Zusammenfassung
Ökologie ist die Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen und ihrer Umwelt. Sie beschreibt in der Populationsökologie die Wechselwirkungen von Tierpopulationen untereinander und definiert die ökologische Nische. Zentraler Bestandteil ist das Verständnis von Nahrungsketten und Stoffkreisläufen. Über die Fotosynthese bilden Pflanzen energiereiche organische Verbindungen und damit die Grundlage der Stoffkreisläufe. Außerdem sind hochwertige Böden für ein fruchtbares Pflanzenwachstum eine Grundvoraussetzung.
Grundlagen
Ökologie
- Die Ökologie ist die Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen und ihrer Umwelt.
- Im Gegensatz zum Naturschutz ist die Ökologie eine objektiveWissenschaft.
- Ökosystem: Gefüge aus Lebewesen untereinander (Biozönose) und mit ihrem Lebensraum (Biotop)
Ökologische Grundbegriffe
Ökologische Nische
- Die ökologische Nische ist die Stellung einer Art in den Wechselwirkungen ihrer Umweltfaktoren („Beruf“ einer Art).
- Beispiel: Turmfalke und Waldohreule
- Ähnlicher Lebensraum (Kulturlandschaft)
- Gleiche Nahrung (Feldmäuse)
- Aber unterschiedliche Bejagungsmuster (Tag- und Nachtjäger)
Bioindikatoren
- Bioindikatoren sind Organismen, die sehr sensibel auf ihre Umwelt reagieren und deshalb Rückschlüsse auf die Umweltqualität ermöglichen.
- Flechten sind ein Beispiel für Bioindikatoren
- Sehr sensibel auf Luftverschmutzung → Fehlen von Flechten als Hinweis für Luftschadstoffe
Zeigerpflanzen
- Zeigerpflanzen sind Pflanzen mit geringer Toleranz gegenüber Umweltfaktoren, die Rückschlüsse auf Boden und Umwelt ermöglichen.
- Synonym: Indikatorpflanzen
Beispiele für Zeigerpflanzen
Weitere Begriffe
- Schlüsselarten: Arten, die eine Voraussetzung für das Vorkommen anderer Arten bilden
- Leitarten: Arten mit sehr hohen Ansprüchen an ihren Lebensraum (z.B. Auerwild und Schwarzstorch)
Populationsökologie
- Definition: Teilgebiet der Ökologie, das die Wechselwirkungen von Populationen untereinander und mit ihrer Umwelt untersucht
- Population: Gesamtheit der Individuen einer Art in einem bestimmten Raum
- Art: Organismen, die sich von anderen Organismen unterscheiden und sich untereinander fortpflanzen können.
- Jagdlich für die Abschussplanung relevant
- Die Populationsgröße ist abhängig von der Reproduktionsrate und der Sterblichkeit.
Fortpflanzungsstrategien
- Unterscheidung von zwei Fortpflanzungsstrategien
- R-Strategen sind Arten mit einer hohen Reproduktionsrate (R), die sich über ihre Kapazitätsgrenze hinaus vermehren und so nur ein geringer Teil der Nachkommen überlebt.
- K-Strategen sind Arten mit einer niedrigen Reproduktionsrate, die sich nahe an der Kapazitätsgrenze (K) ihres Lebensraums vermehren und deren Nachwuchs höhere Überlebenschancen hat.
- Fließende Übergänge zwischen den beiden Strategien
MerkeJe komplexer ein Lebewesen ist, desto eher verfolgt es eine K-Strategie.
Nahrungskette
- Die Nahrungskette ist ein Modell der Zusammenhänge von Organismen als Nahrung füreinander („Fressen und Gefressen werden“).
- Mehrere Nahrungsketten bilden ein Nahrungsnetz
Stoffkreislauf
- Produzenten: Grüne Pflanzen
- Siehe: Stoffwechsel der Pflanzen
- Konsumenten
- Pflanzenfresser (Primärkonsumenten)
- Siehe: Hauptäsungstypen
- Fleischfresser (Sekundärkonsumenten)
- Nahrungsgeneralisten
/Allesfresser (z.B. Schwarzwild) - Reduzenten
/Destruenten → Mineralisierung - Bakterien
- Pilze
MerkeNur grüne Pflanzen können energiearme (anorganische) Stoffe in verwertbare (organische) Stoffe umwandeln.
Pflanzen
Hintergrund
- Unterteilung in Samen- und Sporenpflanzen nach Art der Vermehrung
- Nutzpflanzen sind vorwiegend Samenpflanzen
Aufbau der Samenpflanzen
Grundorgane
- Wurzel
- Spross
- Blatt
Aufgaben der Organe
Wurzel
- Verankerung
- Nährstoffaufnahme (Wasser und Salze)
- Nährstoffspeicher (z.B. Knollen oder Rüben)
Spross
- Transport
- Wasser und Salze von den Wurzeln zu den Blättern
- Nährstoffe von den Blättern in die Pflanze zum Wachstum
- Wachstum
Blatt
- Fotosynthese
- Synthese organischer Verbindungen
- Abgabe von Traubenzucker und Sauerstoff
- Zellatmung
- Abgabe von Wasser und Kohlendioxid
Bedürfnisse
- Wasser
- Wasserstoff (H)
- Sauerstoff (O)
- Luft
- Sauerstoff (O)
- Kohlenstoff (C)
- Nährstoffe
- Hauptnährelemente
- Spurenelemente
- Licht → Energie
Nährstoffe
Hauptnährelemente
- Stickstoff (N): Grundbaustein von Eiweißen
- Phosphor (P): Blüten, Früchte
- Kalium (K): Standfestigkeit und Widerstandskraft
- Calcium (Ca): Wachstum
- Magnesium (Mg): Wasserhaushalt
- Schwefel (S): Baustein von Eiweißen
Spurenelemente
- Eisen
- Mangan
- Zink
- Kupfer
- Chlor
Gesetz des Minimums
- Pflanzenwachstum ist abhängig vom am wenigsten vorhandenen Nährstoff
- Überschuss anderer Nährstoffe kann nicht kompensierend wirken
Stoffwechsel
Fotosynthese (Assimilation)
MerkeBei der Fotosynthese entstehen mithilfe von Blattgrün und der Energie des Sonnenlichts aus energiearmen (anorganischen) Stoffen energiereiche (organische) Verbindungen.
- Kohlendioxid + Wasser + Sonnenlicht (und Blattgrün) → Traubenzucker (energiereich) + Sauerstoff
- Kohlendioxid (CO₂) wird aus der Luft gezogen
- Wasser (H₂O) wird aus dem Boden gezogen
- Traubenzucker wird an die Pflanze abgegeben
- Sauerstoff wird in die Luft abgegeben
Zellatmung (Dissimilation)
MerkeBei der Atmung von Pflanzen werden energiereiche (organische) Verbindung zur Energiegewinnung verbrannt. Es entstehen Kohlendioxid, Wasser und Wärme.
- Traubenzucker + Sauerstoff → Kohlendioxid + Wasser + Wärme
- Zellatmung findet vor allem nachts zur Energiegewinnung bei Pflanzen statt
- Nachts fehlt die Sonnenenergie
Böden
Allgemeines
- Die Art des Bodens bestimmt, welche Eigenschaften er für Pflanzen hat.
- Bodenfruchtbarkeit: Natürliche Fähigkeit des Bodens Pflanzen zu ernähren
- Das Gemisch der Bodenarten bestimmt Wasserhaushalt, Luftdurchlässigkeit und Fruchtbarkeit
Bodenarten
- Unterscheidung anhand der Korngrößen
- Sandboden: Große Körner, leicht, schlechte Wasserbindung, nährstoffarm, gut erwärmbar
- Tonboden: Kleine Körner, schwer, gute Wasserbindung, nährstoffreich, schlecht erwärmbar
- Lehmboden: Optimale Mischung aus Sandböden und Tonböden
pH-Wert
- Der pH-Wert ist ein Maß für den Säuregehalt von Wasser.
- pH < 7 → Sauer
- pH = 7 → Neutral
- pH > 7 → Alkalisch
- Pflanzen haben unterschiedliche Anforderungen an den pH-Wert.
- Saure Böden können mit Kalk neutralisiert werden.
Feuchtigkeit
- Wasserhaushalt ist eine zentrale Voraussetzung für die Fruchtbarkeit von Böden.
- Wasser ist zum Lösen der Nährstoffe notwendig.
- Totwasser: Wasser, das von Pflanzen aufgrund der Tiefe nicht verwertet werden kann.
- Stauwasser: Überschüssiges Wasser aufgrund von einer Wasserundurchlässigkeit tieferer Bodenschichten.
Fruchtbare Böden
- Humus: Böden mit vielen organischen und mineralischen Bestandteilen, sowie Bodenlebewesen
- Lössböden: Sehr fruchtbare Böden
- Humushaltig, speichern Feuchtigkeit und sind durchlässig
- Neutraler pH-Wert
Waldbodenprofil
- Streuschicht
- Abgestorbene und gefallene Pflanzenteile
- Unzersetzte, organische Substanz
- Humus
- Zersetzte Pflanzenteile
- Nährstoffreich
- Oberboden
/Unterboden - Abnehmender Anteil organischer Substanz
- Zunehmender Anteil an Mineralien