Biologie: Ökologie und Ökosysteme

Ökologie und Ökosystem

• Ein Ökosystem besteht aus allen Organismen, die in einem bestimmten Lebensraum leben und miteinander sowie mit den nicht-lebenden Faktoren dieses Lebensraums in Beziehung stehen.
• Ein wichtiger Begriff in der Ökologie ist die Population, die alle Individuen einer Art bezeichnet, die in einem Ökosystem leben.

Wälder und ihre Funktionen

• Wälder spielen eine wichtige Rolle als Lieferant von Sauerstoff, aber auch als Wasserspeicher, Bodenschützer, Klimaregulatoren, Schalldämpfer, Staubfilter, Erholungsgebiet und als Lebensraum für viele Tier- und Pflanzenarten.
• Ungefähr ein Drittel der Gesamtfläche Deutschlands wird von Wäldern bedeckt.

Ökosysteme und Stoff- und Energieaustausch

• Ökosysteme sind offene Systeme, die mit ihrer Umgebung im Stoff- und Energieaustausch stehen.
• Die Sonnenenergie wird in andere Energieformen, nämlich in Biomasse und Wärmeenergie, umgewandelt.

Wechselwirkungen zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt

• Lebewesen eines Ökosystems stehen nicht nur mit ihrer Umwelt, sondern auch untereinander in Wechselwirkung.
• Die unverdaulichen Samen von Beeren werden über den Kot der Tiere an anderer Stelle wieder ausgeschieden und können zu neuen Pflanzen heranwachsen.
• Insekten bestäuben die Blüten bei der Nektarsammlung.

Biozönosen

• Biozönosen sind ein aufeinander abgestimmtes Beziehungsgefüge, das nicht aus zufällig zusammengewürfelten Arten besteht.
• Die Artenzusammensetzung eines Waldes hängt von der Bodenbeschaffenheit, der Wasser-versorgung, von Licht und Temperatur ab.

Schichtung in einem Wald

• Die Schichtung in einem Wald kann in verschiedene Stockwerke unterteilt werden, wie das Dachgeschoss (Kronen der höchsten Bäume), die Etagen der kleineren Bäume, der Sträucher und der Kräuter, sowie das Erdgeschoss (Moosschicht).
• Die Pflanzen der unteren Schichten können in der Zeit des Jahres zum Zuge kommen, in der der Wald noch nicht voll belaubt ist.

Anpassungen von Pflanzen an unterschiedliche Bedingungen

• Pflanzen haben verschiedene Strategien entwickelt, um sich an unterschiedliche Bedingungen anzupassen, wie die Fotosynthese, die Verwendung von Speicherstoffen oder die Verwendung von Pilzen als Nährstofflieferanten.
• Die immergrünen Moose und Farne betreiben vor allem in der Winterzeit Fotosynthese.

Wettbewerb zwischen Bäumen

• Es gibt Wettbewerb zwischen Bäumen, deren Kronen die oberste Schicht bilden.
• Junge Rotbuchen können auch mit wenig Licht wachsen, während Eichen viel Licht benötigen.

Nadelwälder und ihre Besonderheiten

• Nadelwälder haben eine andere Schichtung als Laubwälder, mit harten Nadeln, die vor Austrocknung schützen.
• Nadelbäume sind widerstandsfähiger gegen Frost und können Fotosynthese betreiben, sobald die Witterung es zulässt.
• Nadelbäume haben keine Blätter, die abgeworfen werden müssen, und können daher besser an Standorte mit langen Frostperioden angepasst werden.

Wassertransport in Bäumen

• Die treibende Kraft für den Wassertransport in Bäumen ist die Verdunstung (Transpiration).
• Wasser wird durch die Wurzeln aufgenommen und dann durch die Leitungsgefäße des Baumes transportiert.
• Mineralsalze, die für Wachstum und Stoffwechsel benötigt werden, werden auf diese Weise mit dem Wasser transportiert.

Problematische Bedingungen für Bäume

• Wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt sinkt, kann es zu Austrocknung kommen, da Wasseraufnahme und Weiterleitung kaum möglich sind.
• Laubbäume werfen im Herbst ihre Blätter ab, um sich vor Frost zu schützen.

Forstwirtschaft und Aufforstung

• Die Aufforstung bedeutet das Anpflanzen von Bäumen, um Waldflächen zu regenerieren oder neue zu schaffen.
• Durch den massiven Anbau von Nadelbäumen kam es zu Monokulturen, die empfindlicher auf Schadeinwirkung reagieren als Mischwälder.
• Heute bemühen sich Holzwirtschaftler und Waldbiologen, wieder den weniger anfälligen Mischwald zu kultivieren.