Ökosysteme verstehen: Grundlagen, Faktoren und Dynamik

Grundlagen der Ökologie und Ökosysteme

Definition Ökologie

Die Ökologie ist die Wissenschaft, die sich mit den Eigenschaften von Lebewesen, der Umwelt, in der sie leben, und den komplexen Beziehungen zwischen ihnen und ihrer Umwelt beschäftigt.

Definition Ökosystem

Ein Ökosystem besteht aus einem Teil der gesamten Biosphäre, in dem Lebewesen existieren und die Beziehungen untereinander sowie mit der Umwelt stattfinden.

Biotop (Lebensraum)

Das Biotop ist die unbelebte, physische Umwelt oder der Ort, an dem Lebewesen existieren. Es umfasst die ökologischen Bedingungen, die das Ökosystem charakterisieren.

Biozönose (Lebensgemeinschaft)

Die Biozönose ist die Gesamtheit aller Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen), die in einem bestimmten Ökosystem zusammenleben.

Abiotische Faktoren und Umweltbedingungen

Arten von Biotopen

• Terrestrische Umwelt: Befindet sich an der Oberfläche der Kontinente.
• Gewässer (Hydrosphäre): Besteht aus Wasser.

Wichtige Abiotische Faktoren

Abiotische Faktoren sind die physikalisch-chemischen Bedingungen im Biotop:

• Licht: Es ist die wichtigste Energiequelle in fast allen Ökosystemen.
• Wasser: Es ist lebenswichtig; alle Organismen sind für ihr Überleben davon abhängig.
• Temperatur: Mittelwert und Varianz bestimmen die Art der Organismen, die ein Ökosystem bewohnen, da jede Art spezifische Temperaturbedingungen benötigt.
• Gase: Gase, die in der Atmosphäre oder Hydrosphäre gelöst sind und von Lebewesen für ihre lebenswichtigen Funktionen genutzt werden.
• Bodenzusammensetzung: Bestimmt die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Wasserretentionsfähigkeit.
• Geografische Situation: Beinhaltet Aspekte wie Höhe oder Tiefe, Sonneneinstrahlung, Neigung sowie vorherrschende Winde und Strömungen.

Beziehungen innerhalb der Biozönose

Interspezifische Beziehungen (Zwischenartliche Beziehungen)

Prädation (Räuber-Beute-Beziehung):

Ein Verhältnis, bei dem eine Art (der Räuber) eine andere Art (die Beute) fängt und frisst, um Nahrung zu gewinnen.

Parasitismus:

Eine Beziehung, bei der ein Organismus (der Parasit) auf Kosten eines anderen (des Wirts) lebt und diesen schädigt.

Symbiose:

Eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung zwischen zwei Organismen oder Symbionten.

Schwankungen und Dynamik von Populationen

Populationsschwankungen

Fluktuationen beschreiben die Änderung der Anzahl der Individuen in einer Population im Laufe der Zeit.

Ursachen für Populationsdynamik

• Umweltveränderungen: Können zufällig sein (z. B. Dürre) oder zyklisch (z. B. durch Jahreszeiten bedingt).
• Migrationen: Die Bewegung von Individuen innerhalb einer Population aufgrund von Veränderungen in den Lebensraumbedingungen.
• Räuber-Beute-Ungleichgewicht: Ein Missverhältnis zwischen Räuber- und Beutepopulationen, das wesentliche Änderungen in deren Beständen verursacht.

Trophische Beziehungen und Nahrungsnetze

Definition Trophische Beziehungen

Trophische Beziehungen beschreiben die Ernährungszusammenhänge und Energieflüsse innerhalb eines Ökosystems.

Trophische Ebenen

• Produzenten (Erzeuger): Sind autotrophe Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen.
• Konsumenten (Verbraucher): Sind heterotrophe Organismen, die sich von organischem Material ernähren, das von anderen Lebewesen stammt.
• Destruenten (Zersetzer): Sind heterotrophe Organismen, die sich von organischer Substanz aus den Überresten toter Lebewesen ernähren und diese abbauen.

Darstellung der Nahrungsbeziehungen

Nahrungsketten: Sie sind eine lineare Darstellung der Organismen in einem Ökosystem, die sich nacheinander voneinander ernähren.

Nahrungsnetze: Sie sind eine komplexere Darstellung verschiedener miteinander verbundener Nahrungsketten, die in einem Ökosystem existieren.

Materie- und Energiefluss in Ökosystemen

Materie und Energie werden durch die trophischen Beziehungen zwischen den verschiedenen Organismen in einem Ökosystem übertragen.

Stoffkreislauf (Zyklus der Materie)

Der Stoffkreislauf beschreibt die Bewegung von Materie durch die trophischen Ebenen eines Ökosystems, ihre Rückkehr in die Umwelt und ihre Wiederverwendung.

Energiefluss

Der Energiefluss umfasst die Zirkulation der Energie, die von den Produzenten aufgenommen wird, bis sie die höheren trophischen Ebenen erreicht und allmählich in die Umwelt freigesetzt wird.

Biomasse und Trophische Pyramide

Biomasse ist ein Maß für die Gesamtmasse einer bestimmten Menge von Lebewesen.

Die Biomasse jeder trophischen Ebene kann in einer Trophischen Pyramide dargestellt werden. Diese Pyramide besteht aus verschiedenen Ebenen, wobei die unterste Ebene die Biomasse der Produzenten und die höheren Ebenen die Biomasse der Konsumenten höherer trophischer Ebenen darstellt.