Energie- und Stoffkreisläufe in Ökosystemen: Trophische Grundlagen
Energie- und Stoffkreisläufe in Ökosystemen
In Ökosystemen werden Materie und Energie durch die trophischen Beziehungen von einem Ort zum anderen übertragen.
Der Energiefluss (Power Flow)
Der Energiefluss ist ein unidirektionaler Prozess. Ökosysteme sind auf eine kontinuierliche Versorgung mit Energie angewiesen, um ihre Funktion aufrechtzuerhalten. Die Energie tritt in das Ökosystem ein und wird von den Produzenten (meist Sonnenlicht) genutzt. Die Produzenten verwenden einen Teil der Energie für die Photosynthese. In diesem Prozess wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, die sich in der organischen Materie anreichert und über die trophischen Ebenen an andere Organismen weitergegeben wird.
Der Stoffkreislauf (Cycle of Matter)
Der Stoffkreislauf ist ein geschlossener, zyklischer Prozess. Materie befindet sich sowohl in Lebewesen als auch in der Atmosphäre, im Wasser und in der Erdkruste. Materie, die durch das Ökosystem zirkuliert, geht nicht verloren, sondern wird kontinuierlich recycelt. Produzenten nutzen anorganische Materie und wandeln sie in organische Substanz um. Diese wird von primären Konsumenten aufgenommen und über die trophischen Ebenen an andere Organismen weitergegeben.
Trophische Parameter und ihre Bewertung
Trophische Parameter ermöglichen es uns, die trophischen Beziehungen besser zu verstehen und die Speicherung sowie die Übertragung von Materie und Energie, die in einem Ökosystem produziert wird, zu bewerten.
Biomasse
Die Biomasse ist die Menge an organischer Substanz, die in einem Individuum, einer trophischen Ebene oder einem gesamten Ökosystem akkumuliert wird. Sie wird in Gramm, Kilogramm, Tonnen usw. gemessen. Organismen erhöhen die Biomasse durch Reproduktion und Wachstum.
Produktion
Die Produktion ist die Menge an Energie, die als Biomasse pro Flächen- und Zeiteinheit auf einer bestimmten trophischen Ebene gespeichert wird. Es wird zwischen verschiedenen trophischen Ebenen unterschieden:
Unterscheidung nach trophischer Ebene:
- Primärproduktion: Die Energiemenge, die von den Produzenten durch Photosynthese in einem Ökosystem gespeichert wird.
- Sekundärproduktion: Die Energie, die durch die Nahrungsaufnahme der Konsumenten gespeichert wird.
Unterscheidung nach Gesamtmenge:
- Bruttoproduktion: Der Gesamtbetrag der Biomasse, der auf einer trophischen Ebene erzeugt wird.
- Nettoproduktion: Der Gesamtbetrag der Biomasse, der für die nächste trophische Ebene übrig bleibt.
Produktivität
Die Produktivität beschreibt die Rentabilität und den Zustand einer trophischen Ebene und setzt die Produktion (P) ins Verhältnis zur Biomasse (B) (Formel: P = P/B). Die Produktivität ist umso größer, je geringer der Verlust von Biomasse von einer trophischen Ebene zur nächsten ist.