DIE WICHTIGSTEN ÖKOSYSTEMTYPEN Die grossen

DIE WICHTIGSTEN ÖKOSYSTEMTYPEN
DIE GROSSEN ÖKOSYSTEMTYPEN UND BIOME DER BIOSPHÄRE.
terrestrische Biome
arktische und alpine Tundren, boreale Nadelwälder, sommergrüne Laubwälder, Steppen der gemäßigten Breiten,
tropisches Grasland und Savannen, Hartlaubwälder in Gebieten mit Winterregen und Sommertrockenheit,
Wüsten und Halbwüsten mit Kraut- und Strauchvegetation, regengrüne tropische Wälder mit ausgeprägten
Regen- und Trockenzeiten, immergrüne tropische Regenwälder
Süßwasserökosysteme
stehende Gewässer: Seen und Teiche
Fließgewässer: Bäche und Flüsse
Feuchtgebiete: Moore, Sümpfe und Bruchwälder
marine Ökosysteme
offenes Meer (Pelagial)
Schelfgebiete (küstennahe Gewässer)
Auftriebsgebiete (Gebiete hoher Produktivität, gute Fischgründe)
Ästuare (Buchten, Fjorde, Flussmündungen, Salzmarschen)
Kulturlandschaften
großstädtische Ballungsräume und Industriereviere
Ökosysteme der Kleinstädte und ländlichen Siedlungsgebiete (mit Transportwegen und Gewerbeflächen) sowie
Agrarökosysteme
BÄCHE UND FLÜSSE
In der Geschichte des Menschen haben Flüsse nicht nur als Wasserlieferanten und Transportwege, sondern auch als
Abfall- und Abwasserbeseitigungssysteme stets eine bedeutende Rolle gespielt.
Zwar ist der Anteil der Fließgewässer an der Erdoberfläche im Vergleich zu dem der Meere und Landmassen eher
gering, doch gehören Bäche und Flüsse zu jenen natürlichen Ökosystemen, die durch den Menschen besonders
intensiv genutzt werden. Die verschiedenen Nutzungsarten (zum Beispiel Wasserversorgung, Abwasserbeseitigung
und Fischfang, aber auch Eingriffe zum Hochwasserschutz) sollte man genau wie bei Ästuaren stets gemeinsam
betrachten und nicht als voneinander unabhängige Probleme behandeln. (Eine andere Situation liegt bei Ackerland
oder anderen Ökosystemen mit nur einer Nutzungsart vor.)
Auf dem Weg von der Quelle zur Mündung verändern Flüsse stetig ihren Charakter. Zum einen nehmen Breite und
Wasserführung zu, zum anderen wandeln sich die Artenzusammensetzung und die Artenvielfalt sowie der
Stoffwechsel der Lebensgemeinschaft.
Ökologen sprechen bei dieser in Längsrichtung verlaufenden Aufeinanderfolge vom Flußkontinuum.
1. Die oberen Zuflüsse sind oft heterotroph - das heißt, die Atmung (Respiration) übersteigt die Produktion, und das
Verhältnis P/R (Photosynthese/Atmung) ist kleiner als eins. Die Lebensgemeinschaft ist weitgehend von
organischer Substanz abhängig, die aus den Böden des Einzugsgebiets (oder manchmal aus angrenzenden Seen)
eingetragen wird.
2. In ihren mittleren Abschnitten werden die Flüsse breiter und lichter, und sie sind hier oft autotroph (PIR ist größer
oder gleich eins), da Algen und andere Wasserpflanzen zahlreicher werden. Die Artenvielfalt erreicht hier
normalerweise ein Maximum.
3. Im Unterlauf großer Flüsse nimmt dann die Strömung ab, und das Wasser ist häufig schlammig, was zu einer
Abnahme des Lichteinfalls und der aquatischen Photosynthese führt. Der Fluß wird wieder heterotroph, und die
Artenvielfalt nimmt auf den meisten Trophieebenen ab.
Obgleich Bäche und Flüsse natürliche Aufbereitungssysteme für abbaubare Abfälle sind (man erinnere sich an die
wiederholten Bemerkungen über ,,kostenlose Entsorgungssysteme"), tragen fast alle großen Flüsse der Erde eine
gefährlich große Fracht von Rückständen aus der menschlichen Zivilisation.
Überall auf der Welt hat man die Wasserläufe derart gründlich gestaut, eingedeicht und kanalisiert, daß es immer
schwieriger wird, noch einen wirklich wilden Fluß zu finden. Dabei weiß man inzwischen, daß einige dieser sehr
kostspieligen Maßnahmen nur einen zeitlich oder örtlich begrenzten Nutzen bringen und darüber hinaus neue
Probleme schaffen, für deren Beseitigung wiederum große Summen aufgewendet werden müssen (wie es
beispielsweise bei einigen Eindeichungsprojekten zum Hochwasserschutzder Fall gewesen ist). Überschwemmungen,
die früher ,,Naturkatastrophen" (und deshalb unvermeidbar) waren, werden heute mehr und mehr zu von Menschen
herbeigeführten (und somit vermeidbaren) Unglücken. In Zukunft wird man Eingriffe in Fließgewässer einer
gründlicheren Kosten-Nutzen-Analyse als bisher unterziehen müssen.
Ökologen teilen Fließwasserökosysteme gerne in zwei Gruppen ein:
 Flüsse (oder Flußabschnitte), die ihr Bett erodieren und deren Grund daher gewöhnlich fest ist,
 und solche, in denen sich Material ablagert und deren Grund deshalb meist aus weichen Sedimenten besteht.
In vielen Fällen kann man allerdings beides im selben Fluß beobachten; man denke nur an den Wechsel von
Stromschnellen und strömungsarmen Wasserbereichen in kleineren Flüssen. Aufgrund der verschiedenartigen
Existenzbedingungen unterscheiden sich auch die Lebensgemeinschaften der beiden Standorte. Die Gemeinschaften
im Stillwasser eines Flusses ähneln denen in Teichen, weil sich hier wie dort in beträchtlichem Maße Phytoplankton
entwickeln kann. Auch die Fisch- und Wasserinsektenarten dieser Zonen sind denen der Teiche und Seen gleich oder
ähnlich. Die Lebensgemeinschaften der Stromschnellenbereiche mit festem Untergrund hingegen setzen sich aus
charakteristischeren, stärker spezialisierten Formen zusammen. Dazu gehören beispielsweise die netzspinnenden
Larven der Köcherfliegen (Trichoptera), die mit Netzen aus feinen Seidenfäden Nahrungsteilchen aus dem fließenden
Wasser auffangen.
Die riesigen Sedimentfrachten, welche die großen Flüsse der Welt ununterbrochen in die Ozeane transportieren, geben
uns nicht zuletzt Hinweise auf die mißbräuchliche Nutzung des Festlandes durch den Menschen. So verliert Asien, der
Kontinent mit den ältesten Zivilisationen und dem stärksten Bevölkerungsdruck, pro Quadratkilometer Landfläche,
die von Flüssen entwässert wird, jährlich weit über 500 Tonnen Erde. Für Nordamerika liegt der entsprechende Wert
bei ungefähr 95 Tonnen, für Südamerika bei 60 Tonnen und für Europa bei 35 Tonnen.
SEEN UND TEICHE
Geologisch betrachtet sind die meisten Becken, die heute stehende Gewässer enthalten, relativ jung.
Die Lebensdauer von Teichen reicht von einigen Wochen oder Monaten bei kleinen, temporären Tümpeln bis zu
mehreren Jahrhunderten bei den größeren Vertretern. Wenn auch einige wenige Seen, wie zum Beispiel der BaikalSee in Sibirien, schon uralt sind, datieren die meisten großen Seen nicht weiter zurück als bis zur letzten Eiszeit
(Pleistozän).
Man kann davon ausgehen, daß sich Stillwasserökosysteme mit einer Geschwindigkeit verändem, die in etwa
umgekehrt proportional zu ihrer Größe und Tiefe ist. Obwohl die geographische Isolation von Süßwasserökosystemen
die Artbildung begünstigt, steht die fehlende Isolation in der Zeit ihr entgegen. Im allgemeinen ist die Artenvielfalt in
Süßwassergemeinschaften gering, und dieselben Taxa (zum Beispiel Arten, Gattungen und Familien) können über
einen ganzen Kontinent verbreitet sein und sogar auf benachbarten Kontinenten vorkommen.
Deutliche Zonierung und Schichtung sind charakteristische Merkmale für Seen und größere Teiche. Folgende Zonen
lassen sich unterscheiden:
1. die Uferzone (Litoral) mit bewurzelter Vegetation,
2. die vom Plankton beherrschte Freiwasserzone (Pelagial) und
3. die Tiefenzone (Profundal), die ausschließlich von Heterotrophen besiedelt wird.
Diese Zonen sind den Hauptzonen des Meeres vergleichbar.
In gemäßigten Breiten bilden sich im Sommer und im Winter aufgrund ungleichmäßiger Erwärmung oder Abkühlung
oft thermische Schichtungen in Seen aus.
Die wärmere obere Schicht des Sees (das Epilimnion, vom griechischen epi für ,,auf" und limne für ,,Teich") ist
zeitweilig vom kälteren Tiefenwasser (oder Hypolimnion) durch die sogenannte Sprungschicht (Metalimnion,
Thermokline) getrennt, die als Barriere gegen den Austausch von Stoffen wirkt.
Infolgedessen kann es im Hypolimnion zu Sauerstoffmangel und im Epilimnion zu Nährstoffarmut kommen. Im
Frühjahr und im Herbst, wenn der gesamte Wasserkörper eines Sees annähernd die gleiche Temperatur aufweist,
findet eine Durchmischung statt. Diesen jahreszeitlich bedingten ,,Verjüngungen" des Ökosystems folgen häufig
sogenannte Phytoplanktonblüten.
In wärmeren Klimazonen tritt eine Durchmischung des Wassers meist nur einmal jährlich, nämlich im Winter, auf,
während dieser Prozeß in den Tropen kontinuierlich abläuft oder in unregelmäßigen Abständen einsetzt.
Die Primärproduktion in Ökosystemen stehender Gewässer
hängt ab von
 der chemischen Zusammensetzung des Untergrundes,
 von der Art der Einträge aus Bächen oder aus der Umgebung sowie
 von der Tiefe des Gewässers ab.
Nach ihrer Produktivität kann man zwischen
oligotrophen (nährstoffarmen) und
eutrophen (nährstoffreichen) Seen unterscheiden.
Flache Seen sind normalerweise produktiver als tiefe.
künstliche oder anthropogene Eutrophierung von Seen
Problemen in der näheren Umgebung von Großstädten und in vielbesuchten Feriengebieten
Einige anorganische Substanzen in Abwässern wirken wie Düngemittel und erhöhen so die Primärproduktionsrate
von Seen.
Dadurch verändert sich die Zusammensetzung der aquatischen Lebensgemeinschaften in einer Weise, die der
Öffentlichkeit gewöhnlich nicht gefällt.
 Jagdbare Fische wie die Forelle, die kaltes, sauberes, sauerstoffreiches Wasser brauchen, verschwinden oft, und
 ein übermäßiges Wachstum von Algen und anderen Wasserpflanzen kann zu Beeinträchtigungen bei
Freizeitaktivitäten führen
 Auch verleihen unzersetzte, gelöste organische Stoffe dem Wasser einen unangenehmen Geschmack,
. Vom Standpunkt der Wassernutzung und der Erholung ist also ein nährstoffarmer See einem nährstoffreichen See
vorzuziehen.
Durch Anlage künstlicher Teiche und Seen (Stauseen im weitesten Sinne) verändert der Mensch in Gebieten, die
über keine natürlichen Gewässern verfügen, die Landschaft in augenfälliger Weise.
Meistens erweisen sich diese Maßnahmen als vorteilhaft für Mensch und Landschaft, da sie Wasser- und
Nährstoffkreisläufe stabilisieren und durch eine gesteigerte Vielfalt die Kulturlandschaften bereichern.
DAS MEER
Die großen Ozeane (Atlantik, Pazifik und Indischer Ozean) und ihre Nebenmeere bedecken ungefähr 70 Prozent der
Erdoberfläche.
Das Leben im Meer wird von physikalischen Faktoren beherrscht:
Wellenbewegungen, Gezeiten, Strömungen, Salzgehalt, Temperatur, Druck und Lichtintensität bestimmen
maßgeblich die Zusammensetzung der marinen Lebensgemeinschaften
Diese wiederum haben beträchtlichen Einfluss auf
die Beschaffenheit der Bodensedimente und auf die
Gaszusammensetzung im Wasser und in der Atmosphäre.
Die Nahrungsketten des Meeres beginnen mit den kleinsten bekannten autotrophen Organismen, und zu den
Endkonsumenten gehören einige der größten Tierarten (große Fische, Riesenkalmare und Wale).
Die Ozeanographie, eine Art ,,Superdisziplin", die das Studium der Physik, Chemie, Geologie und Biologie des
Meeres beinhaltet, erlangt als Grundlage internationaler Zusammenarbeit zunehmende Bedeutung. Obwohl die
Erforschung der Ozeane nicht ganz so kostspielig ist wie die des Weltraumes, erfordern Forschungsschiffe,
Küstenlaboratorien, Ausrüstungen und Spezialisten dennoch einen beträchtlichen finanziellen Aufwand. Die meisten
Forschungsvorhaben werden daher zwangsläufig von relativ wenigen großen Institutionen mit Hilfe staatlicher
Subventionen durchgeführt, die vor allem von den wohlhabenden Nationen kommen.
Um die Erwartungen und die Probleme, die mit der Nutzung der Ozeane durch den Menschen verbunden sind, richtig
einschätzen zu können, müssen wir uns dem Profil des Meeresbodens zuwenden.
Abbildung zeigt ein solches Profil und enthält außerdem die in der Ozeanographie gebräuchlichen
Bezeichnungen für die verschiedenen Zonen des Meeres. Nach der inzwischen allgemein anerkannten Theorie
der Kontinentalverschiebung - die heute in dem umfassenderen Gedankengebäude der Plattentektonik
aufgegangen ist - bildeten Afrika und Südamerika sowie Europa und Nordamerika einst zusammenhängende
Landmassen, die aber im Laufe der Jahrmillionen zerbrachen und auseinanderdrifteten. Die mittelozeanischen
Rücken entsprechen nach dieser Theorie den ehemaligen Berührungslinien der Kontinente, die heute Hunderte
von Kilometern voneinander entfernt liegen.
Der Kontinentalschelf, jenes flach abfallende Plateau, das die Kontinente umgibt, enthält den größten Teil der
unterseeischen Vorräte an Öl und anderen Bodenschätzen. Von dort stammt auch die Hauptmenge der
gegenwärtig eingebrachten Fischereierträge. Vom Rande des Schelfs, dessen Breite regional sehr verschieden
sein kann, fällt der Kontinentalabhang jäh in die Tiefen des Ozeans ab. Die Topographie des
Kontinentalabhangs ist zerklüftet; es gibt gewaltige Schluchten und Gebirgskämme, die sich infolge
vulkanischer Aktivität und durch unterseeische Erdrutsche ständig verändern.
Da vermutlich unter jedem Quadratmeter Wasseroberfläche Phytoplankton existiert, und auch in den größten Tiefen
noch bestimmte Lebensformen vorkommen, stellen die Meere die horizontal und vertikal ausgedehntesten
Ökosysteme dar.
Gleichzeitig weisen sie die größte biologische Vielfalt auf.
Meeresorganismen zeigen eine unglaubliche Bandbreite von Anpassungen - von den Schwebefortsätzen der winzigen
Planktonorganismen, mit denen diese sich in den oberen Wasserschichten halten, bis hin zu den vergleichsweise
riesigen Mäulern und Mägen der Tiefseefische, in deren dunkler, kalter Welt es nur hin und wieder eine sperrige
Mahlzeit gibt.
Die vor allem im Kontinentalschelf gefangenen Meerestiere bilden eine bedeutende Eiweiß- und Mineralstoffquelle
für die menschliche Ernährung. Die produktivsten Gebiete und besten Fischgründe liegen dort, wo Nährstoffe durch
Strömungen in die euphotische Zone hinauf befördert werden - ein Vorgang, den man als Auftrieb (upwelling)
bezeichnet.
Starke Auftriebszonen sind an den Westküsten mehrerer Kontinente zu finden. Das Auftriebsgebiet entlang der Küste
von Peru zählt zu den produktivsten Naturräumen der Welt. Im Gegensatz dazu sind ausgedehnte Bereiche der Tiefsee
gewissermaßen Halbwüsten mit einem (aufgrund ihrer großen Fläche) zwar beträchtlichen Gesamtenergiefluss, aber
einem geringen Energiefluss pro Flächeneinheit.
Die autotrophe Schicht (euphotische Zone) des Meeres ist im Vergleich zur heterotrophen Schicht (aphotische
Zone) so dünn, dass ihre Nährstoffvorräte schnell erschöpft sind. Es gibt verschiedene Vorschläge und sogar schon
einige Versuche, die potentielle Energie aus den vertikalen Temperaturunterschieden im Meer nutzbar zu machen, um
einen künstlichen Auftrieb auszulösen. Experimente mit treibenden Plattformen oder ,,Riffen", auf denen Tange,
Krabben und Muscheln gezüchtet werden, zeigen einige Erfolgsaussichten.
Doch selbst wenn es uns nie gelingen sollte, größere Nahrungsmengen aus der Tiefsee zu gewinnen, ist diese für uns
von großer Bedeutung. Die Weltmeere sorgen als gigantische Regulatoren für gemäßigte Klimaverhältnisse an Land
und für günstige Kohlendioxid- und Sauerstoffkonzentrationen in der Atmosphäre.
Seit Jahren wird auf internationalen Konferenzen das heikle Thema einer weltweit verbindlichen gesetzlichen
Regelung zur Ausbeutung der im Meeresboden enthaltenen Bodenschätze und Energieressourcen diskutiert. Die
meisten objektiven Einschätzungen warnen davor, die Tiefsee mit übertriebenem Optimismus als ein riesiges, nur auf
seine Ausbeutung wartendes Warenlager zu betrachten. Der Abbau von Rohstoffen in der Tiefsee wird noch
kostspieliger sein als die Öl- und Mineralstoffgewinnung aus den Kontinentalschelfen, die schon immense Summen
verschlingt.
Nach der 3. Seerechtkonferenz UNCLOS III ist ein Vertrag aufgesetzt - der allerdings von den wenigsten
Staaten unterschrieben ist - nachdem die staatlichen Hoheitsgebiete sich auf 12 Seemeilen erstrecken und das
wirtschaftl. Nutzungsrecht auf 200 Seemeilen bzw. den gesamten Kontinentalschelfbereich. Der übrige ereich
-ca 60% der Meere ist als „gemeinsames Erbe der Menschheit deklariert“ (aus: Gaia-Atlas ,S.97)
Man sollte vor allem bedenken, dass die lebenserhaltenden und klimaregulierenden Funktionen des Meeres wesentlich
wichtiger sind als die eines bloßen Vorratslagers. Alles, was wir unternehmen, um dieses Lager auszubeuten, darf die
erstgenannten Funktionen auf keinen Fall gefährden.
ÄSTUARE (TRICHTERMÜNDUNGEN) UND MEERESKÜSTEN
Zwischen den Meeren und den Kontinenten erstreckt sich ein Band verschiedenartiger Ökosysteme. Diese weisen
einen ganz eigenen ökologischen Charakter auf, stellen also nicht bloß Übergangszonen dar.
Name: Das Wort Ästuar (vom lateinischen aestuarium für ,,Bucht", ,,Lagune") bezeichnet einen halbumschlossenen
Wasserkörper - beispielsweise eine Flussmündung oder eine Bucht -, dessen Salzgehalt zwischen dem des
Meerwassers und dem des Süßwassers liegt und in dem die Gezeitentätigkeit ein bedeutender physikalischer
Regulator und Energielieferant ist. In den Tropen: Mangrovewälder.
Obwohl physikalische Faktoren wie Salzgehalt und Temperatur in Küstennähe sehr viel stärker variieren als im
offenen Meer, ist hier das Nahrungsangebot so reichhaltig, dass diese Gebiete voller Leben sind.
 Entlang der Küste leben Tausende speziell angepasster Arten, die im offenen Meer, an Land oder im
Süßwasser nicht vorkommen.
Ästuare und marine Küstengewässer gehören zu den von Natur aus fruchtbarsten Ökosystemen der Welt.
Drei wichtige autotrophe Lebensformen, die bei der Aufrechterhaltung einer hohen Gesamtproduktivität
unterschiedliche Rollen spielen, kommen in Ästuaren häufig gemeinsam vor:
 das Phytoplankton,
 die benthische Mikroflora (Algen, die in oder auf Schlick, Sand, Fels oder den Körpern und Schalen von Tieren
leben) und
 die Makroflora (große festsitzende Pflanzen, darunter Tange, Seegräser, Marschgräser und - in den Tropen Mangroven).
Ästuare sind die ,,Kinderstuben" der meisten in Küstennähe lebenden Schalentiere und Fische, die vom Menschen
sowohl hier als auch in den Gewässern vor der Küste gefangen werden.
All diese Organismen haben sich auf viele verschiedene Weisen dem Zyklus von Ebbe und Flut angepasst und können
sich so die Vorteile eines Lebens in der Gezeitenzone zunutze machen. Einige Tiere, etwa die Winkerkrabben,
verfügen über innere biologische Uhren, mit deren Hilfe sie ihre Fressaktivität mit der jeweils günstigsten Phase des
Gezeitenzyklus in Einklang bringen. Versetzt man solche Tiere im Experiment in eine gleichbleibende Umgebung, so
bleiben sie trotzdem weiterhin im Rhythmus der Gezeiten aktiv.
Viele Ästuare sind effiziente Nährstoff-fallen, die teils physikalisch (Unterschiede im Salzgehalt hemmen die
vertikale, nicht aber die horizontale Durchmischung der Wassermassen), teils biologisch funktionieren. Diese
Eigenschaft steigert die Aufnahmefähigkeit eines Ästuars für Nährstoffe aus Abwässern, vorausgesetzt, die organische
Substanz wurde zuvor durch entsprechende Reinigungsschritte weitestgehend abgebaut (reduziert).
Traditionell werden Mündungsgewässer von küstennahen Städten vielfach als kostenlose Entsorgungssysteme genutzt
(Inustrie- u. Hausmüll, Baggerungen).
Das Wissen über den Wert von Ästuaren wie auch ihre Erforschung haben allerdings in den letzten Jahrzehnten
zugenommen: wichtige Laichgründe, reicher Fischfang.
„Frutti die Mare“
Derzeitige jährlich Fangmengen (seit 25 Jahren unverändert) : 70 000 000 Tonnen
Menge wäre auf 100 000 000 Tonnen zu steigern und langfristig aufrechtzuerhalten
Früchte des Meeres
jährliche
FANGMENGEN
in Tonnen
GRUNDBEWOHNER DER SCHELFE
20 Mio
Hauptkonsumenten die
Industrieländer
30 Mio
Hering, Makrele,
Sardellen: hauptsächlich
zu Fischmehl und
Düngemittel verarbeitet
2,5 Mio
vor allem in Südostasien
1 Mio
vor allem bei Japanern
und in Mittelmeerländern
beliebt
Dorsch, Schellfisch, Rochen, Seezunge, Scholle
PELLAGISCHE FISCHE
Hering, Makrele, Sardellen:
Thunfisch, Lachs
KREBTIERE:
Krabben, Hummer, Garnelen
KOPFFÜSSER:
Kraken, Tintenfische, Kalmare