Ökologie und Nachhaltigkeit PDF

3 Ökologie und Nachhaltigkeit 3.1 Begriffssystem Ökologie = Wissenschaft von Wechselbeziehungen, welche die Lebensbedingungen, die Häufigkeit und die Verbreitung von Lebewesen bestimmen = Beschreibung der Wechselbeziehungen zwischen Organismus und Umwelt Ernst Haeckel: Oikos = Haushalt - logos...

3 Ökologie und Nachhaltigkeit 3.1 Begriffssystem Ökologie = Wissenschaft von Wechselbeziehungen, welche die Lebensbedingungen, die Häufigkeit und die Verbreitung von Lebewesen bestimmen = Beschreibung der Wechselbeziehungen zwischen Organismus und Umwelt Ernst Haeckel: Oikos = Haushalt - logos = Lehre -> LEHRE VOM STOFFHAUSHALT DER NATUR Teilgebiete der Ökologie -> Autökologie unterschucht die Wechselwirkungen einzelner Individuen zueinander und ihre abiotische Umwelt -> Populationsökologie Population wird in ihrer Wirkung untersucht und zu ihrer Umwelt untersucht -> Synökolgie unterschucht Beziehungen zwischen Lebensgemeinschaften und ihre Umwelt sowie zwischen verschiedenen Populationen in einer Lebensgemeinschaft Abiotische Umweltfaktoren = Umweltfaktoren der unbelebten Welt z.B. Temperatur, Licht, Wasser, Boden Biotische Umweltfaktoren = Umweltfaktoren der belebten Umwelt z.B. intersprezifische Beziehungen intraspezifische Beziehungen wie Konkurrenz um Lebensraum, Nahrung, Fortpflanzungspartner Biotop = Lebensraum, der von sprezifischen abiotischen Umweltfaktoren geprägt wird Biozönose = Lebensgemeinschaft aller Lebewesen eines Biotops -> besteht aus den Pflanzen - und Tierpopulationen Ökosystem = funktionelle Einheit aus Biozönose und Biotop sowie allen Umweltfaktoren terrestrische und aquatische Ökosysteme z.B. Wiese, Hecke, Wald, See, Teich, Bach Bisphäre = belebter Raum der Erde, der von allen Ökosystemen gebildet wird  Ükologie 2 ngen zwischen Organismen und Umwelt 22.1 Umweltfaktoren bestimmen die Verbreitung der Stechpalme Vielleicht wächst der einheimische Zierstrauch „Europäische Stechpal garten. In unseren Wälderm komnt er natürlich vor, weil dort die Umweltfaktoren für in gúinstig sind. llex quifolium ist ein baumartiges oder strauchartiges immergrünes Gehölz, das langsam aufrecht wächst, bis z 10 Meter hoch und bis zu 100 Jahre alt werden kann. Es besitzt eiförmige bis eliptische ledrige Lautbiätter, unscheinbare grünlichweiße bis hellrote Blüten und erbsengroße, schariachrote Früchte. Für Menschen, Pferde, Hunde und viele Nager sind die Früchte mit den Steinkemen ungenießbar beziehungsweise sogar giftig, wäh rend Vögel wie Amseln, Drosseln und Rotkehichen sich von den Früchten ernähren und die Ste daut auSscheiden. We dteiting 0 ani Die Europäische Stechpalm prbreitungskarte der Stechpalme llex aquit 1. Beschreiben Sie anhand von Abb. 2 und ggt. mithilfe eines Atlasses das Vorkommen der Stechpal 2. Nennen Sie jewelis 3 verschiedene abiotische und biotische Faktoren, die das Vorkiommen der Stech palme beeinflussen.e 3. Beurteilen Sie die Aussage: „Die östliche Verbreitungsgrenze der Stechpaime wird hauptsächlich Lösung die 0°C-Januar-Isotherme bestimmt." Die O°C-Januar-Isotherme ist eine Linie, an der die Tempera S. 204 ima an 345 Tagen pro Jahr über 0C liegen (vgl. Abb. 2). 108 AB Aufgabe 1 Italien, Frankreich, Norddeutschland Groß Britanien Mittel - West Europa Nordspanien (vereinzelt auch im ganzen Land) Pyränaen Balkan (Dilarisches Gebirge) Viel an Küstengebieten Nicht in Alpennähne An Nordwestküsten von Skandinavien Aufgabe 2 Abiotische Faktoren: Lichtintensität, Temperatur, Wasser, Niederschlag, Bodenart Biotische Faktoren: Nahrung (Früche - Singvögel) - Verbreitung der Samen, Kultivierung durch den Mensch, Konkurrenz um Lebensraum, Tierfraß Aufgabe 3 Hauptvorkommen der Stechpalme hauptsächlich westlich der Isotherme Östlich sind kältere und längere Winter (absolute Themperatur) -> Temperatur hat Einfluss auf das Wachsen der Pflanze 3.2 Abiotische Umweltfaktoren Ökologische Potenz = gesamte Reaktionsfähigkeit eines Lebewesens auf einen Umweltfaktor = Toleranzbereich Optimum -> höchste Aktivität einer Art Pressimum -> geringste Aktivität einer Art Minimum und Maximum -> Begrenzung des Vorkommens einer Art Ausprägung: Stenopotent: sehr enger Toleranzbereich gegenüber einem Umweltfaktor eurypotent: weiter Tolernazbereich gegebüber einem Umweltfaktor Wirkungsgesetz der Umweltfaktoren: Die Häufigkeit einer Art wird wesentlich von dem Faktor bestimmt, der am weitesten vom Optimum entfert ist Abiotischer Faktor - Wasser Bedeutung: Lebensraum Nahrungsmittel/ Nährstoff Lösungsmittel Transportmittel Quellungsmittel Reaktionspartner bei fast allen chemischen Reaktionen Verleiht Festigkeit Xerophyten äußerer Blattbau: - meist kleine Oberfläche - dicke Blätter mikroskopischer Blattbau: - verdickte Cuticula - mehrschichtige Epidermis - mehrschichtiges Palisadengewebe - mehrschichtiges Schwammgewebe - Spaltöffnung zusammen mit unterer Epidermis eingestülpt; oft mit toten Haaren Wurzelsystem: - stark ausgebildet - oft Speicherorgane -> transpirationseinschränkende Maßnahmen Hygrophyten äußerer Blattbau: - meist große Blattoberfläche - dünne Blätter mikroskopischer Blattbau: - Verdunstungshaare (lebend) - unregelmäßige Epidermiszellen (papillenartig) - dünnschichtiges Schwammgewebe - große Interzellulare - Spaltöffnung nach außen hervorgewölbt Wurzelsystem: - schwach ausgebildet -> transpirationsfördernde Maßnahme Hydrophyten äußerer Blattbau: - Schwimmblatt mit großer Oberfläche - Unterwasserblätter feinzipflig mikroskopischer Blattbau: - Schwimmblätter mit großen Interzellularen; Spaltöffnungen nur auf der Blattoberseite - Unterwasserblätter ohne Cuticula; Zellen zartwandig; Spaltöffnung oft fehlend; Luftgewebe  Arbeits- blatt Wasser – ein abiotischer Faktor Pllanzen zeigen typische Anpassungen an ihren Standort. Nach diesen unterteilt man sie in vier Gruppe 1 a) Stellen Sie Standorte und Anpassungen tabellarisch zusammen. b) Erläutern Sie an einem der abgebildeten Blattquerschnitte den Zusammenhang zwischen Stando Besonderheiten im Blattbau. S Mesophyt (z.B. Buchej Hydrophyt (z.B. Seerose) 0 rop y (Z. D. Was5erKI rC ) Xerophyt (z.B. Oleander) ⑭ 2. Werten Sie das Diagramm aus. Entscheiden Sie dann, welches der beiden untersuchten Tiere ein % Feuchtluft- bzw. Trockenlufttier ist. 100 KellerasSe 80 60 I I Ka l · 40- Feuchtlufttier Trockenlufttier 20 4060 80 100 ve Luftfeuchte  Wurzelsystem: - schwach oder fehlend -> kein Transpirationsschutz notwendig Mesophyten äußerer Blattbau: - meist weiche Blätter - Blattabwurf in Trockenzeiten mikroskopischer Blattbau: - Spaltöffnung an Blattunterseite Wurzelsystem: - stark ausgebildet - oft Speicherorgane Angespasstheit von Tieren an das Wasser Feuchtlufttiere - z.B. Lurche, Regenwurm, Nacktschencke - Aufenthalt in wasserdampfreicher Luft - Haut meist nackt und drüsenreich mit geringem Verdunstungsschutz - Hautatmung Trockenlufttiere - z.B. Säugetiere, Vögel, Inlandlebende Insekten - Haut meist mit Haaren, Federn, Horn - oder Chitinplatten bedeckt und vor Verdunstung geschützt - Lungenatmung/ Tracheen Wassertiere - z.B. Krebstiere, Fische - oft spindelförmiger Körper - oft ruderförmige Fortbewegungsorgane - Kiemenatmung - Osmoregulation: Ausscheidung von Salzen Abiotischer Faktor - Licht Licht - und Schattenpflanzen Lichtpflanzen - benötigen hohe Lichtintensität - Steppen - und Wüstenpflanzen, Unkräuter, Wiesenpflanzen Schattenpflanzen - nur ein Teil des Lichtes steht zur Verfügung - Schattenmoose, Schattenkräuter Sonnen - und Schattenbblätter oft an einem Baum Sonnenblätter Schattenblätter Im äußeren Kronenbereich Im Inneren der Krone Kleinere, dickere, derbere Blätter Größere, dünnere, weichere Blätter Kutikula verstärkt Kutikula einfach Epidermis gleich stark ausgeprägt Mehrschichtiges Palisadengewebe Einschichtiges Palisadengewebe Mehrschichtiges Schwammgewebe Dünnes, aus wenigen Schichte bestehendes Schwammgewebe Untere Epidermis mit Spaltöffnung und Kutikula ⑭ W Besonders hohe Fotosyntheserate; höhere Geringer Lichtkompensationspunkt Lichtkompensationspunkt Lang - und Kurztagspflanzen Langtagpflanzen Kurztagpflanzen 9 - 14 h Licht für Blütenbildung (Störlicht kann < 8 h Licht für Blütenbildung (Dunkelperiode Langtag ersetzten) > 12 h) Sommerblüher Hirse, Reis Getreidearten Weihnachtsstern Tagneutrale Arten Blütenbildung erfolgt unabhänig von Beleuchtungsdauer Löwenzahn, Hirtentäschel  & · Langtagpflanze Kurztagpflanze PuS Dlologl hauto ( 507-10593 4) · · · Relativ Kurztagpflanzen Angepasstheit von Tieren an das Licht Beeinflussung der Aktivität - tagaktive Tiere (Kohlmeise, Adler, Feuersalamander) - nachtaktive Tiere (Waldmaus, Eule, Igel, Dachs) - dämmerungsaktive Tiere (Mücken, Fledermaus) Brutzeiten der Vögel Singzeit der Vögel („Vogeluhr“) Vogelzug („innere Uhr“: Wechsel der Jahreszeiten) Abiotischer Faktor - Temperatur Temperatur V L 0°C 50°C (Gefrierpunkt) (Denaturierung der Eiweiße) Ausnahmen: Nadelbäume: - 70°C -> Kälterestistent Tropische Pflanzen: mind. 5°C Bakterien: bis 90°C; Archaea (heiße Schlammquellen) bis 110°C Bestimmt durch: Sonneneinstrahlung Höhe über dem Meeresspiegel Lokale Besonderheiten - sonniger Südhang - schattiges Bachlauf - Bergkuppe Angepassung der Pflanzen können nur in bestimmten Temperaturbereichen leben -> Vegetationszonen/Klimazonen Klimazonen mit Frost: - nur frostresistente Pflanzen - Schutz vor Eisbildung im Gewebe bietet z.B. die Erhöhung der Zellsaftkonzentration (Gefrierpunkt wird um ca. 2°C herabgesetzt)  - Überdauerungsformen, z.B. Erdsprosse, Knollen, Zwiebeln, frostresistente Knospen, trockene Samen Anpassung von Tieren wechselwarme (polikilotherme) Tiere - Wärmen des Körpers in den Morgenstunden, schattige Verstecke als Schutz vor Überhitzung - Abnahme der Aktivität bei sinkenden Temperaturen bis zur Kältestarre (keine Nahrungsaufnahme) gleichwarme (homöotherme Tiere) - Vögel und Säugetiere - Körpertemperatur zwischen 36 - 42°C - isoliert durch Fettschichten und Körperbedeckung wie Federn und Fell - fallende Körpertemperatur: Erhöhung der Stoffwechselaktivität, um Wärme zu produzieren; Verengung der Hautkapillaren, um die Wärmeabgabe aus dem Körperinnern zu reduzieren Winterschlaf: Winterruhe: Anlegen von Fettreserven geringes Absenken der Körpertemperatur Starkes Absenken der Körpertemperatur Ruhephase, die dem Schlaf gleicht Nutzen von Vorräten bei kurzen Häufiges Aufwachen und häufige Aktivitätsphasen, dabei steigt die Nahrungsaufnahme Körpertemperatur Energieersparnis durch Inaktivität der Muskeln  Arbeits- blatt Temperatur – ein abiotischer Faktor l 1. Die Temperatur beeinflusst die Intensităt der Lebensvorgänge aller Organismen. a) Vergleichen Sie die beiden Diagramme. b) Ergänzen Sie jeweils unter dem Diagramm, ob es sich um wechselwarme oder gleichwarme Tiere han- delt. Begründen Sie Ihre Entscheidung. ebensbereich => Ökologische Potenz Temperatu Wechselwarme Tiere Gleichwarme Tiere a) Beschreiben und erklären Sie jeweils die in Abbildung 1 und 2 dargestellten Sachverhalte. a Kaiser- Königs Magellan- Humboldt- Galapagos- pinguin pinguin pinguin pinguin M u 114 c O 71 o 65 cm 53 cm 30 kg 15 kg 5 kg 4,5 Kq 2 kg 65º-75s 50"-B0'S 34°56ºs 5º35°S Äqua Abb. 1 ALLENsche Regel Abb. 2 BERGMANNsche Regel b) Notieren Sie die folgenden Klimaregel BERGMANNsche Regel: Unter nahe verwandten Arten finden sich diejenigen mit den größeren Individuen in kalten Regionen, die mit den kleineren Individuen in wärmeren Gegenden. ALL ISChe Hegel:. Abstehende Körperteile, wie Extremitäten oder Körperanhänge sind bei Arten kalter Gebiete meist kleiner ausgebildet als bei Arten in wärmeren Zonen. -> gelten nur innerhalb eines Verwandschaftkrieses gleichwarmer Tiere c) Ordnen Sie die beiden Beispiele einer Klimaregel zu. Abb. 1 Größe der Ohren bei Füchsen in unterschiedlichen Klimazonen Abb. 2 Körpergröße, Gewicht von Piguinarten unterschiedlicher geografischer Breiten VERGLEICH Verhältnis der Intensität der Lebensvorgänge in Abhänigkeit der Temperatur Minimum und Maximum bei wechselwarmen Tieren kleiner als bei gleichwarmen Anstieg der Aktivität bei wechselwarmen langsamer 3.3 Biotische Umweltfaktoren Intraspezifische Konkurrenz innerhalb einer Art Um Nahrung, Raum, Fortpflanzungspartner V Rangordnung/ Reviere zur Verminderung direkter Konkurrenz a) Partnerbeziehungen: Fortpflanzungs - und Revierverhalten, Paarung, Brutpflege, Brutfürsorge b) Vergesellschaftung: offener anonymer Verband, z.B. Schwarm der Makrelen geschlossener anonymer Verband, z.B. Bienen individualisierter Verband, z.B. Gorilla, Schimpanse, Wolf  Arbeits-— blatt Biotische Faktoren – intraspezifische Beziehungen spezifische Beziehungen sind Beziehungen zwischen den Individuen einer Art, die meist zu Vergesell- schaftungen führen. Die Verbände können zeitweilig oder dauerhaft bestehen. Ergänzen Sie die Tabelle zu ausgew en Tierverbänden. 2. Erklären Sie an einem Beispiel den Nutzen der Verbandsform für das einzelne Individuum. Verbandsfon Beschreibung Beispie Schlafverbände o Fledermäuse Artgenossen, machmal nur eines Geschlechtes finden sich Krähen gemeinsam zur Ruhe zusammen Stare Artgenossen überwintern geme solitäre Bienen Überwinterungs - Viele Lurche verbände Viele Kriechtiere Fledermäuse Fraßgemeinschaften Artgenossen eines Entwicklungsstadiums fressen Schmetterlingsn gemeinsam, dabei tritt häufig ein Artgenosseneffekt auf Wanderheuschrecken (Stimmungsübertragung) und die individuelle Fressleistung steigt agesellschaftor Artgenossen jagen gemeinsam, so konnen auch giobere Pelikane Beutetiere überwunden werden (Pelikane treiben einen ganzen Schwarm von Fischen ins seichte Wasser) Wölfe Löwen Hyänen Zugvögel Artgenossen ziehen gemeinsam in Brut - oder Wandergesellschaften Überwinterungsgebiete oder sie wandern zur Nahrungs Lemminge - und Wasserruhe Ci A LI p Wanderheuschre Fortpflanzungs- und Artgenossen bewohnen gemeinsam ein Pelzrobben tgesellschaften Brutgebiet, dadurch sind die Jungen besser Pinguine geschützt, manchmal gibt es auch gemeinsame Alpenmurmeltier „Kindergärten“ länger anhaltende Gemeinschaftsbeziehung mit engen Erdmännchen Familienverbände persönlicher Bindung und Rangordnung innerhalb der ameincr f Paviane Menschenaffen Wanderratten Tierstaat Ameisen Höchstentwickelte Form eines Verbandes bei Tieren; der Tierstaat besteht in der Termiten Regel viele Jahre; er zeichnet sich durch Honigbiene Arbeitsteilung aus Beispiel 1 Symbiose Flechte,vor allem zwischen Algen, Pilzen Pilze nehmen Wasser auf, bilden Stützgerüst, betreiben heterotrophe Ernährung Pilz profitiert von Alge, da sie Fotosynthese betreibt Beispiel 2 Antibiose Pflanze entzieht dem Baum Nährstoffe Parasitismus Mistel = Halbschmarotzer Entnimmt dem Baum Wasser durch Senker Beispiel 3 Symbiose Ein Fisch hilft einem anderen Kleiner Fisch sichert sich seine Nahrung bei dem Kleineren Wird weniger schnell Beute für andere Fische  · · e e Yo · D ま# e T まeO - S - · · S · e # Symbiose @S あ7 · J ↳ r d @s · oi （ O2 (ヤか-869Ol-209-e) e1ney e1Bo1oI旧 sny H'Hqwg BeyeA 1apeoIyps 666l o ! · d) Parasitismus Innenparasiten = Endoparasit Außenparasit = Ektoparasit Interspezifische Konkurrenz zwischen verschiedenen Arten Um Nahrung, Raum V verschiedene Nutzung der Ressourcen zur Konkurrenzverminderung V Ökologische Nische Ökologische Nische = Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Umweltfaktoren, die für die Existenz einer Art wichtig sind -> Planstelle/ „Beruf“ einer Art im Ökosystem Überlappung von Nischen möglich Konkurrenzausschlussprinzip Räuber - Beute - Beziehungen EF Wechselwirkung LOTKA - VOLTERRA - REGEL beschreibt die Regulation von Populationsgrößen durch Räuber - Beute - Beziehungen (periodische Schwankung) 1. LOTKA - VOLTERRA - REGEL Die Individuenzahl von Beute und Räuber schwanken periodisch. Dabei folgen die Maxima für die Räuber phasenverzögert denen für die Beute. 2. LOTKA - VOLTERRA - REGEL Langfristig bleiben die Mittelwerte der Durchschnittsgrößen der Räuber - und Beutepopulationen trotz der Schwankung konstant. 3. LOTKA - VOLTERRA - REGEL Werden Räuber - und Beutepopulationen prozentual gleichermaßen reduziert, so erholt sich die Beutepopulation rascher als die Räuberpopulation. Abwehr - und Verteidigungsbeziehungen - Flucht Feldhasen - Verteidigungsring Mochusochse - mechan. Schutzvorrichtichung Schildkröte, Igel - Giftstoffe Raupe Schutztrachten Täuschen den Räuber durch Färbung, Gestalt, Bewegung - Tarn - bzw. Umgebungstracht - Nachahmungstracht (Mimese) - Schrecktracht - Warntracht - Scheinwarntracht (Mimikry) 3.4 Populationsökologie Population = Lebewesen derselben Art in einem Lebensraum Populationsgröße = Zahl der Individuen -> beeinflusst durch Vermehrung, Wanderung, Tod Populationsdichte = Individuenzahl einer Population in ihrem Lebensraum zu gering! -> keine Fortpflanzungspartner -> Erlöschen der Population Fortpflanzungsstrategien r - Strategen hohe Vermehrungsrate -> schnelle Besiedlung von Lebensräumen Kurze Lebensdauer des Individuums und der Generation Oft große Sterblichkeit Starke Schwankung der Populationsdichte Beispiele: Feldmaus, Hase, Kaninchen, viele Fische, Blattläuse, Wasserflöhe K - Strategen geringe Vermehrungsrate -> keine schnelle Besiedelung von Lebensräumen Große Investitionen in die Nachkommen Große Lebenserwartung des Individuums Geringe Schwankungen der Populationsdichte Beispiele: Wale, Elefanten, Primaten, Adler Wachstumsraten exponentielles Wachstum konstante Geburten - und Sterberate bei ungebremsten Wachstum ohne Berücksichtigung von Zu - und Abwanderung Begrenzung durch Verknappung der Ressourcen logistisches Wachstum mit zunehmender Populationsgröße nimmt die Ressourcenmenge für das einzelne Individuum ab Geringere Fruchtbarkeit -> geringere Geburtenrate bei zunehmender Sterberate Ausgleich Geburten - und Sterberate: Kapazität (maximale Individuenzahl in einem Lebensraum) 3.5 Nahrungsbeziehungen und Energiefluss Nahrungsbeziehungen Nahrungskette Nahrungsnetz Produzent -> Konsument -> Destruent Herbivore (Pflanzenfresser) Carnivore (Fleischfresser) Omnivore (Allesfresser) Trophiestufen mit jeder höheren Stufe wird die Nahrung seltener -> Schwankungen wirken sich deutlicher aus Energiefluss Biomasse = Gesamtmenge der durch Lebewesen produzierten organischen Substanzen in einem Ökosystem In einem Ökosystem gehen durchschnittlich nur 10% der Energie von einer Trophiestufe zur nächsten über. -> ökologische Pyramide Bruttoprimärproduktion: Zuwachs der Produzenten, der sich ohne Atmungsprozesse ergeben würde Nettoprimärproduktion: Bruttoproduktion minus Atmung („Betriebskosten“) Stoffkreislauf Anders als zu - und abgestrahlte Energie bleibt Materie auf der Erde und kann in Kreisläufen immer wieder neu verwendet werden. Dabei findet keine Entwertung von chemischen Elementen statt. z.B. Kohlenstoffkreislauf Stickstoffkreislauf Phosphatkreislauf Schwebfliege Schmetterling Hummel Biene Raupe Bkattkäfer Blattlaus Blattwanze Feldheuschrecke Marienkäferlarve Laufkäfer Ameise Engerlinge 2) Bei diesen Organismen handelt es sich um Blütenbesucher. Sie ernähren sich von Nektar und Blütenpollen. Dabei übertragen sie Pollen von der einen Blüte auf die nächste und tragen so zur Bestäubung der Wiesenpflanzen bei. 3) Ökologische Nische. Käfer üben unterschiedliche „Berufe“ aus: Blütenbesucher, Räuber oder Pflanzenfresser. Dadurch vermeiden sie Nahrungskonkurrenz und können auf engem Raum gemeinsam existieren. 4) Produzent: Rotklee,Schlüsselblume, Wiesenglockenblume, Wiesenmagerite, Schafer Hahnenfuß, Knäulgras Konsument 1. Ordnung: Schwalbenschwanz, Schebfliege, Aurorafalter, Feldmaus, Regenwurm Konsument 2. Ordnung Grasfrosch, Maulwurf Konsument 3. Ordnung Fuchs, Storch, Wiesel, Mäusebussard Destruent: Regenwurm, wenn er totes pflanzliches Material frisst Ökologisches Gleichgewicht Biologische Systeme sind durch permanente Veränderungen gekennzeichnet. Sie sind dynamische Systeme Kennzeichen: Fließgleichgewicht für Energie und Stoffe Stabile Biozönose ausgewogenes Verhältnis von Produzenten, Konsumenten und Destruenten Hohe Elastizität (Herbeiführen des Ausgangszustandes nach Störung) NITRIFIKATION UND DENITRIFIKATION IM STICKSTOFF - KREISLAUF Nitrifikation: Unter Nitrifikation versteht man die bakterielle Umwandlung von Ammoniak bzw. Ammonium (NH4+) über das Zwischenprodukt Nitrit (No2-) zu Nitrat (NO3-). Die zwei Teilschnritte sind Oxidationsprozesse NH3 + 2 O2 -> NO3- + H+ + H2O Dies geschieht beispielsweise durch Bakterien (Nitrifizierer) in landwirtschaftlich genutzten Böden Denitrifikation: Unter Denitrifikation versteht man die Umwandlung des im Nitrtat (NO3-) gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff (N2) und Stickoxiden. Dies geschieht durch bestimmte heterotrophe und einige autotrophe Bakterien (Denitrifikanten) zur Energiegewinnung Möglichkeit eines oxidativen Energiestoffwechsels Dieser Prozess findet in der Natur unter anoxiden oder hypoxischen Bedigungen statt (z.B. Sümpfe, Böden, Sedimente in Flüssen und Seen).  Arbeits- Stoffkreisläufe im See 19 blatt 1. Die Abbildung zeigt einen vereinfachten Kohlenstoffkreislauf im See. a) Ergänzen Sie die fehlenden Begriffe im Kreislauf. b) Beschreiben Sie den Kohlenstoffkreislauf. Abgabe an/Aufnahme aus Atmosphäre Gasaustausch Phytoplankton Bakterien Fotosynthese "2 · Diese FIfla o uR U organische Verbindungen Pflanzl. Biomasse 1U ) Zooplankton Makrofauna Z B Würmer desBodens.. tierische Biomasse- jelöster gel und partikulärer organischer Kohlenstoff organischer Kohlenstoff ) ADWasSer llll iEuI 2. Die Abbildung zeigt den Stickstoffkreislauf in einem See. a) Tragen Sie die entsprechenden Stoffwechselschritte, Abbauprodukte und Organismen in die Grafik ein b) Beschreiben Sie den Stickstoffkreislauf im See. , organische Stickstoff- Denitrifizierte verbindungen|E Stickstag Bakterien Assimilatio monif cation Cyanobakterienengl S NHy + denitrifizierend e NOz O engine 00 enitrifikation 0c 0 anaerob NOz - D vitrifikation 00 Vitrobacter 0 00 10 Nitrosomonas aerob 3.6 Terrestrirische und Aquatische Ökosysteme MONOKULTUREN - ÄCKER UND FELDER Eine Monokultur ist eine Form der Bodenbewirtschaftung, bei der auf einer land - oder forstwirtschaftlichen Nutzfläche nur eine bestimmte Art angebaut wird. z.B. Reis -, Getreide -, Kartoffel -, Rüben -, Kaffe -, Tee -, Wein - und Tabakanbau Langfristig: ökologische und ökonomische Nachteile ein Acker, auch Feld genannt, ist ein landwirtschaftlich genutzter Boden (Kulturboden), der regelmäßig zum Beispiel mit einem Pflug bearbeitet und mit einer Feldfrucht bestellt wird. Dabei sind die Wörter nicht vollständig als Synonyme zu verstehen: Man spricht von einem Weizen - oder Rapsfeld, aber meist von einem Kartoffel - oder Rübennacker. Vorteile: Neuzüchtungen die langsamer faulen Langfristige sesshafte Lebensweise möglich Spezialisierung auf bestimmte Arten Kostensparung Effiziente Nutzung von Maschinen und Arbeiter NACHTEILE DER MONOKULTUREN Verarmung des Bodens (Mangel an Mineralstoffe, geringere Erträge) Vermehrter Düngereinsatz (Kosten, negative Folgen für natürliche Bodenorganismen) Ernte -> große vegetationsfreie Fläche (geringerer Schutz gegen abiotische Faktoren wie Wind, Regen und Schnee) Vernichtung zahlreicher Lebensräume Gefährdung durch Schädlinge und Krankheitserreger (Sinken von Erträgen, Verdrängung von Arten)  Lina Wecker und Eva-Maria Mielenz ÖKOSYSTEM WIESE Def.: Wiese ist eine natürliche Gemeinschaft von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen, die in einer Graslandschaft leben und miteinander in Beziehung stehen. Es umfasst eine Vielzahl von Arten, die in einem komplexen Wechselspiel von Nahrungsketten, Nährstoffkreisläufen und Lebensrauminteraktionen existieren. Arten Naturwiesen Kulturwiesen https://www.fotocommunity.de/signon https://www.naturerleben.net/jahreslauf /sommer/typische-pflanzenarten-der-kunstwiese/ Biotische Faktoren Konkurrenz um Nahrung, Fortpflanzung Abiotische Faktoren und Lebensraum Räuber-Beute- Licht, Wind, Temperatur Beziehung Klima Virus Niederschlag Nahrungsnetz/kette Mineralstoffe PH-Wert Gliederung Blatt und Bodenschicht Streuschicht Blütenschicht Stängelschicht Versorgung Brutstelle, für die entscheidend mit Möglichkeit Photosynthese e Rolle bei der Nährstoffen der und das Fortpflanzung und Wasser Eierablage Wachstum der und Vielfalt Belüftung z.B. Pflanzen der Pflanzen durch Tiere Schnecken, verantwortlich in der Wiese z.B. Frosch, Netzbau z.B. Regenwurm, Assel z.B. Spinnen, Wildbienen, Maulwurf Blattläuse Hummel https://www.sofatutor.at/biologie/videos/das-oekosystem-wiese Bedeutung des Ökosystems Biozönose: Biotop: Nist und Brutplätze Hochwasserschutz Futter für z.B. Schafe Trinkwasserschutz Winterquartier Bodenschutz Schutz vor Wetter und Raubtieren Luftfilter Nahrungsketten Sauerstoffproduktion  n Eichler 11- gr Tutor: Frau Grin Nordsee Merkmale und Einteilung: ug 1IScIe Lage enlang aer NUsten Vo NNO Wegen, DanemarK, Deuscnlana, aen Iieoeranaen, B igien un GroISoritane delfalt an Landschaften: Flachwasser, Küstengebiete, Tiefseegebiete, Offshore-Regionen teilung in verschiedene Regionen; Nordfriesische, Deutsche Bucht, Skagerr. -Einzigartige Merkmale basierend auf geografischen, geologischen und ozeanographischen Unterschieden Region birgt eine Fülle an Leben und ist ein wichtiger Bestandteil des Gesamtökosyste Gliederung: -Mosaik aus Okoregior -Wattenmeer als einzigartiger Lebensraum mit Gezeiten und reichen Sed g uer Gleaerung Tur VI e0ew -Von Plankton bis zu Meeressäugetieren: Heringe, Dorsche, Makrelen, Plattrische -wirbellose wie Garnelen, Krabben, Muscheln -Meeresvögel wie Möwen, Trottellummen, Kor -Robbenarten wie Kegelrobben, Seehunde Typische abiotische Faktoren -Temperatur: Varianz je nach Jahreszeit und geografischer Lage genaI. Vieu▇ ▇ -Strömungen: Verteilung von Nährstoffen und L "LICht tScheloenaTu r Pno ▇ I n Marinen P1lanzenr Biotische Faktoren: Räuber-Beute-Beziehungen, Konkurrenz, symbiotische Beziehungen ung der Nord -Ökologische Bedeutung: Biodiversität, Klimaregulation, Einfluss auf globale ökosysteme -Wirtschaftliche Bedeutung: Fischerei, Ernährungssicherheit, Tourismus -Herausforderungen: Überfischung, Verschmutzung, Küstenentwicklung, Klimawandel -Schutz und nachhaltige Nutzung: Internationale, nationale und lokale Anstrengungen erforde  Ronja Kaufmann und Pauline Sesser, 11Gr DE NiSIE Definition: Wüsten haben eine wichtige Bedeutung als Lebensraum für spezielle Pflanzen und Tiere, welche sich einzigartig an die Bedingungen angepasst haben. Die Lebensräume spielen eine entscheidende Rolle im Ökosystem. Rund 1/5 der Erdoberfläche besteht aus Wüste. MERKNALE hohe Aridität schwankende Temperaturen (Tag heiß, Nachts bis zu Minusġraden) Vegetationsarmut geringer Niederschlag auf alle Kontinenten zu finden. Oasen: kleine, fruchtbare Gebiete mitten in der Wüste, entstehen durch Grundwasserquellen, Wasserquelle für Tiere Abiotische Umweltfaktoren Biotische Umweltfaktoren Wasser: Umweltfaktoren der belebten Welt wenig Niederschlag Alle Lebewesen, sowie deren Interaktion zwischen derselben Art und verschiedene ceereeten weNseao Arten Regenzeit: Samen keimen u. wachs Organismen müssen physiologische Eigenschaften und Verhaltensweisen zeigen,r Temperatur: um zu überleben horme Temperaturschwankungen Strahlungsmenge der Sonne ist wichtig Sonnenlicht hat hohe Intensität Einteilung Oberfläche wenig Vegetation Kontinentalwüste: im Landesinneren, von Gebirgen 11 Sonnenstunden pro Tag geben (Gobi Wüste) Küstenwüste: an Westküsten (Namib Wüste) Boden: Regenschattenwüste: hinter Gebirgskette Abhängig vom Untergrund u. Intensität des (Atacama Wüste) Niederschlags lendekreiswüste: Bereich der Wendel Wasser versickert/verdunstet schnell (Kalahari Wüste) hoher mineraliSch Jährstoffgehalt Humus- und organischer Nährstoffgehalt Sandwüste: aus Quarzsand, riesiġe Dünen Schaumboden-Schichten Kieswüste: aus Kies und Ablagerungen (wasserundurchlässig) unter Steinpflaștern Steinwüste: dichtem, kantigem Schuttmateria Gesteinsoberflächen oft Wüstenlack (Überzug| Salzwüste: Sedimentationsgebiet, salzreichem Ton Eisen- und Manganoxiden) Eiswüste: Permafrostboden, niedrige Temperatur Luft: Pflanzen: Hoher Luftdruck erophyten Geringe Luftfeuchtigkeit Aufnahme Wasser über Wurzel oder Blätter Windprozesse - für Landschaftsgestaltung oft tiefe Pfahlwurzeln (Schirmakazie) wichtig “Wiederaufstehungspflanzen" (Rose von Jericho Trockenzeit: õl igeAustrocknung Tiere: Regenzeit: Entfaltung der Pflanze oft dicke Kutikula, eingesenkte Stomata (Aloe l oft nacht- oder dämmerungsaktiv Dornen vor Schutz der Sonne (Kaktus) Fortbewegung meist sprin gend (Springmaus) oder haben lange Beine (Wildkamel) manche Tiere kommen mit wenig Wasser zurecht andere brauchen ab und zu Wasser (von Oasen) dickes Außenskelett - Speicherung Wasser (Kängururatte) leben unter der Oberfläche (buddeln sich im Sand ein - Saharafisch) extra Schwimmhäu nicht im Sand einzusinken (Palmatogecko)  Nele Peter 11gr, Alina Richter 11gr Tropische Riffe Tropische Riffe= eine von Nesseltieren gebildete Riffstruktur im Meer Merkmale größte von Lebewesen geschaffene Struktur der Erde artenreichster und dicht besiedelster Lebensraum der Erde Wassertemperatur immer über >20 Grad Celsius Arten: Saumriffe, Barriere Riffe, Plattformriffe, Atolle Gliederung Riffe bestehen aus Lagune (Süßwassereinfluss, “Kinderstube” für Jungfische), Riffdach (höchster Teil des Riffs), Vorriff (bildet Riffkante; Riffhang; Riffhalde) Abiotische Umweltfaktoren Biotische Umweltfaktoren Temperatur: Interspezifisch: -wachstumsfördernd für Korallen -Räuber-Beute Beziehung -29 Grad: Korallenbleiche Pflanzenfressende Fische und Algen Lichtverhältnisse: -Antibiose: Korallivoren -in 70-90m Tiefe wachsen Korallen kaum noch Intraspezifisch: -wachsen in verschiedenen Bereichen -Korallenfisch-Arten bilden Wohngemeinschaften unterschiedlich gut (ökologische Nische) -Fortpflanzung: Fische Konkurrenzkampf, Salinität: Korallen geschlechtlich als auch -Korallen lieber zu hohen Salzgehalt (bis 45 ungeschlechtliche Fortpflanzung möglich Promille) Lebewesen Bedeutung Biodiversität: unglaubliche Vielfalt komplexes Ökosystem: Nahrungsquelle: Riffe Laich- und -Würmer, Weichtiere, Schwämme, Stachelhäuter, Aufzuchplätze, somit reich an Fisch Krebstiere Schutz der Küsten vor Sturmfluten und Organismen können nur bei >20 Grad Celsius Erosion überleben Tourismus: beliebtes Urlaubsgebiet Sonnenlicht als Energiequelle (Arbeitsplätze) Bsp.: Garnelen (Stenopus), Papageienfisch, Medizin: Gewinnung wichtiger Substanzen Riffbarsche, Steinkoralle Quellen: https://reefresilience.org/de/coral-reef-ecology/ https://prezi.com/p/ywvzo2hdginh/okosystem-korallenriff/ https://abitur-wissen.org/index.php/biologie/oekologie/389-oekologie-oekosystem-korallenriffe https://www.in-australien.com/location/great-barrier-reef_104256/ UMWELTFAKTOREN, DIE DURCH BEWIRTSCHAFTUNG BEEINFLUSST WERDEN Biotische Umweltfaktoren: intra - und interspezifische Beziehungen (Räuber - Beute - Beziehungen; Bestäuber und mangelnde pflanzliche Nahrung (Pollen, Nektar)), Fortpflanzungsbeziehungen Abiotische Umweltfaktoren: pH - Wert des Bodens, Nährstoffgehalt des Bodens, Bodentemperatur, Wasserspeichervermögen des Bodens, Bodenerosion, Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, Sonneneinstrahlung in bodennahen Schichten; Bodenstruktur (Verdichtung durch landwirtschaftliche Maschinen) 3.8 Schutz Naturnaher Ökosysteme Sächsisches Naturschutzgesetz (geschützte Biotope; Rote Liste) Nationalparks (Sächsische Schweiz; 9300ha; außerordentliche Schönheit der Gebirgslandschaft) Biodiversität (biologische Vielfalt) Wiederansiedlungsprojekte (Wolf, Luchs, Wildkatze) Klimawandel Sächsisches Naturschutzgesetz Besteht aus 13 Teilen Geltungsbereich: Nationalparke und Nationale Naturmonumente, gesetzlich geschützte Biotope, geschützte Landschaftsbestandteile, wild lebenden Tier- und Pflanzenarten, ihrer Lebensstätten und Biotope Anthropogen bedingter Treibhauseffekt Resultiert aus menschlicher Aktivität, die für den zusätzlichen Ausstoß von Treibhausgasen sorgt. Folgen: Klimawandel Erhöhung der mittleren Temperatur Schmelzen der Gletscher sowie der polaren Eisklappen Anstieg des Meeresspiegels Extreme Wetterveränderung Zunahme extremer Wetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren, Überschwemmungen Verlust der Bidiversität und Verschiebung von Lebensräumen