeschränkte
Destreuentenaktivität → O2-
Konzentration im Hypolimnion
hoch, Bodensedimente
größtenteils mineralisiert
• nur geringe Individuenzahl
von Organismen
Mesotrophe Seen:
• zunehmende Zahl von Pflanzenarten/-gesellschaften
Eutrophe Seen:
• Nährstoffreichtum
• zunehmendes Algen-
/Pflanzenwachstum → erhöhte
Produktivität → verstärkte Freisetzung
von Nährstoffen / organischen
Verbindungen → weitere
Wachstumsstimulation
• vermehrte Bakterienaktivität am Grund
(O2
-Verbrauch)
• verminderte Artenzahl im Benthal bei
hoher Biomasse / Individuenzahl
• oft hoher Schwebstoffgehalt,
Phytoplankton, trübgrüne Färbung,
Grünalgenwatten an Oberfläche
• Zu starke Nährstoffanreicherung kann
zum „Umkippen“ führen. Anthropogener
Einfluss
18
Q

Flussquellen

A

• Sicker- und Sumpfquellen (Helokrenen):
Wasser sickert durch Erdschicht, Quellgebiet
sumpfiger Lebensraum
• Tümpel-/Grundquellen (Limnokrenen):
Grundwasseraustritt in Quellbecken/-topf
• Sturz-/Fließquellen (Rheokrenen): Wasser
strömt schnell und direkt aus, fließt sofort ab
• Einige Fließgewässer treten als
Schmelzwasser im Bereich von Gletschern
(Kryal) aus.
• Im Quellbereich turbulente/lotische Bereiche
• Richtung Mündung Zunahme lenitischer
Bereiche mit laminarer Strömung

19
Q

Ästuare/Brackwasserzone

A
Wo Flüsse ins Meer fließen, entstehen
Ästuare mit Gezeitenfluss.
• besonders nährstoffreiche, produktive
Lebensräume
• Problem für Organismen: wechselnder
Salzgehalt
Spezifische Brackwasserfauna
• anadrome Arten: verbringen den
Großteil ihres Lebens im Meer, kommen
zum Laichen ins Süßwasser
• katadrome Arten: entsprechend
umgekehrt.
Mangroven: Viviparie, Atemwurzeln, Stelzwurzeln
Austernbänke: meist im rechten Winkel
zum Gezeitenstrom, Plankton als Nahrung
liefert, Abfallstoffe abtransportiert
20
Q

Meere

A

Meere gliedern sich in verschiedene Lebensbereiche.
Pelagial: Zone des freien Wassers
• neritische Region / Flachmeerregion: über dem Kontinentalschelf
• ozeanische Region / Hochsee: über der Tiefsee
Benthal: Zone des Meeresbodens

Je nach Meerestiefe bilden sich
unterschiedliche pelagische
Lebensgemeinschaften aus.
• dominierende autotrophe Organismen:
Phytoplankton
• wichtigste Herbivore: Zooplankton
(z.B. Ruderfußkrebse, Krillkrebse
(insbesondere Antarktis)
• MikroorganismenNahrungskreislauf: ergänzt
Planktonnahrungsnetz an der Basis
• frei bewegliche Organismen, die das
Zooplankton fressen: Nekton (Fische,
Krebse, Schildkröten, Wale,
Meeresvögel etc.)
21
Q

Meere - Tiefsee

A
Lebensgemeinschaft des Meeresbodens: Benthos
Nahrungsquelle: herabsinkendes organisches Material
große Artenvielfalt: Polychaeten (Borstenwürmer), Ranzenkrebse (Peracarida),
Bakterien
Heiße Hydrothermalquellen an
unterseeischen Gebirgsketten
• Kaltes Meerwasser dringt in die
Basaltlavaschicht der Erdkruste ein
und kehrt erhitzt und angereichert
mit Nährstoffen durch Schlote
wieder ins Meer zurück.
• vielfältige, einzigartige
Tiefseelebens-gemeinschaft
• Primärproduzenten:
chemosynthetische Bakterien
22
Q

Meere - Korallenriffe

A

Korallenriffe sind hochkomplexe Ökosysteme aus Kolonien von Korallentieren.
Riffbildende Korallen nur in warmen, flachen Gewässern tropischer Küsten
• Zooxanthellen: symbiontische, photosynthetisch aktive Algen im Gewebe
des Korallen → Lichtbedarf
• Ausgefälltes Calcium aus dem Wasser zur Skelettbildung (hohe
Temperatur, hoher Salzgehalt, geringe CO2
-Konzentration erforderlich)
Riffe mit besonders große Artenvielfalt und
Produktivität in ansonsten nährstoffarmen
Meeren (Nährstofffalle).
3 Haupttypen:
• Saumriffe: wachsen von Felsküsten ins
Meer
• Barriereriffe: parallel zur Küste
verlaufend
• Atolle: Ringe aus Riffen und Inseln,
entstanden durch abgesunkene Vulkane

23
Q

Meere - Produktivität

A
Über die Produktivität der Ozeane bestimmen Licht und Nährstoffe.
Primärproduktion (Photosynthese) auf lichtdurchflutete, nährstoffreiche
Regionen beschränkt.
Produktivität von 2 Prozessen
abhängig:
1. jahreszeitlich bedingte Auflösung
der Thermokline →
Wasserumwälzung
2. Auftrieb nährstoffreichen
Tiefenwassers an die
Meeresoberfläche
→ höchste Primärproduktion
in Küstennähe (Zirkulation in
flachem Wasser über
Kontinental-sockel in Regionen
mit Jahres-zeitenklima).
24
Q

Gezeitenzone

A

Gezeitenzonen bilden den Übergang zwischen marinen und terrestrischen
Ökosystemen.
Felsküsten zeigen eine charakteristische Zonierung

Supralitoral (Spritzwasserzone): stark terrestrisch beeinflusst (z.B.
Cyanobakterien (Calothrix), Krustenflechten (Verrucaria), Grünalgen
(Entophysalis))
Litoral (Gezeitenzone): unterhalb des Supralitorals – wird täglich einmal überflutet
und wieder freigelegt (z. B. Rankenfußkrebse (Cirripedia), Strandschnecken
(Littorina stark verbreitet; namengebend), Austern (Ostrea), Miesmuscheln
(Mytilus), Napfschnecken (Patella), Braunalgen (Phaeophyceae))
Sublitoral: tiefste durch Gezeiten beeinflusste Wasserlinie bis Rand des
Kontinentalsockels
Lithothelmen: bei Ebbe zurück
bleibende Tümpel in Spalten,
Felsbecken, Vertiefungen mit extremen
Umweltbedingungen

25
Q

Salzmarschen

A
Über ihre Struktur bestimmen Gezeiten und
Salzgehalt.
• Vorkommen: Überschwemmungsgebieten
an Flussmündungen, im Schutz von
Landzungen, Sandbänken oder Inseln
entlang der Küste
• Mit verschiedene Vegetationszonen von
der Wasserlinie bis zu höher gelegenen
Bereichen: z.B. Schlickgras (Spartina):
Aerenchym in Stängel und Wurzeln →
Luftversorgung der Wurzeln im anaeroben
Schlick
• Salzpfannen: bei Flut überschwemmt, bei
Ebbe durch Verdunstung Ablagerung von
Salz auf dem Schlick
• Priele: natürliche, oftmals mäandrierende
Wasserläufe in der Salzmarsch
26
Q

Mangrovenwälder

A

In tropischen Gebieten Mangrovenwälder anstelle von Salzmarschen.
• erstrecken sich landeinwärts bis zur obersten Hochwasserlinie (nur
gelegentliche Überflutung)
• üppige Tierwelt (terresrisch und marin), geschützte Gewässer zwischen
Wurzeln Rückzugsgebiet für Larven, Jungtiere, Krebse, Krabben, Fische
• Stelz- und Atemwurzeln, Viviparie

27
Q

Süßwasserfeuchtgebiete

A

Sind artenreiche und
vielgestaltige
Ökosysteme.
Zeitweise hohe Bodenfeuchte, Nässe, oberflächliche Wasserbedeckung

Niedermoore: Feuchtgebiete, in denen
Sauergräser dominieren, entstehen bei der
Verlandung nährstoffreicher Gewässer.
• Zersetzung toten organischen Materials
gehemmt oder unterbunden → Sumpfhumusoder Torfbildung, Anschluss an
Mineralbodenwasser
• Der pH-Wert liegt zwischen 3,5 und 7,0
Sumpfige Bereiche an Seen o. Flussufern: Röhrichte,
Großseggensümpfe
• Süßgräser (Poaceae, z.B. Schilfrohr (Phragmites)),
Sauergräser (Cyperaceae), Simsen (Scirpus),
Rohrkolbengewächse (Typhaceae)
Hochmoor: kein Kontakt zum Grundwasser, allein
durch Niederschlag gespeist, pH-Wert im sauren
Bereich.
• Pflanzen: Torfmoose (Sphagnum) vorherrschend
• Tiere: eingeschränkte Artenvielfalt (Säuregrade,
Temperaturschwankungen)
• entstehen z.B. wenn sich ein See mit
organischem Material füllt oder von außen nach
innen zuwächst

28
Q

Ökologie und Mensch

A

Der unaufhaltsame Niedergang der Feuchtgebiete
• galten jahrhunderterlang als geheimnisvolle, wenig zugängliche Orte
• Trockenlegung zur landwirtschaftlichen Nutzung
• Hochmoore/Salzmarschen in vielen Gebieten bis auf wenige Reste
verschwunden
• Reste häufig durch Pestizide und Schwermetalle verunreinigt/geschädigt
• Ökologischer und volkswirtschaftlicher Wert - Lebensraum für
Wasservögel, Menge/Qualität des Grundwassers, Überschwemmungs -und
Retentionsflächen, Sedimentfalle.
• gehören zu den am stärksten bedrohten Ökosystemen der Erde → in der EU
häufig als Gebiete der Vogelschutzrichtlinie und Fauna-Flora-HabitatGebiete ausgewiesen und streng geschützt.

29
Q

Artenvielfalt (Biodiversität)

A
Bisher ca. 1,5 Mio.
Arten beschrieben;
Gesamtzahl rezenter
Arten wird auf 10 Mio.
geschätzt
• unterliegt einem
ständigen Wandel
• verteilt sich nicht
gleichmäßig auf der
Erdoberfläche →
regionale, globale,
räumliche, zeitliche
Muster
30
Q

Artenvielfalt im Laufe der Erdgeschichte

A
Evolution der Artenvielfalt geht
mit zunehmender Diversität
einher → aber auch Phasen
der Abnahme
• Asteroideneinschläge,
Veränderungen des
Makroklimas
• in historischer Zeit
(insbesondere seit 1600 n.
Chr.) verstärktes
Artensterben
In mehr als 75 % der Fälle
Menschen als Ursache
(Lebensraumzerstörung,
Einschleppung räuberischer
Tiere/Parasiten, übermäßige
Jagd/Fischerei)
31
Q

Verteilungsmuster der Arten

A

Die regionale und globale Artenvielfalt zeigt ein
geographisch variierendes Muster.
• terrestrische und marine Artenvielfalt sinkt
vom Äquator zu den Polen
• mögliche Ursachen: Umweltfaktoren
(Klimawandel, Verfügbarkeit lebenswichtiger
Ressourcen)

32
Q

Artenvielfalt

A

Die Artenvielfalt ist eine Folge von Prozessen, die sich in verschiedenen
Dimensionen abspielen.
• α-Diversität: Artendiversität einzelner Lebensgemeinschaften /
intrabiozönotische Diversität („diversity within a community“)
• β-Diversität: charakterisiert den Grad des Artenwechsels entlang von
Gradienten
• γ-Diversität: gesamte Artenvielfalt von größeren Landschaftsausschnitten einer
bestimmten geographischen Region / interbiozönotische Diversität („diversity of
community complexes“)
• δ-Diversität: kennzeichnet den Umfang des Zönosenwechsels entlang von
Gradienten
• Artenvielfalt ändert sich auch in geologischen Zeiträume