Ökosysteme
Einteilung 1
Je nach Bezugspunkt gibt es in der Ökologie verschiedene Einteilungsmöglichkeiten der Ökosysteme.
Ausgedehnte Ökosysteme sind die Klima- und Vegetationszonen der Erde. Diese Gebiete haben gleich- oder ähnlich gelagerten Klimaeigenschaften. Die Vegetationszonen zeigen hinsichtlich ihrer Lage eine weitgehende Übereinstimmung mit den Klimazonen der Erde.
Es können 7 Klimazonen mit den dazugehörenden Vegetationszonen unterschieden werden:
· Polare Klimazone - immer kalt und trocken;
· Subpolare Klimazone - subpolares Wechselklima;
· Gemäßigte Klimazone - immer gemäßigt und feucht;
· Subtropische Klimazone - subtropisches Wechselklima;
· Passatklimazone - immer warm und trocken;
· Tropische Wechselklimazone - im Sommer warm mit Zenitregen und im Winter warm und trocken, im Passateinfluss;
· Äquatorialklimazone - immerfeuchtes Tropenklima.
Einteilung 2
Eine weitere Einteilung erfolgt in
· natürliche,
· naturnahe,
· agrarische und
· urban-industrielle Ökosysteme.
Die Reihenfolge ergibt sich aus dem zunehmenden Grad der menschlichen Beeinflussung.
Ökosysteme können auch in
· Landökosysteme (terrestrische) und
· Gewässerökosysteme (aquatische)
unterteilt werden.
Zu den Letztgenannte gehören die Ökosysteme des Süßwassers und des Meereswassers (limnische und marine) (Bild 1).
Terrestrische Ökosysteme können untergliedert werden , z.B. in Ökosysteme des Waldes, der Steppe, des Ödlandes, des Kulturlandes.
Eine Naturlandschaft unterliegt keinem Einfluss des Menschen und kann demzufolge als nahezu ideal und ursprünglich bezeichnet werden.
Eine Kulturlandschaft zeichnet sich durch sowohl weitgehend natürliche (Tiere, Pflanzen, saubere Gewässer) als auch umgestaltete Elemente (Landwirtschaft - Bild 2, Industrieanlagen, Wohnsiedlungen) aus. Der Mensch nutzt und gestaltet die Natur bewusst.
Bedeutung der Natur
Die Natur wird vom Menschen wirtschaftlich, wissenschaftlich (Natur als Arbeits- und Erkenntnisgegenstand) sowie sozial und ideell (z.B. zur Gesunderhaltung und Erhöhung der Lebensfreude) genutzt.
Bei der wirtschaftlichen Nutzung erfolgt der Einbezug der Naturreichtümer (Boden, Luft, Wasser, Organismen, Bodenschätze) in alle Wirtschaftszweige. Die effektive Ausnutzung setzt die Kenntnis und Beachtung der Naturgesetze, den Einsatz rationeller Verfahren und umweltfreundlicher Technologien unter der Beachtung von zunehmender Weltbevölkerung und wachsendem Lebensstandard voraus. Im Folgenden werden einige Naturreichtümer den ihnen entsprechenden Bedeutungen zugeordnet. Der Boden ist einerseits Produktionsmittel in Garten-, Land-, Forstwirtschaft und andererseits Baugrund. Die Bobenschätze dienen als Energieträger und in der Industriegüterproduktion als Rohstoffquelle. Das Wasser steht dem Menschen als Mittel zur biologischen Stoffproduktion, Trinkwasser, Energieerzeuger, Transport- und Verkehrsmittel sowie als Produktionsmittel in Land-, Fischereiwirtschaft und Industrie zur Verfügung.
Durch die menschliche Tätigkeit werden die biotischen und abiotischen Umweltfaktoren beeinflusst. Dies geschieht u.a. durch Waldabholzung, Schadstoffabgabe, die Be- und Entwässerung, Düngung und Schädlingsbekämpfung.
Gefährdung und Schutz der Natur
Urbane (lat. urbanus = städtisch, weltmännisch) Ökosysteme sind die menschlichen Wohn- und Verkehrsräume und die industriellen Produktionsflächen.
Nahrungsmittel und Rohstoffe werden zunehmend den natürlichen und naturnahen Systemen entzogen. Der Mensch schädigt die Natur beispielsweise durch Lärm, Abfälle (Bild 3), Abwasser, Überbauung, Abwärme und Abgase. Das hat zur Folge, dass das Klima verändert wird, Ökosysteme zerstört werden, die Bodenerosion weiter voranschreitet, Tiere und Pflanzen aussterben. Dies führt zur Vernichtung der menschlichen Existenzbedingungen.
Einige Tier- und Pflanzenarten sind in ihrem Bestand gefährdet (z.B.
Schwarz- und Weißstorch - Bild 4, Seeadler, Rote Waldameise und Königsfarn, Wiesen-Primel, Moor-Veilchen). Ihrem Schutz dienen Naturschutzgesetze. Darin ist festgelegt, welche Lebewesen geschützt werden. Der Schutz ist eine Möglichkeit, bedrohten Lebewesen zu helfen. Eine andere ist die Erhaltung und Neueinrichtung entsprechender Lebensräume. Dazu werden spezielle Schutzgebiete, wie Natur- und Landschaftsschutzgebiete (z.
B. Sächsische Schweiz) sowie Naturparks (z.B. Vorpommersche Boddenlandschaft) eingerichtet.
Naturnaher Wald 1
Der naturnahe Wald stellt ein komplexes terrestrisches Ökosystem dar. Naturnahe Wälder zeichnen sich durch Verjüngung, längerfristige Dynamik sowie Biotop- und Artenvielfalt aus.
Der Biotop Wald bietet den Pflanzen und Tieren in verschiedenen Schichten ganz unterschiedliche Lebensbedingungen. Es werden folgende Stockwerke über der Erde unterschieden (Bild 5): Moosschicht (Moose, Flechten, Pilze; Ameisen, Schlangen); Krautschicht (Farne, Blütenpflanzen; Hasen, Füchse); Strauchschicht (Sträucher, niedrige Bäume: Haselnuss, Schwarzer Holunder; Rotkehlchen, Borkenkäfer); Baumschicht (Eichen, Kiefern, Buchen; Eichhörnchen; Spechte). Tiere lassen sich diesen Schichten nicht eindeutig zuweisen, deshalb werden sie entsprechend ihres bevorzugten Aufenthaltsraumes eingeteilt. Einige Tiere nutzen zur Nahrungssuche, zum Wohnen und zum Fortpflanzen mehrere Stockwerke des Waldes (z.B. das Eichhörnchen - Bild 6).
Die Kohlmeise nutzt beispielsweise alle Waldschichten. Unter der Erde werden verschiedene Wurzelstockwerke unterschieden.
Naturnaher Wald 2
Zu den jahreszeitlichen Einflüssen, die auf das Ökosystem wirken können, gehören Licht, Temperatur, Wasserversorgung und Bodenbeschaffenheit. Nach dem Laubfall dringt viel Licht bis zum Waldboden vor. In der Krautschicht können deshalb die Frühblüher (Buschwindröschen, Schneeglöckchen) im Frühjahr wachsen. Im Winter benötigen die Laubbäume wenig Wasser, da sie ihre Blätter abgeworfen haben.
Da der Boden im Winter gefroren ist, wird die Wasseraufnahme der Pflanzen behindert. Die Bodenbeschaffenheit wird durch Temperatur und Wassergehalt bestimmt. Im heißen, trockenen Sommer gedeihen solche Pflanzen gut, die sich diesen Bedingungen angepasst haben. Dem Umwelteinfluss Licht hat sich beispielsweise die Rotbuche (Bild 7) mit der Ausbildung von dicken Sonnen- oder Lichtblättern (äußerer Teil der Krone) und dünnen Schattenblättern (im Kroneninneren) angepasst. Pflanzen der Moosschicht werden im Sommer von der Kronenschicht (Konkurrent der Moosschicht) dermaßen beschattet, dass den Boden nur noch wenige Prozent des einfallenden Lichtes erreichen. Die Moose sind diesem Umstand angepasst.
Die Krautschicht kann dann nur von dünnen, großblättrigen Pflanzen bewachsen sein.
Naturnaher Wald 3
Das Ökosystem Wald wird wirtschaftlich als Holz- (Bild 8 - Kiefer) und Nahrungsproduzent (Bild 9) sowie als Erholungsraum genutzt. Mischwälder liefern einen guten Holzertrag. Der Rohstoff Holz ist energiesparend und erneuerbar.
Die ehemaligen Waldflächen werden vor allem zugunsten von Wohngebieten, Landwirtschaft und Industrie verkleinert. Außerdem werden Wälder durch forstwirtschaftliche Fehlentwicklung zunehmend unnatürlich und dadurch gefährdet.
Waldschäden lassen zahlreiche Arten absterben. Die Wälder sind artenärmer und durch die Umweltverschmutzung anfälliger gegenüber Schädlingen, Schadstoffen und Krankheiten.
Geeignete Abhilfe- und Schutzmaßnahmen (z.B. der Arten- und Biotopenschutz) dienen der Erhaltung naturnaher Wälder. Zum anderen helfen Aufforstung, Jagdeinschränkungen und die Bevorzugung der biologischen gegenüber der chemischen Schädlingsbekämpfung.
Für die biologischen Bekämpfungsverfahren sprechen folgende Gründe: Verschonung von Nützlingen; Vermeidung anderer Nebenwirkungen und der Belastung der Natur; zunehmende Resistenz von Schadenserregern (z.B. Milben, Insekten).
Süßwassersee 1
Der Süßwassersee gehört zu den aquatischen Ökosystemen und besteht aus den Lebensräumen Freiwasserzone (Pelagial), Uferzone (Litoral) und Seegrund (Profundal). In den Zonen herrschen unterschiedliche Lebensbedingungen. Im freien Wasser befindet sich die Kompensationsschicht, ein kritischer Bereich, ab welchem die Fotosynthesebilanz nicht mehr positiv ist.
Lebensgrundlage sind die physikalischen Eigenschaften des Wassers, z.B. Dichte, Lichtdurchlässigkeit, Wärmespeichervermögen und -leitfähigkeit). Auf Grund des jahreszeitlichen Wandels erfolgt zwischen stabiler Temperaturschichtung und dynamischer Umwälzung des Wassers ein beständiger Wechsel. Dabei spielt der Wind eine entscheidende Rolle. Fotosynthese, Atmung und Sauerstoffgehalt des Wassers werden durch den Wärmehaushalt bestimmt.
Sauerstoffreiches Wasser befindet sich an der Oberfläche und sauerstoffarmes im Tiefenwasser.
Süßwassersee 2
Der im See herrschende Sauerstoffgehalt kennzeichnet die vorhandenen Nährstoffverhältnisse. Je mehr das Wasser verschmutzt ist, um so geringer ist der Sauerstoffgehalt. Die Biozönosen gut durchwärmter und flacher Gewässer sind artenreich. Die Pflanzen liefern den Sauerstoff und dienen den Tieren als Nahrungsgrundlage. Das Nährstoffangebot schwankt in Bezug auf den jahreszeitlichen Rhythmus.
Die Tiere verwerten den Sauerstoff und sind Glieder unterschiedlicher Nahrungsketten. Sie können sich von Pflanzen und anderen Tieren ernähren. Zu den Nachbarbiozönosen bestehen vielfältige Beziehungen (z.B. durch Insekten und Schnecken).
Im Wasser lebende Pflanzen und Tiere können die Gewässergüte anzeigen.
Man unterscheidet folgende 4 Güteklassen (GK): gering belastet (GK I); mäßig belastet (GK II - Bild 10); stark verschmutzt (GK III - Bild 11); übermäßig verschmutzt (GK IV - Bild 12). Es gibt Arten, die sauberes und sauerstoffreiches Wasser brauchen. Andere wiederum sind nicht so anspruchsvoll.
Süßwassersee 3
Der naturnahe See besteht aus 5 unterschiedlich besiedelten Pflanzengürteln (Bild 13). Im Bruchwaldgürtel (a) wachsen Bäume (1 - Erle, Weide) und Seggen 2 und Blutweiderich 3. Der Röhrichtgürtel (b) ist mit Wasserschwertlilie 4, Pfeilkraut 5, Froschlöffel 6, Rohrkolben 7, Schilfrohr 8 und Binsen 9 sowie Schwan, und Stockente besiedelt.
Das Wasser ist flach. Die Tiere ernähren sich von im Schlamm lebenden Kleintieren und Pflanzenteilen. Im Schwimmblattgürtel (c) leben Wasserknöterich 10, Seerose 11, Teichrose 12. Im Wasser schwimmen Fische, auf den Blättern halten sich Libellen auf. Den Tauchblattgürtel (d) bevölkern Wasserpest 13, Tausendblatt 14, Hornblatt 15 und Krauses Laichkraut 16, die vollständig im Wasser untergetaucht sind. Das Licht dringt jedoch noch in diese Tiefen.
Kleintiere finden hier ausreichend Schutz und Nahrung. Zur Algenzone gelangt kaum noch Licht. Am Gewässerboden lebt z.B. die Armleuchteralge. An den tiefsten Stellen können nur noch Bakterien im Schlamm überleben, die sich von abgestorbenen Stoffen ernähren.
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