Ökosystem Wald

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Eichen, Spitzahorn und Buchen (vermutlich Rotbuchen) auch eine Eibe zu finden, welche wiederum zu den immergrünen Nadelbäumen gehört. Zusammen bildeten diese Bäume die Baumschicht, wobei die Eibe, aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Höhe, zusammen mit den Jungbäumen zur Strauchschicht gezählt werden könnte. Innerhalb der Strauchschicht war neben kleineren Jungbäumen auch eine große Anzahl an Brennnesseln zu finden, welche besonders am südlichen und südöstlichen Rand des Gebietes zu gedeihen schienen. Die Krautschicht und die Moosschicht waren hauptsächlich von Gräsern, Moosen, Dornenranken, Pilzen und Kletten-ähnlichen Pflanzen (vielleicht eine Unterart des Sonnentaus(?)) bedeckt. Die gerade eben verwendeten Begriffe (Baumschicht, Strauchschicht, Krautschicht und Moosschicht), werden in ihrer Gesamtheit auch als Stockwerke des Waldes bezeichnet und stellen den allgemeinen Aufbau des Waldes da. Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Die höchste Schicht, die Baumschicht, beginnt ab 5 Metern und fängt das meiste Sonnenlicht ab, weswegen das durchdringende Licht mit jeder weiteren Schicht (Strauchschicht etc.) abnimmt. Zusätzlich schützt bzw. dämpft das Laubdach der Baumschicht starken Niederschlag. Die Strauchschicht besteht wie oben bereits erwähnt überwiegend aus jungen Bäumen und erstreckt sich von einer Höhe von 1,5 Meter bis 5 Meter. Die meisten, der sich hier befindenden Pflanzen kommen mit dem Licht, das durch die Baumkronen hindurchscheint aus und bieten zudem dem Wald Schutz vor Wind und Austrocknung. Die Krautschicht endet ab 1,5 Metern und besteht überwiegend aus Gräsern und krautigen Gewächsen. Sie bekommen nur noch sehr wenig Licht, weswegen hier meist Pflanzen wachsen, die an diese Bedingungen angepasst sind. Die Moosschicht befindet sich direkt am Boden und beinhaltet neben Moosen und Flechten, auch Pilze und Algen, welche zusammen mit anderen Mikroorganismen totes Material zersetzen und wieder dem Waldboden hinzuführen. Und schließlich gibt es noch die Wurzelschicht, welche Pflanzenwurzeln enthält. Primärwald: Sekundärwald: Baumschicht Strauchschicht bis 5 m von Menschen langfristig unberührter Wald; von menschlicher Einflussnahme nicht berührter Wald Urwald Sukzession: Krautschicht bis 1,5 m Bodenschicht die nach menschlichem Einfluss (z.B. Brandrodung, Wanderfeldbau) entstehende Vegetation; lichter Baumbewuchs, starkes Buschwerk; weniger Arten als beim Primärwald zeitliche Abfolge von Lebensgemeinschaft innerhalb eines Lebensraumes; Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Bsp.: europäischer Urwald: Phase 1: Kräuter, Sträucher Phase 2: geschlossenes Kronendach, Beschattung Phase 3: Hochwaldphase; typische Schichtung Phase 4: Altersphase, Absterben der Bäume Klimax: hypothetisches Endstadium der Sukzession bei Pflanzen-, Tier und Bodengesellschaften Stockwerkaufbau: Stockwerke entsprechen den Lichtbedürfnissen des Waldes 1. Baumschicht Baumschicht Strauchschicht Krautschicht Moosschicht Wurzelschicht • Höhe der Baumkronen ca. 40 Meter • ertragen volles Sonnenlicht 2. Baumschicht • ausgewachsene Bäume • Höhe ca. 25 Meter 35 • Jungbäume von Rotbuche, Ahorn, Tanne, Fichte • mäßiges Sonnenlicht → ,,Schattenbäume" Copyright: biologie-schule.de Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Strauchschicht • Höhe ca. 5 Meter • Sträucher, z.B. Haselnuss, Holunder, Weißdorn • mäßiges Sonnenlicht Krautschicht • Höhe < 1 Meter • Zwergsträucher, Heidelbeeren, Farne und Gräser • nur noch ca. 50% des Sonnenlichts Moosschicht • Bodendecker, manchmal auch Bodenschicht genannt • Pilze, Moose und Flechten vorherrschend • Lichtmenge nur ca. 1/90 Sonnenlicht Arten im Bad Vilbeler Stadtwald: Feuchtgebiet Bäume Sträucher Moose Farne Sonstige Deckungsgrad: ● Bodenschicht vollständig bewachsen Buche, Ahorn, Eiche, Esche Haselnuss, Holunder, Hagebutten, Jungbäume Sternmoos, Torfmoos, Waldflechte Waldfrauenfarn, Wurmfarn Brennesseln, Pilze z.b. Schmerling, Birkenpilz, Efeu, abgestorbene Bäume, an Diesen angelagerte Pilze (Art nicht genau bestimmbar), Kletten, Gräser ● ● Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Vereinzelte Bäume ragen aus Der Strauchschicht heraus Viele Jungbäume und andere Pflanzen auf engem Raum Trockengebiet Arten sehr ähnlich denen des Feuchtgebiets, jedoch Deckungsgrad deutlich geringer. Messung fand auf einer Lichtung statt, Krautschicht bzw. Strauchschicht minimal vorhanden, Bäume wachsen hier sehr hoch. Abiotische Faktoren Temperatur Lufttemperatur: Die Lufttemperatur im zu untersuchenden Gebiet beträgt im Schatten 18,6°C, In der Sonne beträgt sie 19,7°C. Bodentemperatur: Die Bodentemperatur beträgt im Schatten 16,1°C, in der Sonne beträgt sie 15,9°C. Lichtverhältnisse ● Dichte Kronenschicht 10:40 Uhr: Sonne durchdringt Kronenschicht bis zur Strauchschicht Teilweise dringt Licht bis zum Boden durch ● ● Luftfeuchtigkeit ● Die Luftfeuchtigkeit im zu untersuchenden Gebiet beträgt im Schatten 71,7% Die Luftfeuchtigkeit bei Sonneneinstrahlung beträgt 68,5% 2) Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 1) Häufig vorkommende Pflanzen: Feucht: ● -Aronstab -Braunwurz -Weißwurz -Witwenblume ● -Perlpilz -Pantherpilz -Laubmoose Trocken: -Golddistel -Herbstzeitlose -Brennnesseln -Goldnessel ● Lichtung: -Bäume wachsen meist höher -Bodenschicht ,,grüner bewachsen" Waldinneres: -Mehr Gehölz auf dem Boden -Bäume stehen meist dichter beieinander Baumarten: -Eiche -Buche -Ahorn Deckungsgrad: -Bodenschicht fast vollständig bewachsen -Einzelne Flächen mit hoher Dichte an jungen Bäumen -zwischen den Stämmen der großen Bäume ist mindestens 5m Abstand -an dem Wegesrand meist Brennnesseln und Aronstab -weiter im Waldesinnere eher abgestorbene Bäume, viele Äste und verschiedene Pilz und Moosarten Lichtverhältnisse: -einzelne Lichtstrahlen durch Baumkronen -Hell-Dunkel Wechselspiel -genau unter Bäumen deutlich dunkler -Bodenschicht bekommt meist durch junge Bäume noch weniger Licht ab ● Temperatur: -Luft: Schatten→ 18,6°C, Sonne➜ 19,7°C -Boden: Schatten→ 16,1°C, Sonne → 15,9°C -Ionentest: →Nitrat NO3:50 →Ph-Wert: 7,5 3) Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 →Phosphat P04:0 →Nitrat NO2: 0,02 >Ammonium NH4: 0,2 →Ca/ Mg: 40 dh -Luftfeuchtigkeit: →Schatten: 71,7% →Sonne: 68,5% ● Primärwald: -von menschlicher Einflussnahme nicht berührter Wald -z.B. kein Straßenbau -wird von ökologischer Klimaxgesellschaft bestimmt (→hypothetische Endstadium der Vegetationsentwicklung) ● Sekundärwald: -Ausbildung der Vegetation nach Zerstörung des Primärwaldes -bestehend aus schnellwüchsigen Arten -Artenärmer -Zerstörung des Primär Waldes durch z.B. Brandrodung, Naturkatastrophen ● Sukzession: -Abfolge von Lebensgemeinschaften innerhalb eines Lebensraums -primäre Sukzession: → Erstbesiedlung eines neuen Lebensraumes (z. B. durch Vulkanismus) -Pioniergesellschaften → Folgegesellschaften → Klimaxgesellschaft -Sekundäre Sukzession: → Wiederherstellungsprozesse nach Zerstörung von Lebensgemeinschaften durch natürliche Faktoren (z. B. Feuer) ● Stockwerkaufbau des Waldes: -Die Wurzelschicht Höhe: -5 bis Om →vorkommende Pflanzen: nur Wurzelwerk und Knollen →Tiere: z.B. Feldhamster, Maus, Maulwurf und Regenwurm -Moosschicht: →Höhe: 0 bis 0,1m →vorkommende Pflanzen: Flechten, Moose und Pilze →Tiere: Ameise, Käfer, Spinne und Schlange -Krautschicht: Höhe: 0 bis 1m →vorkommende Pflanzen: Gräser, Kräuter, kleine Pflanzen, Blumen →Tiere: Fuchs, Hase, Reh und Wildschwein -Strauchschicht: ● ● Bodenhorizonte und ihre Merkmale Auflage Boden komplexes System aus organischen und anorganischen Komponenten Organische Komponente: lebende und abgestorbene Organismen oder deren Abbauprodukte Anorganische Komponente: durch Verwitterung von Gesteinen entstanden, stammen aus biologischen Mineralisierungsvorgängen и Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Oberboden Unterboden Bodenhorizonte (Bodenschichten) = Bereiche innerhalb des Bodens, die einheitlich ähnliche Merkmale und Eigenschaften besitzen; unterscheiden sich von darüberliegenden oder darunterfolgenden Bereichen; sind horizontal geschichtet A L-Horizont O-Horizont A-Horizont Höhe: 1 bis 3m →vorkommende Pflanzen: Büsche, Sträucher, junge Bäume →Tiere: Amsel, Drossel, Hirsch und Schmetterling B-Horizont -Baumschicht: C-Horizont anstehendes Gestein →Höhe: 4 bis 30m →vorkommende Pflanzen: Bäume →Tiere: Eichhörnchen, Eule, Fledermaus und Specht Gruppe 2: Bodenanalyse Vanessa, Mia, Lisa, Annalena B 90 % mineralischer Bodenanteil 10% organischer Bodenanteil 80% tote orga- nische Substanz 15 % lebende Pflanzenwurzeln 5% Boden- lebewesen 40 % Pilze und Algen 40% Bakterien -17% Makrofauna, darunter Regen- würmer, Schnecken, Insekten 3% Mesofauna, darunter Milben, Springschwänze, Fadenwürmer A Bodenhorizonte eines Laubwaldbodens B = Zusammensetzung des Oberbodens Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Die Bodenhorizonte im Bodenprofil von oben nach unten L-Horizont (Laubhorizont): Streuschicht aus weitgehend unzersetztem Bestandesabfall O-Horizont (organischer Horizont): weitgehend zersetzter Bestandesabfall, nicht-torfige organische Feinsubstanz A-Horizont (ca. 20 cm tief): mineralischer Oberbodenhorizont, Ansammlung organischer Feinstoffe (Humus), Auswaschung von Stoffen B-Horizont (ca. 60 cm tief): mineralischer Unterboden, enthält Humus, Pflanzenwurzeln und Mineralien, reich an Pflanzennährsalzen, Einwaschung von Stoffen C-Horizont (tiefer als 1 m): Untergrundhorizont, besteht aus nicht oder nur schwach verwittertem Gestein Mineralstoffe: Mineralstoffe sind lebensnotwendige anorganische Nährstoffe, welche der Organismus nicht selbstherstellen kann. Sie müssen dem Organismus mit der Nahrung zugeführt werden. Die Mineralstoffe werden im Organismus nach Konzentration und Funktion eingeteilt. Bei hohen Konzentrationen, das heißt 50 mg pro kg Körpergewicht und mehr, bezeichnet man die Mineralstoffe als Mengen- oder Makroelemente. Mineralstoffe mit weniger als 50 mg pro kgKörpergewicht bezeichnet man als Spurenelemente oder Mikroelemente. Bei der mineralstofflichen Funktion unterscheidet man zwischen Baustoffen und Reglerstoffen. Das heißt, dass Natrium, Calcium, kalium, Phosphor und Magnesium Baustoffe sind. Eisen, Kupfer und lod zählen jedoch zu den Reglerstoffen. Gerade bei den Mineralstoffen ist die Dosierung von entscheidender Bedeutung. Ein Zuviel oder Zuwenig kann organische Konsequenzen mit sich bringen, wie zum Beispiel die Selen- und Arsenvergiftung oder die Kupferspeicherkrankheit. Funktionen der Mineralstoffe: Die funktionellen Besonderheiten und Aufgaben der verschiedenen Mineralstoffe sind unterschiedlich. Einige von ihnen, zum Beispiel Natrium und Kalium, beeinflussen sich gegenseitig und wirken bei der Signalweiterleitung der Nerven als Gegenspieler. Andere sind hormonelle Bestandteile, wie das lod beim Schilddrüsenhormon. Einige Mengenelemente sorgen für die Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in den Gefäßen. Sie liegen gelöst als Elektrolyte vor, die positiv und negativ geladen und somit für die elektrische Neutralität der Körperflüssigkeiten verantwortlich sind. Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Aufnahme von Mineralstoffen bei Pflanzen: Für Pflanzen sind die wichtigsten Mineralstoffe Nitrat und Phosphat, beides ist auch in Pflanzendünger enthalten. Pflanzen nehmen über ihre Wurzeln die Mineralstoffe auf. In der Wurzel selbst sind mehr Mineralsalze vorhanden als im umgebenden Boden. Sie können deshalb nicht osmotisch aufgenommen werden. Mineralsalze müssen deshalb aktiv unter Energieverbrauch aufgenommen werden. Dafür gibt es in der Epidermis Enzyme, die die Mineralien in die Pflanze einschleusen, dabei arbeiten die Enzyme wie Pumpen. Diese "Pump-Enzyme" sind substratspezifisch, das heißt das Enzym ist auf ein ganz bestimmtes Mineral spezialisiert. Das heißt es gibt für jeden Mineralstoff ein "Pump-Enzym" Tonminerale: ● entstehen an der Erdoberfläche durch Verwitterung anderer Minerale oder bilden sich neu aus übersättigten Bodenlösungen oder hydrothermalen Wässern. Bestehen aus mehreren Silikat-Molekülschichten (Schichtsilikate) ● ● besitzen eine große spezifische Oberfläche, an die Nährstoffe und Schadstoffe adsorbiert und desorbiert werden können. dienen als Speicher für Pflanzennährstoffe. Positiv geladene lonen (z.B. von Kalium, Calcium, Magnesium) werden an Tonminerale gebunden und können dadurch nicht so leicht durch Auswaschung mittels Regenwasser entfernt werden. Negativ geladene lonen (z.B. Pflanzennährstoffe: Nitrat, Sulfat) können nicht fest an ● ● ● ● ● Unterschiedliche Austauschkapazitäten entstehen durch strukturelle Unterschiede in der Anzahl der Silikatschichten. Durch die verschiedenen Austauschkapazitäten unterscheidet sich die Fruchtbarkeit der Böden. ● Huminstoffe: ● ● ● ● Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Tonminerale gebunden werden und werden daher leicht freigesetzt und gelangen durch Auswaschung in das Grundwasser, wo sie nicht mehr von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können. Man unterscheidet in Zweischicht-, Dreischicht- und Vierschichttonminerale ● ● Erst durch die Mineralisierung, bei der die organischen Substanzen vollständig durch Mikroorganismen zu CO2 und H20 abgebaut werden, gelangen die freigesetzten Nährstoffe vollständig in den Boden, sodass sie durch die Wurzeln der Pflanzen aufgenommen werden können. Können Pflanzennährstoffe in großen Mengen speichern. ● Huminstoffe entscheiden über die Fruchtbarkeit des Bodens (Böden mit einem hohen Anteil an Huminstoffen weisen eine hohe potenzielle Bodenfruchtbarkeit auf) lassen z. B. den Oberboden dunkelbraun bis schwarz erscheinen, wodurch sie sich positiv auf den Wärmehaushalt des Bodens auswirken verkleben die Bodenteilchen miteinander und bewirken dadurch eine Stabilisierung der Bodenstruktur. Ihre Kapazität lonen auszutauschen liegt um das zwei- dreifache über der der Tonminerale. Fähigkeit, Wasser und Gase anzulagern im Vergleich zu Tonmineralen deutlich höher. ● Organische Bodensubstanz, die aus abgestorbenen tierischen und pflanzlichen Bestandteilen besteht. Der Umwandlungsprozess geschieht durch Kleinlebewesen (z.B. Regenwürmer, Fliegenlarven, Mikroorganismen) Das organische Material wird zunächst mechanisch zerkleinert und dann chemisch zersetzt. Produkt der Humifizierung sind u.a. Mineralstoffe, versch. Kohlenhydrate, Eiweiße und andere Stoffverbindungen. Nach weiterem Umwandlungsgrad werden daraus Huminstoffe. Die Nährstoffe der organischen Substanzen sind an die Huminstoffe des Humus gebunden und dadurch nicht direkt für Pflanzen verwertbar. Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Mykhorriza: Die Mykorrhiza (= ,, Pilz- Wurzel") ist eine Wurzel, die von einem Mykorrhizapilz besiedelt ist. Man unterscheidet zwei Arten von Mykorrhizen: ● Bei der ektotrophen Mykorrhiza wachsen die Pilzfäden, die Hyphen, ausschließlich zwischen die äußeren Rindenzellen und bilden einen geschlossenen Mantel. Bei der endotrophen Mykorrhiza dagegen dringen die Pilzhyphen zwischen und in die inneren Zellen der Rinde. Die Pflanze und der Pilz leben in einer Symbiose, einer dauerhaften Wechselbeziehung zwischen zwei Organismen, bei der beide Partner voneinander profitieren. Dabei findet ein Austausch von Nährstoffen zwischen dem Pilz und der Pflanze statt. Der Baum versorgt den Pilz mit Vitaminen und Kohlenhydraten, sowie dem Fotosynthese produkt Zucker. Von dem Pilz bekommt er dafür verschiedene Nährstoffe, wie z. B. Stickstoff und Phosphor, welche der Pilz mit seinen feinen Pilzfäden aus kleinen Bodenporen aufgenommen hat. Außerdem vergrößert der Pilz die Wurzeloberfläche des Baums, wodurch wiederum mehr Nährstoffe und Wasser aufgenommen werden können. Dazu kommt, dass er schwerlösliche Bodenmineralien auflösen kann. Mykorrhizen haben ebenfalls eine Schutzfunktion. Sie können den Baum vor Schadstoffen schützen und Schwermetalle zurückhalten. Zudem sind Pflanzen mit Mykorrhizapilzen weniger anfällig gegenüber krankheitserregenden Bodenorganismen und haben eine höhere Wiederstandskraft gegenüber Stresssituationen, wie z.B. Frost. Darüber hinaus verbessert der Pilz auch die Struktur der besiedelten Böden. ektotrophe Mykorrhiza endotrophe Mykorrhiza äußere Pilzhülle Spore vesikular-arbuskuläre Mykorrhiza +Der Pilz liefert dem Baum: P&Geen & Bourewsen treten in Kontakt Suckstoff • Kalk Magnesium, Cace & Pillades danges in Wurzelnde can Der Baum liefert dem Pilz Kohlenhydrate Zuckorverbindungen Vitamine Wurzelspen Lichtverhältnisse ● ● ● Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 ● Besonders Pflanzen benötigen das Licht, um die Fotosynthese durchführen zu können. Sonnenpflanzen benötigen besonders viel Licht, Schattenpflanzen kommen mit deutlich weniger Licht aus. Reaktionen bei Tieren: ● beeinflusst bei Tieren die Aktivitätszeiträume, Verhaltensweisen und Entwicklungszyklen o lichtaktive, dämmerungsaktive, nachtaktive Tiere O Bsp.: singen verschiedener Vogelarten (Gesangsbeginn) Beutefangverhalten (Ausfliegen der Fledermäuse) ● Licht ist ein abiotischer Faktor, der sich auf das Ökosystem Wald auswirkt. Licht hat Einfluss auf das Leben der Pflanzen und Tiere, sowie deren Stoffwechselprozesse. Reaktionen von Pflanzen: ● ● Eine dichte Kronenschicht überschirmt den Boden und schützt ihn somit vor intensiver Sonneneinstrahlung. ● Pflanzen besiedeln je nach Lichtintensität unterschiedliche Biotope Pflanzen zeigen je nach Lichtintensität einen unterschiedlichen Blattaufbau O Sonnen- und Schattenblätter Pflanzen bilden je nach täglicher Belichtungszeit ihre Blüten unterschiedlich aus. Charakteristik Blattaufbau Vorkommen Vertreter Gruppe 3: Abiotische Faktoren im Wald Sofie, Luisa, Melanie, Leonie ● ● ● ● ● ● Lichtpflanzen gedeihen optimal bei voller Belichtung gestaffelte Palisaden- und Schwammschicht kleine Blattfläche enge Interzelluläre starke Kutikula eingesenkte Spaltöffnungen Gesteinsfluren Wegränder niedriger Rasen meisten Kulturpflanzen ● ● ● ● Schattenpflanzen ertragen keine volle Belichtung flach ausgebildete Palisaden- und Schwammschicht kegelförmige Zellen im Palisadengewebe große dünne Blattunterflächen Kraut und Strauchschicht Schattenblätter existieren an Laubbäumen auch neben Sonnenblättern ● Aronstab ( Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Temperatur ● 25 20 15 10 5 0 -5 Jan Schweiz, Wald Klimatabelle: Temperaturen max/min (°C), monatlich, gemittelt Juli Feb RGT-Regel O echte Kamille roter Klee Waldkiefer Mar Apr O O Anpassung im Körperbau Anpassung der Tiere: Mai Temperatur max (°C) O poikilotherm (wechselwarme Tiere) Jun ● passen sich ihrer O Copyright (C) 2017 urlaubplanen.org http://www.urlaubplanen.org/europa/schweiz/klima/klima-Wald/ Umso geringer die Temperatur im Jahresdurchschnitt ist, umso geringer fällt das Durchschnittliche Wachstum einer Pflanze aus. alle Organismen reagieren auf den Temperaturfaktor durch: O Beschleunigung oder Verzögerung der physiologisch chemischen Prozesse: Zellatmung, Wachstum (Zellteilung), Blütezeit durch Verhaltensweise Umgebungstemperatur an: Änderung der Körpertemperatur (keine Jul ● · Bei einer Steigerung der Temperatur um 10°C verdoppeln oder verdreifachen sich die Lebensprozesse. eigene Temperaturregelung) Geschwindigkeit der Lebensvorgänge Haselwurz Maiglöckchen Waldsauerklee Aug Sep Okt Temperatur min (°C) ● Nov Dez homoiotherm (gleichwarme Tiere) O konstante Körpertemperatur O zwischen 35-44°C O schwankt um max. 1°C dient Muskelbewegung C Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 ● geringer Energieverbrauch ● weniger Energieaufnahme O ● O Kältestarre O Verhaltensweise ● Aufenthalt in der Sonne da Tiere nur bei idealen Temperaturen aktiv sind keine Nahrungssuche im Winter keine Reserve anlegen sind nicht bei Kälte aktiv leichte Beute O ● Kältestarre ■ Vorteile: können nur Gebiete besiedeln die Günstige Temperaturverhältnisse ungünstigen Temperaturen Nachteile zeigen leichte Beute bei O Stoffwechsel ist stark verlangsamt ● O Körpertemperatur sinkt mit der Umgebungstemperatur bis auf Letalwerte ab ● ● ● ● Besondere Anpassungen ● der Wärmeerzeugun g (Muskelzittern) gut isolierte Körperabdeckung wärmedämmendes Fett Leistungsfähiger Blutkreislauf präzise arbeitendes Regelsystem Einrichtungen zur Wärmeabgabe und Kühlung bis zu 90% der Energie für Wärmeproduktion unvollkommenen gleichwarme Tiere: O Vögel vollkommene gleichwarme Tiere: O große Tiere Aktivität bei kälteren Temperaturen können auch kalte Regionen besiedeln breites Aktivitätsspektrum O O sehr hoher Energieverbrauch viele Überlebensstrategien notwendig um ungünstige Zeiten zu überstehen Winterschlaf Fettreserven Winterruhe ▪ O Säugetiere Vögel O Schlaf von bestimmter Länge und Tiefe Körpertemperatur wird nur um Wenige Grad abgesenkt ( Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 ● ■ ■ ■ entscheiden über: ■ I Kalk Lehm; Ton; Sand (Körnungsgrößen) Mineralstoffgehalt ● Wasserkapazität ● Wurzelhalt ● o Inhaltsstoffe: ■ ph-Wert ■ Ammonium NH4 ■ Nitrat NO3 O Humusschicht ● Phosphate PO4³- Nitrit NO₂ Spurenelemente Ca; Mg O O Bsp.: O Winterschlaf O mehrmaliges Aufwachen zur Nahrungsaufnahme O lonentests -Bodeneigenschaften Im Boden des Waldes befinden sich viele verschiedene Mineralstoffe und Nährstoffe. Grund: O Bodenart O · O ■ alle Lebensfunktionen werden auf ein Minimum gesetzt Energieumsatz ca 10% des Grundumsatzes vorher wird ein Fettdepot angefressen O Auslöser ist die Tageslänge können durch Tast- oder Kältereize Bär Dachs Eichhörnchen Körpertemperatur wird bis auf 5°C herabgesetzt geweckt werden Bsp.: ■ Hase Maus Murmeltier Fledermäuse Luftfeuchtigkeit Laub und Wurzelwerk nehmen Feuchtigkeit auf, speichern sie und geben sie durch Transpiration nur allmählich an die Luft ab, so dass die relative Luftfeuchtigkeit in Wäldern höher ist als in offenen Landschaften. Außerdem bilden Wälder einen wichtigen Windschutz. ● ● ● ● Die Luftfeuchtigkeit ist ein wichtiger Parameter für den Wasserhaushalt von Pflanzen, Tieren und Menschen. Bei einer zu niedrigen Luftfeuchtigkeit besteht die Gefahr einer Austrocknung der Pflanzen. Einfluss durch Bewirtschaftung des Waldes ● ● Heute sind weltweit etwa 30 % der Landoberfläche bewaldet. Waldrodung und Bevölkerungszuwachs sorgen für eine verkleinerte Waldfläche. Der Rückgang ist auf den Flächenbedarf für Ackerbau und Viehzucht, sowie die Nutzung von Holz als Energiequelle und Werkstoff zurückzuführen. ● ● ● ● Wälder sind Jagdreviere. Der Mensch gefährdet die Stabilität und die Selbstregulationsfähigkeit des Waldes. Direkte und indirekte Eingriffe des Menschen (direkte Eingriffe: Abholzen, Roden). ● Mensch produziert eine Vielzahl von Schadstoffen. ● ● ● Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 ● Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst die verschiedenen Klimazonen. Sie spielt eine Rolle bei der Transpiration, über die Spaltöffnungen der Blätter und in deren Interzellularraum (Interzellulare). ● ● ● Mit dem Waldverlust gehen tiefgreifende Veränderungen im Klima und Wasserhaushalt der Erde, da der Wald für die Stabilität der Biosphäre von größter Bedeutung ist. Wälder sind Wirtschaftsräume (Nutzwälder), sie liefern den Rohstoff Holz für industrielle Prozesse und zur Verbrennung. Waldumbau: Unter Waldumbau versteht man die Einbringung von Mischbaumarten in Altbestände, die in der Regel nur von einer Baumart bestimmt wurden, wie zum Beispiel Nadelbäume. Ziel des Waldumbaus sind stabile und klimatolerante Waldbestände aus mehreren Baumarten, diese gelten als besonders klimatolerant und sind weniger anfällig gegen Schadinsekten. Stehen die Pflanze und ihre Umgebung im Gleichgewicht (identisches Wasserpotential), so findet keine Transpiration statt. ● Dies geschieht bei 20 °C erst ab einer relativen Luftfeuchtigkeit von 99 bis 97,5 %. Diese hohe, relative Luftfeuchtigkeit wird nur selten erreicht, z. B. in der Nacht, durch Abkühlung. Tagsüber liegt die relative Luftfeuchtigkeit bei 40-60% Steht die Pflanze nicht mit ihrer Umgebungsluft im Gleichgewicht, verliert sie permanent Wasser. Die Durchforstung und das Fällen der umzubauenden Bestände schafft Raum für Mischbaumarten, die nun genügend Wasser, Nährstoffe und Licht erhalten. Rodung: Das Roden von Wäldern und Waldabschnitten sorgt für eine Möglichkeit einen Wald neu wieder aufzuforsten. So wird die Natur verjüngt und es kommt zu einer forstlichen Nachhaltigkeit. Auch die Luftfeuchtigkeit spielt in der Forstwirtschaft und der holzverarbeitenden Industrie eine Rolle. Die Wurzel der Pflanze nimmt Wasser auf, während die restliche Pflanze Wasser durch Transpiration an ihre Umgebung verliert. Besitzt die Pflanze ein höheres Wasserpotential als ihre Umgebung, ist die Transpiration zwangsläufig vorhanden. C ● Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 ● Das Wasser wird zu einem kleinen Teil (bis zu 10 %) über die Cuticula verloren und vor allem über die Stomata. Die notwendige Co₂-Aufnahme der Pflanze ist mit dem Wasserverlust über die Stomata verbunden. Kohlendioxid ist in der Luft nur spurenhaft vorhanden (0,037 %), weshalb die Pflanze für jedes aufgenommene CO₂-Molekül mehrere hundert Wassermoleküle verliert. Einfluss von Luftschadstoffen (Folgen für Blatt, Boden/Wurzeln) ● Luftschadstoffe können direkte Schäden an Pflanzen und Tieren bewirken. Sie können nach ihrer Ablagerung abiotische Umweltfaktoren verändern. Bestimmte Arten und Lebensgemeinschaften werden dadurch verdrängt. ● Folgen für Blattorgane: Auswaschung von Mineralstoffen Mineralstoffmangel (Magnesium usw.) Verringerung des Wachstums Zerstörung von Enzymen Verringerung der Fotosynthese Nährstoffmangel (Glucose usw.) o Schädigung der Kutikula Lähmung von Spaltöffnungen Erhöhung der Transpiration Wassermangel O O O O O O O O O O O O O ● Folgen für Boden und Wurzeln: Bodenversauerung O 000 Freisetzung von Metall-lonen (Aluminium, Schwermetalle) Auswaschung von Mineralstoffen Schädigung der Bodenflora/-fauna Störung der Stoffkreisläufe im Boden Schädigung der Feinwurzeln Zerstörung der Mykorrhiza Störung/Minderung der Wasser- und Mineralstoffaufnahme Thesenpapiere zum Thema ÖKOSYSTEM WALD- Lerninhalte für das Abitur 2018 Erstellt vom Bio LK BI1, August 2017 Emissionen durch Verkehr, Haushalte, industrie, Kraftwerke, Landwirtschaft Saurer Regen: H₂SO3 H₂SO4 HNO₂ usw. Auswaschung von Mineralstoffen Zerstörung von Enzymen Schädigung der Kutikula Lähmung von Spaltöffnungen Bodenver- sauerung Freisetzung von Metall-lonen (Aluminium, Schwermetalle) Luftschadstoffe: Schwefeloxide Stickoxide Mineralstoffmangel (Magnesium usw.) Verringerung der Fotosynthese Erhöhung der Transpiration Auswaschung von Mineralstoffen Schädigung der Bodenflora/-fauna Schädigung der Feinwurzeln $ Zerstörung der Mykorrhiza Schwermetalle Ozon usw. Verringerung des Wachstums Nährstoffmangel (Glucose usw.) Wassermangel Störung der Stoffkreisläufe im Boden Störung/Minderung der Wasser- und Mineralstoffaufnahme Abb. 9.26: Die Folgen eines vom Menschen verursachten Schadstoffeintrags in das Ökosystem Mitteleuropäischer Wald (blau: Blattorgane, grau: Boden/ Wurzeln) Gruppe: Lara, Nina, Esther Zusammensetzung der Biozönose im WALD Trophieebenen des Waldes: Trophieebenen sind Ernährungsstufen, die die Nahrungskette eines Ökosystems bilden. Produzenten bilden dabei die erste Trophieebene. Sie nehmen Energie in Form von Sonnenlicht auf (Pflanzen, Wald: z.B. Farn, Eiche, Fichte, Kiefer). Die zweite Trophieebene bilden Konsumenten 1.Ordnung (Herbivore, Wald: z.B. Raupen, Blattläuse, Mäuse, Käfer, Eichhörnchen, Regenwürmer). Die dritte Trophieebene bilden Konsumenten 2. Ordnung (Fleischfresser, die Pflanzenfresser als Nahrungsgrundlage nutzen, Wald: Amsel, Marder, Specht). Die letzte Trophieebene bilden Konsumenten 3. Ordnung (höhere Fleischfresser, Wald: Fuchs, Habicht, Eule) Glossarerstellung: Ein Glossar ist eine Art Inhaltsverzeichnis mit Erklärungen für Bestimmte Begriffe. Dabei werden Begriffe in alphabetischer Reihenfolge angeordnet und definiert. Glossar-Biozönose: ✰ Biozönose: > Die Gesamtheit aller Lebewesen in einem Biotop eines Ökosystems Destruent: ➤ Organismus, der organisches Material abbaut und in anorganische Stoffe umbaut um den Kreislauf eines Ökosystems zu schließen. (Pilze, Bakterien) ✰ Diversität: ➤ Artenreichtum eines Biotops Konsument: ➤Tierische Organismen, die von ihrer Ernährungsweise auf energiereiche organische Substanz angewiesen sind Produzent: > Pflanzen -> Nehmen Energie in Form von Sonnenlicht auf Trophiestufe: > Ernährungsstufe in der Nahrungskette eines Ökosystems, dabei bilden Produzenten die unterste Stufe gefolgt von Konsumenten verschiedener Ordnung Biomasse: > Die Gesamtheit von allem energiereichem toten, lebendigen und zersetzten organischen Material Bruttoprimärproduktion: > Die Gesamtmasse an produzierter Biomasse durch Produzenten in einem Ökosystem inklusive Atmungsverlust Nettoproduktion: ➤ Gesamtheit an produzierter Biomasse durch Produzenten in einem Ökosyster abzüglich des Atmungsverlusts -> entscheidend über Umsetzung der Biomasse * Energiefluss: > Ökosysteme sind grundsätzlich auf eine Energiezufuhr von außen angewiesen, die hauptsächlich von der Sonne kommt und bei der Fotosynthese in chemische Energie umgewandelt wird. Die von Produzenten produzierte Energie wird in Biomasse umgewandelt (z.B. Blätter) und an die 1. Konsumenten weitergegeben und von dort aus an weitere Konsumenten. Destruenten zerlegen die organischen Stoffe der Produzenten und höheren Konsumenten in anorganische Stoffe, die von den Produzenten wieder genutzt werden. Energie Mineralien Produzenten (grüne Pflanzen) Destruenten (Baklenen, Ple Konsumenten 1. Ordnung (pflanzentressende Tiere) Konsumenten 2.-x. Ordnung illerschiesserade and