Grundlagen der Ökologie: Ökosystem, Biomasse und Strategien

Ökosysteme: Definition und Interaktion

Ein **Ökosystem** ist eine Gemeinschaft von Organismen und deren Interaktion mit der physikalischen Umwelt (dem Biotop), in der sie leben. Dies beinhaltet den Austausch von Materie und Energie.

Biomasse: Primär- und Sekundärproduktion

**Biomasse** ist die Menge an organischer Materie oder produzierter lebender Masse, berechnet für ein bestimmtes Gebiet oder Volumen. Man unterscheidet:

• **Primäre Biomasse:** Produziert von den Erzeugern (Produzenten).
• **Sekundäre Biomasse:** Produziert von den Verbrauchern (Konsumenten).

Produktionsraten und Trophische Ebenen

Die **Produktion** (Produktionsrate) ist die Menge an Biomasse pro Zeiteinheit.

Man spricht von der **Brutto-Primärproduktion (BPP)**, der gesamten von den Produzenten hergestellten Biomasse. Die **Netto-Primärproduktion (NPP)** ist die Biomasse, die nach Abzug der Atmungsverluste (Respiration) der Produzenten übrig bleibt und dem nächsten trophischen Niveau zur Verfügung steht.

Die **Brutto-Sekundärproduktion** bezeichnet die von Konsumenten entwickelte Biomasse.

Die Beziehung zwischen diesen Werten wird durch die Formel dargestellt:

$$PB = PN + R$$

(Bruttoprimärproduktion = Nettoprimärproduktion + Respiration)

Die Nettoprimärproduktion (PNE) wird oft auch wie folgt berechnet, wobei die Verluste durch Respiration (rp + rc) berücksichtigt werden:

$$PNE = PB - (rp + rc)$$

Produktivität und Erneuerungsrate

Die **Produktivität** ist das Verhältnis zwischen Produktion und vorhandener Biomasse (Standing Crop). Sie wird oft in Prozent ausgedrückt und gibt Aufschluss über die Erneuerungsrate der Biomasse.

Nahrungsketten und Nahrungsnetze

Nahrungsketten stellen die lineare, unidirektionale Übertragung von Materie und Energie zwischen Organismen dar. Dabei geht die Energie von einer Art zur nächsten, wobei jede Art ein Glied in der Kette bildet.

Nahrungsnetze (*Food Webs*) zeigen, dass Nahrungsketten nicht isoliert sind, sondern miteinander verknüpfte Einheiten bilden. Es ist sehr üblich, dass dieselbe Art von mehr als einem Prädator gefressen wird. Alle Arten eines Ökosystems interagieren miteinander, um Nahrung zu erhalten.

Die Ökologische Population

Eine **Population** ist eine Gruppe von Organismen derselben Art, die sich miteinander fortpflanzen und in einem bestimmten Gebiet leben.

R- und K-Strategen: Überlebensstrategien

R-Strategen: Diese Arten zeichnen sich durch eine *große* Fortpflanzungskapazität (Reproduktion) aus. Sie sind oft Pioniere bei der Kolonisierung neuer Lebensräume, invasiv und opportunistisch. Ihre Populationen zeigen exponentielles Wachstum und sind häufig in wenig organisierten Ökosystemen zu finden.

K-Strategen: Diese Arten haben Mechanismen zur Regulierung der Fruchtbarkeit in Abhängigkeit von der Populationsdichte und der Kapazität des Lebensraums entwickelt. Sie besitzen ein geringeres biotisches Potenzial, investieren aber einen großen Betrag an Ressourcen in die Pflege der Nachkommen. Sie sind spezialisierte Organismen, die Ressourcen effektiver nutzen. K-Strategen dominieren in gut organisierten oder stabilen Ökosystemen (auch wenn diese durch menschliche oder natürliche Einflüsse modifiziert wurden). Ihre Populationen zeigen sigmoides (logistisches) Wachstum.