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Ökosystem [Grundlagen der Ökologie]
Viele Ökosysteme unserer Heimat sowie weltweit sind von Verschmutzung, Zerstörung oder
Raubbau betroffen. Auch die globalen Klimaveränderungen haben vielen Ökosystemen stark
zugesetzt und die Artenvielfalt sinkt stetig. Hier erklären wir Dir einige ökologische
Grundbegriffe.
Abiotische Umweltfaktoren
 Begriff → nichtlebende Umweltfaktoren, die in einem Biotop vorliegen und somit die
einzelnen Populationen im Ökosystem beeinflussen
 Übersicht zu abiotischen Umweltfaktoren ↓
Faktorengruppe
abiotische Umweltfaktoren [Beispiele]
Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Luftbewegung [Wind],
Klimafaktoren
Jahreszeit ...
Niederschlag, Sauerstoffgehalt, pH-Wert [Gewässer bzw.
Wasserfaktoren
Niederschlag], Wasserhärte ...
pH-Wert des Bodens, Bodenart, Humusanteil, Mineralien
Bodenfaktoren
[Nährsalzionengehalt], Feuchtigkeit, Kalkgehalt [Gehalt an
Calciumcarbonat] ...
Gehalt an Sauerstoff sowie an Kohlenstoffdioxid, Luftdruck [siehe auch
Luftfaktoren
Klimafaktoren], Schadstoffe, Lautstärke von Geräuschen ...
Lichtfaktoren
Tageszeit, Sonnenlicht, Lichtintensität, Wärmestrahlung, UV-Anteile ...
Standort
Geografie, Landschaftsrelief, Brutplatz, Unterschlupf ...

Ermittlung einiger abiotischer Umweltfaktoren ↓
abiotischer Faktor
experimentelle/praktische Ermittlung
pH-Messgerät, Indikatorpapiere oder -lösungen
[Bodenproben vorher mit Aqua dest. aufschlämmen und filtrieren,
pH-Wert
Schmutzwasser ebenfalls filtrieren, falls Indikatoren benutzt werden]
pH 0...6,9 sauer, pH 7 neutral , pH 7,1...14 alkalisch
mittels Salzsäure [an Hand der Intensität des Aufschäumens] oder
Kalkgehalt
mittels Testreifen
Fingerprobe oder durch genaue Wägung [vor und nach Erhitzen
Bodenfeuchtigkeit
einer Probe wägen]
Lichtstärke
Belichtungsmessgerät
Temperatur
Thermometer
Luftfeuchtigkeit
Hygrometer
Luftdruck
Barometer
Wasserhärte
Teststreifen
Nitratgehalt
Teststreifen
Lärm
Messgerät [Messung des Geräuschpegels in dB]
 Ermitteln abiotischer Umweltfaktoren im Experiment ↓
Download PDF-Datei hier: http://www.eqiooki.de/ecology/print/abiotic.pdf
 Überblick einiger Umweltfaktoren am Beispiel Sonnenblume → siehe Seite 2
Biotische Umweltfaktoren
 Begriff → biotische Umweltfaktoren sind die Beziehungen zwischen den Lebewesen; es
gibt Beziehungen zwischen Individuen einer Art und zwischen Lebewesen verschiedener
Arten
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
Übersicht zu einigen biotischen Umweltfaktoren ↓
innerartliche Beziehungen
zwischenartliche Beziehungen
Beziehungen oder Wechselwirkungen
Beziehungen oder Wechselwirkungen
zwischen Lebewesen einer Population [also
zwischen Lebewesen verschiedener Arten
Individuen der gleichen Art]
 Fortpflanzungsbeziehungen und –
 Nahrungskonkurrenz
verhalten sowie Fortpflanzungs Raumkonkurrenz
konkurrenz
 Feinde, Parasiten, Schmarotzer
 Brutverhalten, Beziehungen zwischen
 Nahrungsbeziehungen [Nahrungsketten,
Eltern und Nachkommen
Nahrungspyramiden, Nahrungsnetze]
 Nahrungskonkurrenz
 fördernde/hemmende
 Raumkonkurrenz [z.B. Revierkampf]
Stoffausscheidungen
 Kommunikation, Rangordnung
 u.a.
 Organismenanzahl und –dichte
 u.a.

Übersicht → einige
ausgewählte
Umweltfaktoren
einer Sonnenblume
Nahrungsketten
 Nahrungsketten → Nahrungsbeziehungen in einem Ökosystem
 Beteiligung des Menschen ↓
Nahrungsketten
Nahrungsketten
ohne menschlichen Eingriff
mit menschlichem Eingriff
stabiles ökologisches Gleichgewicht
kein stabiles ökologisches Gleichgewicht
stabile Nahrungsketten, besitzen gute
häufig muss der Mensch eingreifen, da wenig
Fähigkeit zur Selbstregulation [Eingriffe
Nahrungskettenglieder [z.B. Jagd infolge
werden gut kompensiert, viele
fehlender Raubtiere], z.T. Monokulturen
Nahrungskettenglieder bzw. umfangreiche
[kaum Selbstregulation - Fressfeinde,
Nahrungsnetze]
Parasiten etc. richten großen Schaden an]
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 einfache Nahrungskette ↓
Nahrungsketten sind
eigentlich Kreisläufe
zwischen Produzenten,
Konsumenten und
Reduzenten
Im Bild: Einfacher
Nahrungskreislauf inklusive
Reduzenten.
Möchte man nur eine
Nahrungskette darstellen,
lässt man die Reduzenten
einfach weg.

Nahrungspyramide → Nahrungskette unter Berücksichtigung der Biomasse
[Individuenanzahl]


Nahrungskreislauf → siehe nachfolgendes Thema Stoffkreislauf im Ökosystem
Nahrungsnetze → entstehen durch die Verknüpfung mehrerer Nahrungsketten im
Ökosystem
Stoffkreislauf [in den Nahrungskreisläufen] im Ökosystem
Übersicht
Nahrungskreislauf in einem
Ökosystem ↓
Ein Nahrungskreislauf ist ein
Stofffluss [anorganische
Stoffe (Mineralsalze,
Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff),
organische Stoffe (Biomasse;
d.h. Kohlenhydrate, Fette,
Eiweiße)] zwischen den
Organismen im Ökosystem.
Stoffwechselprodukte werden
zwischen Lebewesen
ausgetauscht sowie
Lebewesen von anderen
konsumiert.
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Stoffkreislauf in einem Ökosystem und Stoffwechselprozesse↓
Die autotrophen Produzenten betreiben in den Chloroplasten Fotosynthese und produzieren
so mit Hilfe von Licht und Chlorophyll aus Wasser und Kohlenstoffdioxid energiereiche
organische Stoffe. Nebenbei geben sie auch Sauerstoff ab. Alle anderen Lebewesen können
nicht allein organische Stoffe bilden und müssen diese in form von Nahrung aufnehmen. Alle
Organismen produzieren aus organischen Stoffen mit Hilfe der biologischen Oxidation
[Zellatmung] in den Mitochondrien Energie, wobei als Produkte Wasser und Kohlenstoffdioxid
entstehen. [Einige Bakterien, Schimmel- und Hefepilze betreiben statt der Zellatmung
verschiedene Gärungsformen.]
Biotop, Biozönose, Ökosystem und Biosphäre
 Biotop [Lebensraum] → von weitgehend angepassten Lebewesen bewohnter, relativ
abgeschlossener Raum mit allen darin wirkenden Umweltfaktoren; z.B. Biotop
Feuchtwiese
 Biozönose [Lebensgemeinschaft] → Gemeinschaft aller Individuen [verschiedener
Arten] in einem Lebensraum; setzt sich aus vielen Populationen zusammen; z.B.
sämtliche Lebewesen in einem See
 Ökosystem → Einheit von Lebewesen und Umweltfaktoren in einem relativ abgegrenzten
Lebensraum; z.B. Ökosystem Hecke
 Merke → Ökosystem = Biotop + Biozönose
 Ökosystem Kiefernwald im Frühling → ein Beispiel ...
 Biotop-Merkmale → mineralstoffarmer, trockener, saurer Sandboden, dünne
Humusschicht, relativ starke Bodenwärme, rascher Wasserabfluss etc.
 Biozönose → Pflanzengesellschaften aus Kiefer, Heidekraut, Heidelbeere,
Wurmfarn, Torfmoos u.a.; Tiergesellschaften [Rehe, Hasen, Rotfüchse ...], auch
Tierstaaten [Rote Waldameise]; Mikroorganismen [z.B. Fäulnisbakterien]; Pilze
[Pfifferling, Steinpilz], Flechten
 Biosphäre → gesamter Raum der Erde, in dem Leben vorkommt; bestehend aus allen
Ökosystemen unseres Planeten
Populationen, Populationsdynamik und ökologische Nische
 Population [Fortpflanzungsgemeinschaft] → Gemeinschaft der Individuen einer Art in
einem relativ abgeschlossenen Lebensraum; z.B. Wurmfarnpopulation eines
Kiefernwaldes
 Populationsdichte → Größe einer Population [Individuenanzahl bezogen auf die Größe
eines Biotops]
 Abhängigkeit der Populationsdichte → hängt von Umweltbedingungen ab [z.B. Klima,
Bodenfaktoren, Feinde, Biotopgröße, Parasiten, Nahrungsangebot, Konkurrenz]
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




ökologische Nische → Gesamtheit der abiotischen und biotischen Umweltfaktoren, die
das Überleben der Individuen einer Art [Population] gewährleisten und beeinflussen
Populationsschwankungen → ständiges Schwanken der Populationsdichte
[Individuenzahl einer Population] in einem Ökosystem um einen Mittelwert, beeinflusst
durch [sich ändernde] Umweltfaktoren; dadurch entsteht eine Populationsdynamik im
Ökosystem
Extremschwankungen → bei sich plötzlich bzw. extrem verändernden
Umweltbedingungen möglich [z.B. Aussterben einer Population; Massenvermehrung von
Schädlingen]
Beispiel → natürliche Populationsschwankungen in einem unbewirtschafteten Teich; in 6
Jahren werden folgende Fischfänge gemacht [Kilogramm]:
Fischfänge pro Jahr in kg
2002
2004
2006
2008
2010 2012
Friedfische
1400
820
2310
3500
1220
560
Raubfische
470
2490
3600
1920
380
2100
Prinzip → 1. Je mehr Friedfische, umso mehr Raubfische → 2. Je mehr Raubfische, desto
weniger Friedfische → 3. Je weniger Friedfische, desto weniger Raubfische → 4. Je
weniger Raubfische, umso mehr Friedfische → (Kreislauf beginnt von vorn, = ökologisches
Gleichgewicht)
Populationsschwankungen grafisch → Beispiel; Schwankungen der Populationsdichten
von Beute- und Raubtier [Ökosystem ohne menschlichen Eingriff in das biologische
Gleichgewicht]
Biologisches Gleichgewicht [ökologisches Gleichgewicht]
 biologisches Gleichgewicht → ist gekennzeichnet durch ...
 relative Stabilität der Größenverhältnisse zwischen den Populationen eines
Ökosystems
 Populationsdichte [bei allen Populationen] schwankt um einen relativ konstanten
Mittelwert
 ausgeglichener Stoffumsatz in stabilen Nahrungsketten
 Beispiel → biologisches Gleichgewicht zwischen Borkenkäfer [Beutetier] und Specht
[Räuber] ...
1. Je mehr Borkenkäfer, umso mehr Buntspechte → 2. Je mehr Buntspechte, desto
weniger Borkenkäfer → 3. Je weniger Borkenkäfer, desto weniger Buntspechte → 4. Je
weniger Buntspechte, umso mehr Borkenkäfer → Kreislauf beginnt von vorn, biologisches
Gleichgewicht zwischen den Populationen
 Störungen des biologischen Gleichgewichts → durch ...
 Naturereignisse [z.B. Sturm, Waldbrand, Massenvermehrung von Schädlingen
durch günstige Umweltfaktoren]
 den Menschen [z.B. unkontrollierte Jagd, Düngemitteleinsatz,
Umweltverschmutzung]
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
Einfluss des Menschen auf Ökosysteme ↓
Einfluss des Menschen auf
Einfluss des Menschen auf
ein naturbelassenes Ökosystem
ein künstliches Ökosystem
artenreich
artenarm
z.B. Kiefernmischwald
z.B. Monokultur Getreidefeld
kaum Beeinflussung des biologischen
starke Beeinflussung des biologischen
Gleichgewichts, wenig nachteilig
Gleichgewichts, sehr nachteilig
da stabile Nahrungsketten und gutes
da labile Nahrungsketten und geringes
Regulationsvermögen
Regulationsvermögen
Angepasstheit an den Lebensraum [Beispiele]
 Tiere → einige Beispiele für Anpassungen sind ...
 Anpassung an die Jahreszeit → Winterfell und Sommerfell [Wolf], Winterstarre
[Erdkröte], Winterschlaf [Feldhamster]
 Anpassung an die Tageszeit → tages- [Reh] und nachtaktive [Fledermaus] Tiere
 Leben auf Gewässern → z.B. Schwimmhäute [Entenvögel]
 Leben in Gewässern → z.B. Kiemenatmung [Fische]
 Anpassung an Landleben → z.B. Lungenatmung, Schutz gegen Austrocknung
[Hornhaut], Schutz vor Kälte [z.B. Fell, Federn] u.v.a.
 Pflanzen → Anpassungen an den Lebensraum sind z.B. ...
 Anpassung an die Jahreszeit → Laubfall im Herbst u.a.
 Anpassungen an feuchte Standorte → dünne, weiche, großflächige Blätter mit vielen
Spaltöffnungen [z.B. Springkraut]
 Anpassung an Gewässeroberflächen → Spaltöffnungen an Blattoberseite [z.B.
Teichrose]
 Anpassungen an trockene Standorte → kleine schmale Blätter oder Nadelblätter mit
vertieften Spaltöffnungen [z.B. Kiefer], tote Blatthaare [z.B. Königskerze] oder dicke
Kutikula [Kohlgewächse]; Rollblätter [Heidekraut]; Pfahlwurzeln [z.B. Kiefer]
 Anpassung an viel Licht → Sonnenpflanzen [Lichtpflanzen; z.B. Thymian] bzw.
Lichtblätter [klein, dick, derb, hellgrün; dicke Kutikula, mehrschichtiges
Palisadengewebe]
 Anpassung an wenig Licht → Schattenpflanzen [z.B. Sauerklee] bzw.
Schattenblätter [groß, dünn, zart, weich, sehr dunkelgrün; dünne Kutikula,
einschichtiges Palisadengewebe]
 Anpassung an Lichtfaktor → Licht- und Schattenblätter an ein und derselben
Pflanze möglich [z.B. Buche]
 einige Vorteile → Überlebens- und Fortpflanzungsvorteile durch verschiedene
ökologische Nischen; Nebeneinander verschiedener Populationen im gleichen Biotop
durch unterschiedliche Anpassungen
Waldökosysteme unserer Heimat
 Laubwald → Frühjahr: viel Licht [siehe z.B. Frühblüher], Sommer: schattig; Blätter bilden
gut durchlüftete Streu, daher gute Humusbildung
 Mischwald → aus Laub- und Nadelgehölzen
 Nadelwald → relativ gleichbleibende Bedingungen; Nadelstreu ergibt Rohhumus [saurer
pH-Wert, nährstoffarm]
 Fichtenwald → sehr dunkel, wenig Bodenbewuchs [besonders in Monokulturen]
 Kiefernwald → mehr Licht, mehr Bodenvegetation
 Schichtung des Waldes → Schichten des Waldes mit jeweils charakteristischer
Artenzusammensetzung und bestimmten Umweltfaktoren
o Baumschicht → Kronenschicht, Stammschicht
o Strauchschicht
o Krautschicht
o Moosschicht
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
o Bodenschicht mit Wurzelstockwerken
Monokulturen → viele Nadelwälder sind immer noch Monokulturen [überwiegend
wirtschaftliche Nutzung; Wirtschaftswälder]; nachteilig, da Artenarmut, geringe Stabilität
ökologisches Gleichgewichts, labile Nahrungsketten, Anfälligkeit gegenüber Schädlingen
oder Krankheiten
Ökosystem Regenwald
 Kurzcharakteristik → immergrün, hohe Artenvielfalt, hohe Fotosyntheseleistung und
damit hohe Biomasseproduktion, relativ nährstoffarmer Boden, hohe Luftfeuchtigkeit und
Niederschlagsmengen
 Bedeutung → Regulation des territorialen und des globalen Klimas [z.B. Sauerstoffsowie Kohlenstoffdioxidhaushalt, Luftfeuchtigkeit etc.]
 Gefährdung der Regenwälder → beispielsweise durch ...
 Brandrodung z.B. zwecks Plantagen- oder Weidewirtschaft, Anbau von Pflanzen zur
Kraftstoffgewinnung
 hoher Fleischkonsum der Menschen [z.B. Weideflächen der Rinder für Fast-Food]
 Raubbau an Holz und Rohstoffen
 Umweltgifte [z.B. Quecksilber-Einsatz bei Goldgewinnung]
 Ausrotten ganzer Arten durch den Menschen [z.B. bedrohte Orang-Utans]
 Globalisierung und zunehmende Mobilität
 Tipp → Mehr zu Klimawandel und Regenwäldern findest Du auch auf unserer Seite
http://www.eineweltladen.info/sam/klima.html
Hinweise und einige Fachbegriffe
 pH-Wert → Anteil von Wasserstoffionen [H+; saure Lösung] bzw. Hydroxidionen [OH-;
alkalische Lösung] in einer wässrigen Lösung; pH 0...6,9 saure Lösung, pH 7 neutrale
Lösung, pH 7,1...14 alkalische [basische] Lösung
 Indikator → Farbstofflösungen [oder -papiere], bei denen Wasserstoffionen bzw.
Hydroxidionen charakteristische Farbumschläge hervorrufen, so dass der pH-Wert
ermittelt werden kann
 Aqua dest. → destilliertes Wasser [lat. aqua destillata]
 Art → Gesamtheit von Lebewesen, die in grundlegenden Merkmalen übereinstimmen und
sich untereinander [geschlechtlich] fortpflanzen können sowie fruchtbare Nachkommen
hervorbringen; bezogen auf einen Lebensraum bilden Individuen einer Art eine Population
 autotrophe Ernährungsweise → Organismen ernähren sich von anorganischen
energiearmen Stoffen und wandeln sie mit Hilfe von Licht und Chlorophyll in körpereigene
organische Stoffe um [grüne Pflanzen, Grünalgen]; betreffende Organismen betreiben
meist Fotosynthese
 heterotrophe Ernährungsweise → Organismen ernähren sich bereits von organischen
Stoffen und wandeln sie in körpereigene organische Stoffe um [Mensch, Tiere, Pilze]
 Standort → Bezeichnung für den Lebensraum [Biotop] von Pflanzen und der
herrschenden Umweltfaktoren
Quellenangaben und weitere Hinweise
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