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Ökosystem See

Ökosystem See

 12 BI1 KM
Maggy Muhl & Daria Kiesler
Aquatische Ökosysteme
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Aufbau eines Sees
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Ökosystem See - Zonierung
Limnische Ökosysteme
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12 BI1 KM Maggy Muhl & Daria Kiesler Aquatische Ökosysteme ● ● Aufbau eines Sees ● Ökosystem See - Zonierung Limnische Ökosysteme ➤ Fließgewässer: Bäche, Flüsse Stillgewässer: Süßwasserseen ● Marine Ökosysteme ➤ Ozeane, salzhaltige Meere Bodenbereich (Benthal) Uferzone (Litoral) > Tiefenzone (Profundal) Freiwasserzone (Pelagial) Horizontale Gliederung Horizontale Zonierung Freiwasserzone (Pelagial) Nährschicht (Epilimnion) Sprungschicht (Metalimnion) Zehrschicht (Hypolimnion) Vertikale Gliederung 1. Bruchwaldzone (Erlen-Weiden-Zone) 2. Röhrichtzone (Schilfzone) 3. Schwimmblattzone 4. Unterwasserpflanzenzone (Tauchblatt- und Tiefalgenzone) Profundal: unbewachsene, unbelichtete Bodenzone/ Tiefenzone Aufbau See Pelagial Nährschicht (Epilimnion) Sprungschicht (Metalimnion) Litoral: mit Pflanzen bewachsene, durchlichtete Uferzone →wird unterteilt in... Bruchwaldzone Zehrschicht (Hypolimnion) Tiefenboden (Profundal) ww Röhrichtzone I Schwimmblatt- I zone I I I T I Uferzone I zone I 1 Tauchblatt- 09.02.21 Bodenzone (Benthal) Uferzone (Litoral) Freiwasserzone durchlichtete Zone Om 1m 2 m 3m 4 m 5m 1 Tiefenalgen-s I zone Kompensationsebene undurchlichtete Zone 6 m I Tiefenzone Biomasse: gespeicherte Sonnenenergie in Form von Energiepflanzen (Holz, Reststoffe, Biomüll) Mass der durch Lebewesen anfallenden organischen Substanzen Vertikale Zonierung ● Pelagial: umfasst den gesamten Bereich des Wassers (Freiwasserzone) →wird unterteilt in... 1. Deckschicht (Epilimnion)/ Nährschicht (trophogene Zone) 2. Sprungschicht (Metalimnion)/ Kompensationsschicht 3. Tiefenschicht (Hypolimnion)/ Zehrschicht (tropholytische Zone) Deckschicht (Epilimnion) • große tages- und jahreszeitliche Temperaturschwankungen Sommer: aufgeheiztes Wasser Winter: eingefrorenes Wasser Sprungschicht (Metalimnion) Gliederung nach Temperatur ● Tiefenschicht (Hypolimnion) Trennschicht zwischen Epilimnion & Hypolimnion rasche Temperaturabnahme bis auf 4° C konstante Temperatur von 4° C (Dichteanomalie) ➜ ermöglicht Leben im ganzen Jahr Nekton Plankton Neuston & Pleuston Benthon ● ● ● Nährschicht (trophogene Zone) ● Lebensgemeinschaften in der Freiwasserzone Kompensationsschicht Litoral (Uferzone) ● ● Nährschicht Zehrschicht (tropholytische Zone) Pelagial (Freiwasserzone) Kompensationsschicht Produktion organischer Stoffe hoher O₂-Gehalt durch Diffusion hohe Lichtintensität O2-Produktion > O₂-Verbrauch Zehrschicht Benthal (Bodenzone) Gliederung nach Lichtintensität (FS) O2-Produktion = O2-Verbrauch zwischen 7m und 30m - Lichtmangel keine FS möglich O2-Verbrauch > O2-Produktion besiedeln Oberflächenhäutchen des Wassers Algen, Bakterien, Pilze (Neuston) Wasserlinsen, Wasserläufer (Pleuston) Lebewesen am Boden eines Gewässers ➤ Würmer, Schnecken, Muscheln ► fehlende bzw. schwach ausgebildete Eigenbewegung ► Zooplankton/ Phytoplankton (Bakterien, Algen, Kleinkrebsen) nutzen gesamtes Pelagial als Lebensraum (Eigenbewegung) Insekten, Friedfische, Raubfische, Wasserwanzen Deckschicht Sprungschicht Tiefenschicht keine Biomassenproduktion Verbrauch von absinkender Biomasse Profundal (Tiefenboden) O2-Produktion...

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höher als 02 mehr 02 verbraucht als produziert geringste O2-Menge —> lange von Zirkulation ausgeschlossen Tiefe in Meter ● Sauerstoffverteilung im Sommer LO 10 15 20+ 251 30 353 401 45 <-50 Kompensations- tiefe Wassertemperatur in Grad Celsius 15 20 10 Sauerstoff- konzentration Wasser- temperatur Sauerstoffverteilung im Sommer Epilimnion 10 Metalimnion 15 20 Sauerstoffkonzentration in Milligramm pro Liter Hypolimnion Sauerstoffminimum: Bakterien + Zooplankton sammeln sich hier an -> werden wegen der steigenden Dichte des Wassers gebremst, wenn sie nach unten sinken Gliederung nach Temperatur: Deckschicht: am stärksten von Temperaturschwankungen betroffen -> von abiotischen Faktoren (Wind, Solarstrahlung) abhängig Sprungschicht: sprunghafter Temperaturabfall Tiefenschicht: ganzjährig konstante Temperatur von 4 Grad -> Dichteanomalie -> H2O-Moleküle haben bei 4 Grad die höchste Dichte und sind somit schwerer als thermisch kälteres Wasser und sinken dadurch auf den Grund des Sees (nach unten ihr wärmer) –> Eis hat eine geringe Dichte/ großes Volumen und schwimmt auf dem See Gliederung nach Sonneneinstrahlung: Nährschicht (trophogene Zone) -> tropho = Ernährung gene = erzeugen -> Aufbau von Biomasse • 02-Gehalt in dieser Schicht sehr hoch ● -> ganzjährliche Diffusion aus der Luft • hohe Lichtintensität -> Fotosyntheserate hoch -> Produktion von organischen Stoffen -> Sauerstoffproduktion ist höher als Sauerstoffverbrauch (Freisetzung) Kompensationsschicht: Lichtintensität zu gering um durch FS eine positive Energiebilanz zu ziehen -> Gleichgewicht zwischen Sauerstoffproduktion durch Fotosynthese und Sauerstoffverbrauch durch Zellatmung Zehrschicht (tropholytische Zone) -> tropho = Ernährung lytkos = auflösend -> Abbau von Biomasse • Lichtmangel -> keine FS, da keine Pflanzen in der Schicht leben (keine Sauerstoffproduktion) • Sauerstoffverbrauch durch die aeroben Organismen ist größer als die Sauerstoffproduktion keine Biomassenproduktion, nur Verbrauch der absinkenden Biomasse aus der Nährschicht (es wird gezehrt) Handout Bio (KM) Jörn Bläcker, Luis Rosenbauer, Thorben Bläcker Das Ökosystem See im Jahresverlauf 1) Dichteanomalie des Wassers Wasser hat die größte Dichte bei +4°C (0,999972 g/cm³) Eis schwimmt auf der Wasseroberfläche / tiefe Seen können nicht vollständig zufrieren / Eis bildet sich immer von oben nach unten 2) Bedingungen für Zirkulation: Zirkulationen: Oberflächliche, schwache Tag/Nacht Zirkulation (Sommer): Auslöser: Große Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht Wassermassen dürfen keine große Temperaturdifferenz haben, da sonst unterschiedliche Dichten zu einer Schichtung führen verhindert Durchmischung Warmes Oberflächenwasser kühlt und sinkt nachts ab, während es tiefergelegenes wärmeres Wasser hochdrückt (nur im Epilimnion). See friert zu: Wasser des Epilimnions sinkt ab→Wasser des Hypolimnions wird nach oben gedrückt Winter im See: Jahreszeitenwechsel Vollzirkulation (Sommer →Herbst, Winter→Frühling): Auslöser: Temperaturen der Schichten des Sees gleichen sich an Sinkende/ Steigende Temperaturen heben Schichtungen auf, Wind wälzt die Wassermassen um. Eisschicht ist nahezu Licht undurchlässig Kaum/ keine Fotosynthese möglich Keine Sauerstoffproduktion Sinkender Sauerstoffgehalt im See Epilimnion 20 °C Metalimnion Sprungschicht Hypolimnion 18.02.2021 4 °C 4 °C Kurze Tagesdauer, kleiner Lichteinfallswinkel und geringe Beleuchtungsintensität Handout Bio (KM) Jörn Bläcker, Luis Rosenbauer, Thorben Bläcker Winterstagnation: Eis auf dem See schirmt Wind ab und verhindert Zirkulation. ● Durch Dichteanomalie des Wassers herrschen am Grund mind. 4°C. Es kommt zur Winterstagnation. Epilimnion/ Hypolimnion Sommer: Im Epilimnion: Großer Lichteinfallswinkel, hohe Lichtintensität und lange Belichtungsdauer Erwärmung und hohe Fotosyntheserate im Epilimnion Hoher Sauerstoffgehalt im Epilimnion Hohe Produktion von Biomasse ● Hoher Mineralien- und Sommerstagnation Nährsalzbedarf Mineral- und Nährstoffmangel im Epilimnion Im Hypolimnion: Kaum/kein Sonnenlicht Absinkende Biomasse aus dem Epilimnion Nahrung für Konsumenten und Destruenten Anzahl der Lebewesen und Mineralsalzgehalt im Jahresverlauf: Wind Freisetzung von Mineralien und Nährsalzen Es gibt starke Schwankungen biotischer/ abiotischer Lebensbedingungen im Jahresverlauf ausgelöst von: Hoher Mineral- und Nährsalzgehalt im Hypolimnion Lichteinstrahlungsunterschiede im Laufe der Jahreszeiten Verschiedene Zirkulations- und Stagnationsphasen [%] Metalimnion von 0°C - +4°C Hypolimnion.c Nahrstoffe Lent Zooplankton Phytoplankton Temperatur Sauerstoffbedarf 18.02.2021 Winter Ø-LT: 0°C Keine Sauerstoff- und Biomassenproduktion Frühling Keine Fotosynthese möglich Geringer Sauerstoffgehalt im Hypolimnion мех Sommerstagnation Sommer Herbst 12 BI1 KM Tabea Sayn, Mathea Kaiser, Michael Kielmann, Paul Kühn 1) Pflanzliches Wachstum im See Nährstoffe über Regen + Zuflüsse + Falllaub + Abwässer ● Minimumfaktor. ● Zooplankton wird gefördert -> Rotaugen bleiben klein Nahrungsbeziehungen im Ökosystem See Algen und Phytoplankton als Primärproduzenten ➜Photosynthese ● Destruenten zersetzen tote organische Stoffe und remineralisieren die organische Substanz → neue Nährstoffe für Produzenten fürs Wachstum → Nahrungskreislauf schließt sich 2) Algenblüten durch hohen Mineralstoffverbrauch -> Ursache: durch intensive FS erzeugte Primärproduktion Ansammlung von Algen/Cyanobakterien an und unter der Wasseroberfläche Phosphat in der trophogenen Zone führt zur Überdüngung und schnellen Algenvermehrung ➜Photosynthese nur dort Kaum Photosynthese in tieferen Zonen →➜ hoher Sauerstoffverbrauch durch Zersetzung von Algenbiomasse Wasser nahezu sauerstofffrei 3) Trophieebenen · ➜Fischsterben weitere Gefahr. toxische Algenblüte 1. Produzenten 2. Konsumenten (Primär-, Sekundär-, End-) 3. Destruenten 4) Nahrungsketten Periodik des Phytoplanktons → Anstiege im Frühjahr (groß) und im Herbst (klein) höhere Erträge Eutrophierung des Sees beim Fischen Erhöht die Biomasse der Konsumenten Verändert Dichte des Zoo-/Phytoplanktons Weißfische profitieren → dezimieren große Wasserflöhe Dichte Phytopl. nimmt zu Autolyse der Algen Selbstzersetzung :5 Biomanipulation → Beeinflussung der Nahrungsketten Eingriff → Phosphateintrag reduziert Eutrophierung verhindert Bakterien ➜ökonomische Erfolge kleinere, flachere Seen Sonnenlicht -> weniger Rotaugen -> große Wasserflöhe -> Plankton wurde gefressen und das Wasser wurde klarer Devitus 11.02.2021 Produktionsbedingungen des Phytoplanktons durch äußere Einflüsse verändert Produzenten Stoffkreislauf Okosystem See Sonnenenerge Konsumenten Destruenten Phytopherton Wasserfloh Mineralstoffe 4 Bakterien Blastrale W planc Nahrungsbeziehungen in einem See Eine Nahrungskette im See: Alge 10 μετε 02 Eine Nahrungskette im See große Wasserflöhe Ein Wirkungsgefüge im Pelagial eines Sees: ernähren Plankton- algen werden nach Autolyse zu Wasserfloh 2 mm Detritus Rotauge 8 cm große Rotaugen - ernähren kleine Rotaugen -ernährt- 03 Ein Wirkungsgefüge im Pelagial eines Sees ernähren lediglich kleine Wasserflöhe ernähren Hecht 50 cm kleine Rädertiere Bakterien Ökosystem See - Eutrophierung Vergleich oligotroph & eutroph Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph Oligotrophe Seen „oligo" = wenig, trophie" = nährend geringer Nähr-bzw. Mineralstoffgehalt kaum Biomasseproduktion hoher O2-Gehalt im ganzen See blaue, klare Wasserfarbe wenig/keine Pflanzen am Uferbereich Eutrophe Seen "eu" = gut, „trophie" = nährend ► hoher Nähr-bzw. Mineralstoffgehalt ► sehr viel Biomasseproduktion ►hoher O2-Gehalt im Epilimnion ➤grünliche, trübe Wasserfarbe ➤bewaldeter Uferbereich mehrere cm dicke Schlammschicht am Boden des Sees Ursachen Überschwemmungen von Dünger landw. genutzten Flächen Ungeklärte Abwässer enthalten Phosphate Urin Steigerung der Nährstoffkonz. Lebensmittel nährstoffreich/ 02-Verbrauch Außerkraftsetzung der Phosphatfalle durch anaerobe Bedingungen -> Algenblüte Prozess der Eutrophierung Szenario 1: Aerobe Bedingungen oligotroph 20 °C 4°C 0₂ 0₂ PO! PO wenig Nährmineralien PO viel Biomasse Sauerstoffproduktion Fe externe PO-Zufuhr Po wenig Biomasse Sauerstoffproduktion viele Fel vollständige Remineralisierung Zersetzer (Bakterien) Sauerstoffverbrauch "Algenblüte Nährmineralien Remineralisierung Zersetzer (Bakterien) Sauerstoffverbrauch Sommer Herbst klares Wasser genug Sauerstoff trübes Wasser 20°C Oviel Nährschicht erstmal Sauerstoff 0, eutroph that Zehrschicht Sauerstoff wird knapp bil PO - Primärproduktion gering - Konsumenten und Destruenten setzen wenig Biomasse um - wenig Sauerstoffverbrauch -> See ist sehr sauerstoffreich - Phosphat bleibt im Sediment gefangen -> keine Algenblüte PO Fe Ammoniak Methan Schwefelwasserstoff → Anfangs noch genügend O2 vorhanden → Verbrauch nach und nach durch Zellatmung und aerobe Ammonium wird zu Nitrit und dann zu Nitrat oxidiert Zersetzung/Remineralisierung (besonders in der Zehrschicht) NH4+ -> NO2--> NO3- → Stickstoffkreislauf läuft verstärkt ab →viele Nährstoffe → Biomasseproduktion wird verstärkt (erhöhter Zersetzungsbedarf) -> O2-Verbrauch → Immer weiter sinkende O2-Konz. wird „gerade noch" toleriert bis zur nächsten Herbstzirkulation (Wasserpumpe durchmischt ,,Ungleichgewicht") Szenario 2: Anaerobe Bedingungen → Immer weniger O2 vorhanden → Schneller Verbrauch (vor allem in der Zehrschicht) → Organismen leiden an O2-Mangel und sterben → Enorme Zunahme an toter Biomasse, die nicht mehr aerob zersetzt werden kann (der See ,kommt nicht mehr hinterher") → anaerob arbeitende Mikroorganismen übernehmen Detritusabbau, wobei giftige Gase wie Methan, Ammoniak, oder Schwefelwasserstoff gebildet werden → Faulschlamm wird gebildet -> Ammonium-Ionen werden zu Giftstoffen umgebaut → Fische sterben, wenn nicht schon an O2.Mangel an einer Ammoniakvergiftung Folgen Umkippen des Sees (worst case")-> Vermehrung von Algen Vergiftung des Wassers/ Grünfärbung (kein Licht) Massensterben durch Ersticken oder Vergiftung • Verlandung des Sees See Sumpfland Moor Marsch Festland Gegenmaßnahmen - Vorbeugung Überdüngung der landwirtschaftlichen Flächen vermeiden Verbesserung der Kläranlagen Schutz des Gewässers mithilfe eines ,,Gewässerrandstreifen von 10 m Breite" Sukzession eines Sees Gegenmaßnahmen - Symptombehandlung Verringerung der Lichteinstrahlung -> Verringerung der FS-Geschwindigkeit Entfernung des Faulschlamms -> Zuvorkommen einer Vergiftung durch Zirkulation • Entfernung von Biomasse ->da sonst zu viel 02 verbraucht wird ● Einleitung von Sauerstoff -> Tiere werden kurzfristig vor dem Ersticken bewahrt 1. Kaufe Bio-Produkte 2. Verzichte im eigenen Garten auf künstlichen Dünger 3. Dosiere Waschmittel richtig ● Chemische Mittel (Eindämmung des Algenwachstums)-> würde aber anderen Organsimen schaden 4. Achte auf phosphatfreie Waschmittel / Verzichte ggf. ganz auf konventionelles 5. Uriniere nicht in Seen 6. Füttere keine Lebewesen im See ● Entfernung des durch die Phosphatfalle gebundene Eisen-III-Phosphat → verhindert, dass dann zu viel Phosphat freigesetzt wird, bei anaeroben Bedingungen Gegenmaßnahme - Eigeninitiative Umkippen des Sees (Ablauf) • nach Einleiten von äußeren Nährstoffen, kommt es zur Algenblüte • massenhafte Vermehrung von Phytoplankton / Algen . • Algen/ Plankton sterben ab und werden von Destruenten unter 02 Verbrauch zersetzt • 02 Konzentration sinkt stark -> Fische können nicht mehr atmen und sterben dadurch • zusätzlicher Anstieg der toten Biomasse und O2 Konzentration sinkt weiter -> Umkippen ist nicht mehr zu verhindern • gebundenes Eisen-2-Phosphat löst sich wieder zu Phosphat und düngt den See • Bakterien wandeln die Ammonium-Ionen zu giftigen Ammoniak um -> See ist innerhalb kürzester Zeit „umgekippt"

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See friert zu: Wasser des Epilimnions sinkt ab→Wasser des Hypolimnions wird nach oben gedrückt Winter im See: Jahreszeitenwechsel Vollzirkulation (Sommer →Herbst, Winter→Frühling): Auslöser: Temperaturen der Schichten des Sees gleichen sich an Sinkende/ Steigende Temperaturen heben Schichtungen auf, Wind wälzt die Wassermassen um. Eisschicht ist nahezu Licht undurchlässig Kaum/ keine Fotosynthese möglich Keine Sauerstoffproduktion Sinkender Sauerstoffgehalt im See Epilimnion 20 °C Metalimnion Sprungschicht Hypolimnion 18.02.2021 4 °C 4 °C Kurze Tagesdauer, kleiner Lichteinfallswinkel und geringe Beleuchtungsintensität Handout Bio (KM) Jörn Bläcker, Luis Rosenbauer, Thorben Bläcker Winterstagnation: Eis auf dem See schirmt Wind ab und verhindert Zirkulation. ● Durch Dichteanomalie des Wassers herrschen am Grund mind. 4°C. Es kommt zur Winterstagnation. Epilimnion/ Hypolimnion Sommer: Im Epilimnion: Großer Lichteinfallswinkel, hohe Lichtintensität und lange Belichtungsdauer Erwärmung und hohe Fotosyntheserate im Epilimnion Hoher Sauerstoffgehalt im Epilimnion Hohe Produktion von Biomasse ● Hoher Mineralien- und Sommerstagnation Nährsalzbedarf Mineral- und Nährstoffmangel im Epilimnion Im Hypolimnion: Kaum/kein Sonnenlicht Absinkende Biomasse aus dem Epilimnion Nahrung für Konsumenten und Destruenten Anzahl der Lebewesen und Mineralsalzgehalt im Jahresverlauf: Wind Freisetzung von Mineralien und Nährsalzen Es gibt starke Schwankungen biotischer/ abiotischer Lebensbedingungen im Jahresverlauf ausgelöst von: Hoher Mineral- und Nährsalzgehalt im Hypolimnion Lichteinstrahlungsunterschiede im Laufe der Jahreszeiten Verschiedene Zirkulations- und Stagnationsphasen [%] Metalimnion von 0°C - +4°C Hypolimnion.c Nahrstoffe Lent Zooplankton Phytoplankton Temperatur Sauerstoffbedarf 18.02.2021 Winter Ø-LT: 0°C Keine Sauerstoff- und Biomassenproduktion Frühling Keine Fotosynthese möglich Geringer Sauerstoffgehalt im Hypolimnion мех Sommerstagnation Sommer Herbst 12 BI1 KM Tabea Sayn, Mathea Kaiser, Michael Kielmann, Paul Kühn 1) Pflanzliches Wachstum im See Nährstoffe über Regen + Zuflüsse + Falllaub + Abwässer ● Minimumfaktor. ● Zooplankton wird gefördert -> Rotaugen bleiben klein Nahrungsbeziehungen im Ökosystem See Algen und Phytoplankton als Primärproduzenten ➜Photosynthese ● Destruenten zersetzen tote organische Stoffe und remineralisieren die organische Substanz → neue Nährstoffe für Produzenten fürs Wachstum → Nahrungskreislauf schließt sich 2) Algenblüten durch hohen Mineralstoffverbrauch -> Ursache: durch intensive FS erzeugte Primärproduktion Ansammlung von Algen/Cyanobakterien an und unter der Wasseroberfläche Phosphat in der trophogenen Zone führt zur Überdüngung und schnellen Algenvermehrung ➜Photosynthese nur dort Kaum Photosynthese in tieferen Zonen →➜ hoher Sauerstoffverbrauch durch Zersetzung von Algenbiomasse Wasser nahezu sauerstofffrei 3) Trophieebenen · ➜Fischsterben weitere Gefahr. toxische Algenblüte 1. Produzenten 2. Konsumenten (Primär-, Sekundär-, End-) 3. Destruenten 4) Nahrungsketten Periodik des Phytoplanktons → Anstiege im Frühjahr (groß) und im Herbst (klein) höhere Erträge Eutrophierung des Sees beim Fischen Erhöht die Biomasse der Konsumenten Verändert Dichte des Zoo-/Phytoplanktons Weißfische profitieren → dezimieren große Wasserflöhe Dichte Phytopl. nimmt zu Autolyse der Algen Selbstzersetzung :5 Biomanipulation → Beeinflussung der Nahrungsketten Eingriff → Phosphateintrag reduziert Eutrophierung verhindert Bakterien ➜ökonomische Erfolge kleinere, flachere Seen Sonnenlicht -> weniger Rotaugen -> große Wasserflöhe -> Plankton wurde gefressen und das Wasser wurde klarer Devitus 11.02.2021 Produktionsbedingungen des Phytoplanktons durch äußere Einflüsse verändert Produzenten Stoffkreislauf Okosystem See Sonnenenerge Konsumenten Destruenten Phytopherton Wasserfloh Mineralstoffe 4 Bakterien Blastrale W planc Nahrungsbeziehungen in einem See Eine Nahrungskette im See: Alge 10 μετε 02 Eine Nahrungskette im See große Wasserflöhe Ein Wirkungsgefüge im Pelagial eines Sees: ernähren Plankton- algen werden nach Autolyse zu Wasserfloh 2 mm Detritus Rotauge 8 cm große Rotaugen - ernähren kleine Rotaugen -ernährt- 03 Ein Wirkungsgefüge im Pelagial eines Sees ernähren lediglich kleine Wasserflöhe ernähren Hecht 50 cm kleine Rädertiere Bakterien Ökosystem See - Eutrophierung Vergleich oligotroph & eutroph Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph Oligotrophe Seen „oligo" = wenig, trophie" = nährend geringer Nähr-bzw. Mineralstoffgehalt kaum Biomasseproduktion hoher O2-Gehalt im ganzen See blaue, klare Wasserfarbe wenig/keine Pflanzen am Uferbereich Eutrophe Seen "eu" = gut, „trophie" = nährend ► hoher Nähr-bzw. Mineralstoffgehalt ► sehr viel Biomasseproduktion ►hoher O2-Gehalt im Epilimnion ➤grünliche, trübe Wasserfarbe ➤bewaldeter Uferbereich mehrere cm dicke Schlammschicht am Boden des Sees Ursachen Überschwemmungen von Dünger landw. genutzten Flächen Ungeklärte Abwässer enthalten Phosphate Urin Steigerung der Nährstoffkonz. Lebensmittel nährstoffreich/ 02-Verbrauch Außerkraftsetzung der Phosphatfalle durch anaerobe Bedingungen -> Algenblüte Prozess der Eutrophierung Szenario 1: Aerobe Bedingungen oligotroph 20 °C 4°C 0₂ 0₂ PO! PO wenig Nährmineralien PO viel Biomasse Sauerstoffproduktion Fe externe PO-Zufuhr Po wenig Biomasse Sauerstoffproduktion viele Fel vollständige Remineralisierung Zersetzer (Bakterien) Sauerstoffverbrauch "Algenblüte Nährmineralien Remineralisierung Zersetzer (Bakterien) Sauerstoffverbrauch Sommer Herbst klares Wasser genug Sauerstoff trübes Wasser 20°C Oviel Nährschicht erstmal Sauerstoff 0, eutroph that Zehrschicht Sauerstoff wird knapp bil PO - Primärproduktion gering - Konsumenten und Destruenten setzen wenig Biomasse um - wenig Sauerstoffverbrauch -> See ist sehr sauerstoffreich - Phosphat bleibt im Sediment gefangen -> keine Algenblüte PO Fe Ammoniak Methan Schwefelwasserstoff → Anfangs noch genügend O2 vorhanden → Verbrauch nach und nach durch Zellatmung und aerobe Ammonium wird zu Nitrit und dann zu Nitrat oxidiert Zersetzung/Remineralisierung (besonders in der Zehrschicht) NH4+ -> NO2--> NO3- → Stickstoffkreislauf läuft verstärkt ab →viele Nährstoffe → Biomasseproduktion wird verstärkt (erhöhter Zersetzungsbedarf) -> O2-Verbrauch → Immer weiter sinkende O2-Konz. wird „gerade noch" toleriert bis zur nächsten Herbstzirkulation (Wasserpumpe durchmischt ,,Ungleichgewicht") Szenario 2: Anaerobe Bedingungen → Immer weniger O2 vorhanden → Schneller Verbrauch (vor allem in der Zehrschicht) → Organismen leiden an O2-Mangel und sterben → Enorme Zunahme an toter Biomasse, die nicht mehr aerob zersetzt werden kann (der See ,kommt nicht mehr hinterher") → anaerob arbeitende Mikroorganismen übernehmen Detritusabbau, wobei giftige Gase wie Methan, Ammoniak, oder Schwefelwasserstoff gebildet werden → Faulschlamm wird gebildet -> Ammonium-Ionen werden zu Giftstoffen umgebaut → Fische sterben, wenn nicht schon an O2.Mangel an einer Ammoniakvergiftung Folgen Umkippen des Sees (worst case")-> Vermehrung von Algen Vergiftung des Wassers/ Grünfärbung (kein Licht) Massensterben durch Ersticken oder Vergiftung • Verlandung des Sees See Sumpfland Moor Marsch Festland Gegenmaßnahmen - Vorbeugung Überdüngung der landwirtschaftlichen Flächen vermeiden Verbesserung der Kläranlagen Schutz des Gewässers mithilfe eines ,,Gewässerrandstreifen von 10 m Breite" Sukzession eines Sees Gegenmaßnahmen - Symptombehandlung Verringerung der Lichteinstrahlung -> Verringerung der FS-Geschwindigkeit Entfernung des Faulschlamms -> Zuvorkommen einer Vergiftung durch Zirkulation • Entfernung von Biomasse ->da sonst zu viel 02 verbraucht wird ● Einleitung von Sauerstoff -> Tiere werden kurzfristig vor dem Ersticken bewahrt 1. Kaufe Bio-Produkte 2. Verzichte im eigenen Garten auf künstlichen Dünger 3. Dosiere Waschmittel richtig ● Chemische Mittel (Eindämmung des Algenwachstums)-> würde aber anderen Organsimen schaden 4. Achte auf phosphatfreie Waschmittel / Verzichte ggf. ganz auf konventionelles 5. Uriniere nicht in Seen 6. Füttere keine Lebewesen im See ● Entfernung des durch die Phosphatfalle gebundene Eisen-III-Phosphat → verhindert, dass dann zu viel Phosphat freigesetzt wird, bei anaeroben Bedingungen Gegenmaßnahme - Eigeninitiative Umkippen des Sees (Ablauf) • nach Einleiten von äußeren Nährstoffen, kommt es zur Algenblüte • massenhafte Vermehrung von Phytoplankton / Algen . • Algen/ Plankton sterben ab und werden von Destruenten unter 02 Verbrauch zersetzt • 02 Konzentration sinkt stark -> Fische können nicht mehr atmen und sterben dadurch • zusätzlicher Anstieg der toten Biomasse und O2 Konzentration sinkt weiter -> Umkippen ist nicht mehr zu verhindern • gebundenes Eisen-2-Phosphat löst sich wieder zu Phosphat und düngt den See • Bakterien wandeln die Ammonium-Ionen zu giftigen Ammoniak um -> See ist innerhalb kürzester Zeit „umgekippt"