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Ökologie allgemein

Definition

abiotische Faktoren

sind: „Alle Faktoren, die von der unbelebten Natur ausgehen“:
Licht, Temperatur, Wasser, Regen und andere Niederschläge, Luftfeuchtigkeit, Luft (Zusammensetzung, Thermik und Winde), Böden (Zusammensetzung, Dichte, Mächtigkeit, Resorptionseigenschaften)

biotische Faktoren

sind: „Einflüsse, die von anderen Lebewesen ausgehen“:

• innerartige Konkurrenz um Lebensraum, Nahrung, Sexualpartner, Brutplätze
• außerartige Konkurrenz um Lebensraum und Nahrung
• Wirkung von Endo- und Exoparasiten, von Symbionten auf das Lebewesen
• Wechselwirkung zu Räubern und Feinden

Diese Beziehungen können in kleinen, wie in großen Ökosystemen untersucht werden. Das größte bekannte Ökosystem ist die gesamte Erde.

Die Ökologie untersucht nun:

1. der Aufbau dieser einzelnen Ökosysteme (im Großen, wie im Einzelnen).
2. die Wechselbeziehungen zwischen biotischen und abiotischen Faktoren für einzelne Tier- und Pflanzenarten innerhalb, sowie dieser Arten untereinander.
3. Die Energieverhältnisse und Energieabläufe, sowie die Energiebilanz und damit auch die Nahrungsabläufe innerhalb eines Ökosystems.
4. Einfluß des Menschen auf diese Ökosysteme, Darstellung eventueller Veränderungen durch ihn, sowie die daraus erwachsenden Folgen.

Einfluss abiotischer Faktoren

Auf Grund der Standorttreue und relativen Unbeweglichkeit spielen bei Pflanzen die abiotischen Faktoren eine wesentlich größere Rolle als bei Tieren. Während bei Pflanzen alle erwähnten abiotischen Faktoren eine große Rolle spielen, spielt bei den Tieren in erster Linie die Temperatur eine große Rolle, während die Qualität und Art der Böden keine Rolle spielt.
Ausnahme: Bodenbewohner Pflanzen reagieren dagegen sehr spezifisch und schnell auf die gesamten abiotischen Umweltbedingungen, je nach Art und Gestaltausprägung sind sie dabei häufig besonders an nur einen dieser abiotischen Faktoren so gut angepasst, dass sie bei der geringsten Änderung dieses Faktors nicht mehr lebensfähig sind. Solche Pflanzen bezeichnet man als Zeigerpflanzen.
(vgl. Buch S.69 Tabelle 69/1)

Einfluss abiotischer Faktoren bei Tieren

Wie oben bereits angeführt stellen zwar auch die einzelnen Tierarten besondere Ansprüche an die abiotischen Faktoren ihrer Umwelt. Im wesentlichen prägt aber die Temperatur und Temperaturbereiche das Aussehen vieler Tiere. So können z.B. die wechselwarmen Tierarten (Amphibien, Reptilien), aber auch Insekten nur in Gegenden mit einer bestimmten Sonneneinstrahlung überleben, da ihre Körpertemperatur von der Außentemperatur abhängt. Gleichwarme Tiere, wie z.B. Vögel benötigen eine große Nahrungsmenge um ihre Körpertemperatur konstant zu halten.

Einfluss biotischer Faktoren bei Pflanzen

Es sind vorwiegend genetisch bedingte Faktoren, wie:

1. Vermehrungsfähigkeit
2. Behauptungsfähigkeit

Daneben die durch Tiere ins Spiel gebrachten biotischen Faktoren, nämlich:

1. Einfluss beim Bestäuben der Pflanzen und damit Verbreitung von Pollen und
2. bei der Verbreitung von Samen über die Früchte.
3. Einfluss aber auch als Fressfeinde, wobei die Pflanzen sich durch Herstellung geeigneter sekundärer Pflanzenstoffe, die giftig sind, zur Wehr setzen.

Ökologische Nische

Wie bereits beschrieben ist die ökologische Nische kein Raum, sondern die Gesamtheit dieser Faktoren, die die Art nutzt bzw. für diese wichtig sind. So kann ein gleicher Lebensraum durch unterschiedliche Nutzung unterschiedliche Faktoren, verschiedene Nischen aufweisen. So gibt es folgende unterschiedliche Einnischungsmöglichkeiten:

1. bzgl. der Verlegung der Hauptaktivität auf verschiedene Tageszeiten bei gleicher Beute.
2. Einnischung bzgl. der Nahrung bei gleicher Nutzung des Lebensraums.
   1. unterschiedliche Größe der Nahrung
   2. unterschiedlicher Ort der Nahrungssuche
   3. Spezialisierung von Parasiten auf bestimmte Körperteilei>
3. Einnischung bzgl. der Temperatur
4. Einnischung bzgl. des Bedarfs an Sauerstoff (Bsp.: Bachforelle, Karpfen, Felschen)
5. Einnischung bzgl. des Fortpflanzungsverhaltens
1. bzgl. verschiedene Zeiten der Fortpflanzung bzw. der Brutpflege
2. bzgl. unterschiedlicher Verhaltensweisen

Jede derartige ökologische Nische kann nur von einer Art besetzt werden (Konkurrenz- Ausschlussprinzip) Konkurrieren zwei Arten um die selbe Nische verdrängt die lebenstüchtigere die andere völlig. Auf der anderen Seite führt das Prinzip der Einnischung zur Erscheinung von Konvergenz.
Unter Konvergenz versteht man die Erscheinung, dass unterschiedliche Lebewesen die in räumlich getrennten Gebieten leben und in diesen Gebieten jeweils ähnliche oder gleiche Nischen besetzen durch Anpassung an die Gegebenheiten dieser Nische ähnliche oder gleiche Gestalten aufweisen, obwohl sie nicht miteinander verwandt sind.

Stoffkreislauf in der Biosphäre

Während die Energie im Nahrungsnetz pausenlos „verpufft“ und durch die Sonne wieder zugefügt wird, durchlaufen die Elemente das Nahrungsnetz immer wieder.

Mineralisierung –> pflanzliche Organismen –> ...

Auch schädliche Elemente zählen zu diesen Elementen, die aber meist nur in sehr geringem Maße vorliegen. Fehlt ein Element wirkt sich dies auf die Stoffproduktion aus.

Bsp. Kohlenstoff:
Pflanzen nutzen CO₂ als C- Quelle –> Stoffprodukte treten in die Nahrungskette ein –> durch Atmung wird CO₂ der Atmosphäre wieder zugeführt –> ein Teil des Kohlenstoff erreicht wieder die Destruenten –> Auslagerung als organische Verbindungen (ÖL, Torf usw.) –> wird durch den Menschen entnommen und bei der Energieerzeugung wieder der Atmosphäre zugeführt.
Da z.B. in Ballungszentren immer mehr CO₂ erzeugt wird, herrscht ein ständiger Austausch mit der Umgebung.

Sukzession und Klimax

Jedes Ökosystem tendiert dahin, bei gleichen Klima und Umweltbedingungen, die über längere Zeit stabil bleiben ein Zustand zu erreichen, in dem sich die Arten und Individuenzusammensetzung nicht mehr ändert, sondern stabil bleibt. Dieser Endzustand wird Klimax genannt und seine auf dem Weg zum Klimax auftretenden Biozönosen nennt man Sukzession. Aber selbst ein Ökosystem, dass vom Menschen nicht beeinflusst wird, wird durch plötzliche kurzzeitige Umweltveränderungen aus dem Klimaxzustand gebracht und muss sich diesem wieder durch Sukzessionsschritte wieder nähern. Solche großräumigen Klimaxveränderungen werden verursacht durch

1. Waldbrände
2. Sturmschäden
3. Überflutungen
4. Meteoriteneinschlag
5. Erdbeben usw.

Innerhalb eines großflächigen natürlichen Ökosystems kann der Klimaxzustand auch kleinflächig gestört werden, z.B. das Absterben eines einzigen Baumes führt zu neuen Sukzessionsfolgen auf dem nunmehr sonnenbestrahlten Waldboden, oder kleinere Erdrutsche reißen die alte Vegetation weg und führen zu neuen Sukzessionsfolgen. So setzt sich ein großes Ökosystem mosaikförmig aus Gebieten im Klimaxzustand und aus Gebieten mit Sukzessionsfolgen zusammen.

Bei der Entwicklung von Sukzession zum Klimaxzustand kann beobachtet werden, dass die Bruttoprimärproduktion rasch ansteigt. Ebenfalls steigt der Stoffabbau durch Atmung an, allerdings weniger schnell, als die Bruttoprimärproduktion.

Es bleibt also ein Produktionsüberschuss, also die Nettoprimärproduktion, übrig, die in Biomasse umgesetzt wird. Je mehr Primär- Biomasse entsteht, desto größer wird wiederum der Stoffabbau und desto geringer ist die Nettoproduktion. Im Klimaxstadium ist dann der Stoffabbau so groß wie die Stoffproduktion, die Biomasse nimmt nicht mehr zu. Dies gilt für alle Sukzessionen unterschiedlichster Art.
(Vgl. Diagramme S.94.2)

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