Biologie Lehramt (Subject) / Ökologie 5.Semester (Lesson)

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• Was bedeutet interspezifische Konkurrenz, was bedeutet intraspezifische Konkurrenz? Diskutieren Sie deren Bedeutung für die Lebensgemeinschaft im Ökosystem. interspezifische Konkurrenz: Wettbewerb im Ressourcen zwischen Individuen verschiedener Arten, Arten können sich durch bessere Nutzung der Gegebenheiten gegen andere durchsetzen und diese Verdrängen -> Verdrängung, Niescheneinengung intraspezifische Konkurrenz: Wettbewerb um Lebensraum und Ressourcen zwischen Individuen einer Art, nur die stärkste Pflanze setzt sich durch, postitiv für Arterhaltung -> Nieschenerweiterung
• Was ist der Unterschied zwischen Standort- und Umweltfaktoren? Nennen Sie ein Beispiel für einen Standortfaktor und setzen Sie diesen mit verschiedenen Umweltfaktoren in Beziehung. Standort: Lebensraum einer einzelnen Art/eines Individuums; Fläche, die durch einheitliche Standortfaktoren charakterisiert ist; Standortfaktor = Gegebenheit im Gelände (Klima, Relief, Boden, biotopoische Faktoren,..) Umwelt: unmittelbar wirkende, stark variable Faktoren; dazu gehören aktuelles Strahlungsangebot, Wärme, Feuchtigkeit, chemische Faktoren, mechianische und biologische Störungen Klima (Standort) abhängig vom Licht, Wärme, Wasser (Umwelt) Boden (Standort) anhängig vom Niederschlag, pH-Wert, Nährstoffe (Umwelt)
• Erklären Sie für einen unwissenden Schüler verständlich, warum es an den Polen kälter ist als in Äquatornähe und warum es in 4000 m ÜNN auf einem Berggipfel kälter ist als am Fuße des Berges. An den Polen: gleiche Menge Licht wegen Schräglage der Erde auf größerer Fläche verteilt -> nicht so viel Energie/m2 -> weniger Energie = weniger Wärme Auf den Bergen: geringerer Luftdruck -> weniger Teilchen pro Volumen -> weniger Teilchen, die sich bewegen/erwärmen -> kälter (zusätzlich weniger Staubpartikel, die dazu beitragen könnten)
• Beschreiben Sie die Schichtung eines Bodens und charakterisieren Sie kurz die fünf wichtigsten Horizonte. Definieren Sie „Edaphon“ und „Rhizosphäre“. Auflagehorizont: L: Streu, weitgehend unzersetzte Vegetationsrückstände O: organischer Auflagehorizont, Zersetzung weiter fortgeschritten, Gewebestrukturen nicht mehr erkennbar Mineralboden: A: Oberbodenhorizont (stark humushaltig B: Minerale/Verwitterungshorizont (Verwitterung, Verlehmung, Stoffverlagerung) C: Ausgangsgestein, zum Teil verwittert Edaphon: Lebenswelt im Boden (Regenwürmer, Bakterien,...), vor allem im A-Horizont Rhizosphäre: Wurzelraum, sehr tiefe Wurzeln bis max. 30m als Anpassung an Trockenheit, Großteil der Feinwurzeln in den oberen 20-100 cm
• Was versteht man unter „Rohhumus“ und unter welchen Bedingungen findet man ihn? Warum entwickelt sich im Rohhumus ein besonders niedriger pH-Wert? Welche Substanzen hemmen den Abbau von organischem Material? Nennen Sie drei Organismengruppen, die am Abbau des organischen Materials beteiligt sind! Humus= Gesamtheit des im Abbau befindlichen (bzw abgebautes) organisches Material im Boden Rohhumus= ungünstigste Humusform; schwer zersetzbare Vegetationsrückstände bilden Auflagehumus (Streu) über dem Mineralboden; findet man bei kühlem oder feuchtem Klima, hier mangelhafte Umsetzung der Pflanzenabfälle (biologisch inaktive Böden); Gerbstoffe, Nadelstreu, Harze, Wachse hemmen den Abbau Anreicherung von organischem Material führt zu senkung des pH-Wertes (Abbauzwischenprodukte z.B Fulvosäure wird nicht weiter abgebaut) -> alle Faktoren, die den Abbau von Pflanzenmaterial hemmen können, föhrdern Rohhumusbildung und damit Versauerung Organismengruppe: Pilze, Bakterien, Springsschwänze, Nematoden, Anneliden
• Welchen pH Wert (sauer, neutral, basisch) findet man in Hochmooren, Laubmischwäldern, Auwäldern, Kalkfelssteppen, Halophytenvegetation? Hochmoor, Zwegstrauchheiden 2,6-4,0 -> sauer Laubmischwälder, Ackerböden 4,5-6,0 -> sauer Flachmoore 5,0-6,5 ->sauer Kalkbuchwälder 6,0-7,5 -> sauer/neutral Auwälder 6,5-8 ->neutral Kalkfelssteppen 7-8,5 -> neutral Halophytenvegetation bis >10 -> basisch
• Was messen Pflanzen im Unterwuchs eines Waldes um zu entscheiden, ob sie ausreichend Licht bekommen, um auszutreiben? Wofür steht der Blattflächenindex LAI und in welcher Beziehung steht er mit der Quantität und der Qualität des Lichtes über der Bodenoberfläche? Phytochrom misst Tageslänge und Verhältnis von Hellrot zu Dunkelrot; bei >1 treibt der Samen aus ->Vermeidung "grünbesetzter" Stellen Blattflächeninde LAI (leaf area index): dimensionslose Zehl, die angibt wie viele m2 Blattfäche pro m2 Bodenfläche ausgebildet sind; LAI=0,5 bedeutet die Blattfläche 1/2 der Bodenfläche bedeckt Beeinflussung von Qualität und Quantität: Beim Druchtritt von Licht durch die Baumkrone schwächt dich Protonenflussdichte ab; Strahlung, die durch grüne Blätter geht ist reicher an dunkelrotem Licht (Verhältnis Hellrot/Dunkelrot wird kleiner)
• Wie wird Licht auf dem Weg durch die Atmosphäre verändert und warum? Auf Atmosphäre trifft ein Energiefluss von 1400 W/m2 druch Reflexion und Absorption wird Strahlung auf 1/3 reduziert Veränderung des Spekteums (290-3000 nm) durch Ozon (Absorption der kurzwelligen, schädlichen UV-Strahlung und Wasserdampf/CO2 (Barriere für sehr langwellige Strahlung)
• Nennen Sie drei Anpassungen von Pflanzen, die dem Hitzeschutz dienen. Warum haben Pflanzen feuchter Standorte weniger Probleme mit Überhitzung? Anpassung: schmale Blätter (Blattmorphologie)/Reduktion der Blattoberfläche dicke Cuticula/mehrschichtige Epidermis ohne Chloroplasten;mehrschichtiges Palisadenparenchym; kleine Inerzellulare; versenkung der Spaltöffnungen mit Haaren gefüllt reflektierende Behaarung Blattabwurf (z.B. Ginster Photosynthese über Äste) rasche Sämlichgsenticklung in der kühlen Jahreszeit häufig einjährige Pflanzen mit früher Samenbildung hoher Abstand zum Boden (dunkler, kahler Boden wird am heißesten) Selbstbeschattung dichter und niederwüchsiger Bewuchs dient dem Wärme- und Feucherückhalt feuchte Standorte: Transpirationskühlung; weniger Wasser -> Zelle verliert Turgeszenz
• Was versteht man unter Pyrophyten? Nennen Sie Anpassungen an durchziehende Feuer! = Feuerspezialisten langlebiger Samen im Boden Verholzte Früchte, die erst nach Feuereinwirking aufgehen unterirdische Apikalmeristeme Fähigkeit zu Stockausschlägen Dicke Borke Mantel aus abgestorbenen Blattblasen
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• Warum wirken Parkanlagen in Städten wie kühle Inseln? Strahlungsenergie, die auf Pflanzen trifft wird als thermische Abstrahlung, photochem. Energiebindung (1-2%), Wärmekonvektion und Wasserverdunstung wieder abgegeben Bei geschlossen Pflanzendecke und feuchtem Boden -> mehr als die Hälfte der Energie durch Wärmebedarf bei Verdunstung "kalt" abgeben. Häuser und Straßen refektieren und absorbieren die Energie wiederum nur, weshalb diese sehr heiß wirken
• Nennen Sie Anpassungen von Pflanzen an Stress durch Hochlichtbedingungen Behaarung um Strahlung reflektieren zu können weiße Farbe der Blüten Bildung von Anthocyanan in den Blättern (eher Akklimatisierung, da wieder rückgängig)
• Definieren Sie die Begriffe Angepasstheit" und „Akklimatisierung“ Angepasstheit: erbliche Veränderung im Erbgut als Folge von Stress; schwerwiegende Belastungen können besser vertragen werden -> Evolutive Durchsetzung von Angepasstheit Akklimatisierung: nicht erblich und zum Teil reversibel (z.B. Anthocyanbildung); Fähigkeit zur Akklimatisierung möglich; erhöhte Wiederstandsfähigkeit durch Konditionierung im Lebensraum
• Nennen und erklären Sie drei Strategien der Frostbewältigung! Welche Prozesse führen zu Frosttoleranz? Warum ist Spät- oder Frühfrost so gefährlich? Was geschieht während der Akklimatisationsphase? -Gefrierverhinderung: Fehlen eines Kristallationskeims (Cytoplasma würde gefrieren und den Organellen Wasser entziehen) -Gefriertoleranz: Eiskristallbildung im Apoplasten; Symplast wird Wasser entzogen; Osmatika lagern sich an und bewirken Gefrierpunktserniedrigung; Membran stabilisierende Substanzen vermitteln Toleranz gegenüber Wasserentzug -"Escape-Strategie": Überdauerung als Samen oder Überdauerungsorgen unter der Erde Spät-/Frühfrost: Akklimatation braucht eine gewisse Vorlaufzeit; während der Vegetation ist die Pflanze nicht auf Frost eingestellt; vor allem Blüten, Blätter und Meristerm gefrieren und Gewebe wird zerstörrt Vorgänge bei Akklimatisationsphase: -Osmolytproduktion -Vakuole zerklüftet -Stoffwechseleinstellung -Stabillisation der Biomembran -Zellen verlieren Wasser
• Was versteht man unter obligaten, fakultativen, standortindifferenten Halophyten? obligater Halophyt: werden durch moderaten Salzgehalt in ihrem Wachstum gefördert (z.B. Salzkresse Lepidium crassifolium, Strand-Aster Tripolium pannonicum) fakultativer Halophyter: gedeihen besser auf salzfreiem Bodeb, aber sind der Konkurrenz einer anderen Pflanze unterlegen und werden somit auf salzigen Boden gedrängt (z.B. Strandmilchkraut Glaux maritima, Strandwegerich Plantago maritima) standortindifferenter Halophyt: kommen im Freiland auf salzhaltigem Boden zurecht, Verbreitungsschwerpunkt auf salzfreiem Boden, manche Pflanzen gleicher Art unterscheiden sich je nach Boden vom genetischen Material (z.B. kleiner Mäuseschwanz Myosurus minimus, Krötenbinse Juncus bufonius)
• Erklären Sie Strategien, die Pflanzen entwickelt haben, um mit hohen Salzkonzentrationen im Boden zurecht zu kommen und nennen Sie Pflanzenbeispiele! -Sukkulenz: aktive Konzentrierung von Salz in der Vakuole und Speicherung eines großen Wasservolumens -> geringe Salzkonzentration im Plasma (z.B. Queller Salicornia) -Absalzen: Salzentfernung durch spezielle Blasenhaare; aktive Akkumulation (Carrier) in die Vakuole -> Absterben der Blasenhaare (z.B. Strauch-Melde Atriplex halimus); Salzentfernung durch spezielle Drüsen mit aktiven Exportproteinen (z.B. Mangrove) -Vermeidung der Aufnahme/Retranslokation: Salz wird von empfindlichem Gewebe ferngehalten; druch Rücktransport oder Zurückhaltung in der Wurzel/Spross/Stamm oder durch Kompartimentierung (Zellwandraum, Vakuole) (z.B. Knopfmangrove Conocarpus erectus) -kein Regulationsmechanismus: Salzgehalt steigt bis zu einer tödlichen Grenze; Pflanze fruchtet vorher (z.B. Boddenbinse Juncus gerardii) -Natriumtransporter vermittelt Salztoleranz: Na+/H+ Antiporter der Plasmamembran exportieren Natrium in den Apoplasten; Akkumulation von Natrium in der Vakuole (moderater Stress); Abtransport von Natrium aus den Blättern und Organelllen in die Wurzeln; bei mildem Salzgehalt wird Na in das Xylem entsorgt, unter starkem Salzgehalt aus dem Xylem rausgeholt
• Vergleichen Sie die Wasserverfügbarkeit von Lehmböden und Sandböden. Sand: leichte, warme Böden; Wasser versickert schnell Ton: kalte, schwarze Böden; Wasserstauend; geringe N-Verfügbarkeit Lehm: hoher Anteil verwitterbarer Mineralien; guter Speicher von Nährstoffen und Wasser ->fruchtbarer als Ton -> Korngröße entscheidend: je kleiner, desto schlechtere Wasserverfügbarkeit (Sand > Lehm > Ton) Achtung! Wasserverfügbarkeit ≠ ob Boden feucht oder trocken (je kleiner die Korngröße, desto größer die elektrostatischen Anziehungskräften zwischen Korn und Wasser) Wasserverfügbarkeit = "wie leicht kommt die Pflanze an das Wasser im Boden"
• Was versteht man unter Xerophyten,Mesophyten, Hygrophyten, Helophyten und Hydrophyten? Nennen Sie je ein Pflanzenbeispiel! Xerophyten = Pflanzen mit Trockenheitsanpassungen (z.B. Hartlaubgewächse Nerium orleander, mit Wasserspeichergewebe Euphorbio canariensis) Mesophyten = Wiesen- und Wälderpflanzen (z.B. Ranunculus acris, Fagus sylvatica) Hygrophyten = Feuchtpflanzen (z.B. Springkraut Impatiens) Helophyten = Sumpfpflanzen (z.B. Schilf Phragmites australis) Hydrophyten = Wasserpflanzen (Wasserhahnenfuß Ranunculus aquatilis)
• Nennen Sie Anpassungen an Trockenheit mit jeweils einem Pflanzenbeispiel! Vergleichen Sie ein Blatt eines Xerophyten mit dem eines Hygrophyten und beschreiben Sie die Unterschiede in der Anatomie! Nennen Sie Anpassungen von Hydrophyten an ihren Standort! Anpassung an Trockhenheit: - Reduktion der Oberfläche: Früher Blattfall mit grünem Stängel (Cytisus scoparius), kleine schmale Blätter (Euphorbia cyparissias), Rollblätter (Festuca ovina), senkrechte Blattstellung (Eucalyptus, Lactuca serriota) -Verdunstungsschutz an der Blattoberfläche: Haarfliz/tote Haare (Pulsatilla), Wachsüberzüge (Pinaceae), dicke Cuticula (Nerium orleander), mehrschichtige Epidermis (Nerium orleander), Hartlaub (Quercus ilex), ericoide Blätter (Erica, Calluna) - tief-/weitreichendes Wurzelwerk (Nerium orleander/Cactaceae) -Blätter: versenkte Spaltöffnungen (Nerium orleander), keine Interzellulare (Nerium orleander, Pinus), Wasserspeichergewebe (Cactaceae, Crassulaceae) Vergleich Blätter: - Xerophyten: dickere Blätter, dicke Cuticula mit vielen Epidermiszellen darunter (ohne Chloroplasten), mehrschichtiges Palisadengewebe, kleine & versenkte Spaltöffnungen mit Haaren, kleiner Interzellularer Raum -Hygrophyten: dünneres Blatt, ohne bzw sehr dünne Cuticula, einschichtige Epidermiszellen, Vergrößerung der Oberfläche, erhabene Spaltöffnungen, große Interzellulare, aktive Wasserausscheidung Anpassung Hydrophyten: Stomata nur auf der Oberseite der Schwimmblätter, Aerenchym in Stiel und in den schwimmblättern, Chloroplasten in oberen Schichten der Epidermis, untergetauchte Blätter oft fein zerteilt & dünn, oft keine Wurzeln, Xylem sekundär reduziert, Lotuseffekt
• Welche Strategien verfolgen Pflanzen, um auf stickstoffarmen Böden an Stickstoff zu kommen? -Symbiose mit n-fixierenden Mikroben (Cyanobakterien mit Flechten, Lebermoosen, Wasserfarne, Palmfarne; gram- Rhizobien mit Hülsenfrüchten): Pflanze liefert org. Kohlenstoff (Malat, Succinat, Fumerat), Bakterien liefern Ammoniak (NH3, wird im wässrigen zu NH4), Fixierung von N2 sehr energieaufwändig (16 ATP) -> Pflanze geht Symbiose nur bei Stickstoffmangel ein -Symbiose mit Mykorrhiza Pilzen: z.B. Orchideen, Pilze haben viel größeres Wurzelsystem als Bäume und können ein Vielfaches des Boden nutzen -Aufnahme von NO3- aus dem Boden - vor dem abwerden der Blätter im Herbst werden N-haltige Verbindungen abgebaut (Proteine, Chlorophyll,..) - Gewebe mit hoher Photosyntheseleistung, wie das Blatt, haben einen hohen Proteingehalt und erhalten viel N, im Gegensatz zu Holz -> außen liegenden Blätter der Baumkrone haben am meisten N-Gehalt - immergrüne Pflanzen (Rhododendron) haben ein niedriges N/C Verhältnis und eine niedrige Photosyntheserate, aber Blätter sind auch langlebiger und haben viel Zeit den aufgewendeten N durch Photosynthese auszugleichen
• Was versteht man unter Gründüngung? Weöche Pflanzen setzt man dafür bevorzugt ein und warum? -Anbau von Pflanzen und unterpflügen, um dem Boden nährstoffhaltiger zu machen -Fabaceae enthalten viel Protein (asl zweite Saat angebaut und dann untergepflügt) -z.B. Lupine, Winterklee, Luzerne
• Wodurch unterscheidet sich ursprüngliche, natürliche, potentiell natürliche und naturnahe Vegetation? Vegetation = Gesamtheit aller Pflanzenformationen und Pflanzengesellschaften, die in einem Gebiet wachsen ursprünglich: Vegetation vor dem Eingriff des Menschen natürlich: heutige Vegetation ohne den Eingriff des Menschen (in Mitteleuropa weitesgehend beseitigt) potentiell natürlich: Vegetation, die an dieser Stelle unter den gegebenden Standortbedingungen wachsen würde, wenn es keinen menschlichen Eingriff gäbe naturnah: vergleichsweise wenig beeinflusste kulturbedingte Vegetation, die oft als "Natur" bezeichnet wird (z.B. Blumenwiese)
• Wo kommen waldfreie Stellen natürlicherweise vor? Beispiele! - an Sonderatandorten, die für Wälder nicht geeignet sind (Gewässer, Moore, Dünen, Felsenwände, Hochgebirge) - oberhalb der Baumgrenze -> Temperatur ist zu gering (benötigen im Durchschnitt 5°C im monat um zu wachsen) - Begrasung durch Tiere und Feuer (Steppenlandschaft) - auf Geröll, da der Boden zu stark in Bewegung ist und der Baum keinen festen Halt findet
• Von welchen Faktoren ist die Vegetationszonierung abhängig? Was ist azonale/extrazonale Vegetation? Nennen Sie je ein Pflanzenbeispiel! Faktoren: - Temperatur ist abhängig von: geographischer Breite, Höhenlage -Wasserangebot: Klassifikation nach Niederschlag (Dauerfeucht bis Dauertrocken) perhumid-euhumid-subhumid-semihumid-semiarid-subarid-euarid-perarid azonal: Vegetation an Sonderstandorten, an denen die normalen Bedingungen abgewandelt werden (Extremstandorte, z.B. Küsten Salicornia europaea, Serpentinvegetation Stachys scardica (Schwemetallbelastung), Auwälder Salix) extrazonal: Vegetation aus einer anderen Zone, die hier nur wachsen kann, weil hier die Bedingungen wie in der benachbarten Zone herrschen; durch besondere Gegebenheiten (meist Relief); auf süfexonierten Hängen Süddeutschlands Flaumeichen- oder Stieleichenwälder des Mittelmeerraumes, Wachstum von Palmen auf Helgoland/Island wegen des Golfstroms
• Erläutern Sie ein Klimadiagramm und ordnen Sie es einem Zonobiom zu. Klimadiagramm: ganz oben Station mit Länge im Gradnetz und Höhe über den NN, links Temperaturskala mit Jahresmitteltemperatur, rechts Niederschlagswerte mit Jahresgesamtniederschlag, unten Monate; wenn Temperaturkurve > Niederschlagskurve => arid wenn Temperaturkurva < Niederschlagskurve => humid verschiedene Zonobiome: - komplett humid, T-Schwankungen zwischen Sommer und Winter nicht so groß, Jahresdurchschnittstemperatur nicht unter 0°C -> gemäßigt - Wintermonate arid, sonst immer humid (stark ausgeprägt) -> Subtropen (ausgeprägter Sommerregen) - Sommermonate leicht humid, sonst immer arid -> Subtropen Richtung Wüste - komplett arid -> Wüste (mehr Verdunstung als es Niederschlag gibt)
• Was versteht man unter Phanerophyten, Chamaephyten, Hemikryptophyten (mit Beispielen). Phanerophyten: (Bäume, Sträucher, meisten Tropenpflanzen) Knopen kaum/nur noch durch Knospenschuppen geschützt, Erneuerungsknospen mind. 30 cm über Boden; z.B. Buche (Fagus) Chamaephyten: (Zwergsträucher) Knospen durch Schnee geschützt, Erneuerungsknospen ca 30 cm über Boden; z.B. Heidelbeere (Vaccinia) Hemikryptophyten: (Stauden, Rosetten) Knospen an der Erdoberfläche durch altes Laub geschützt Kryptophyten: (Geo-/Hydrophyten) Knospen unter der Erdoberfläche bzw. unter Wasser; z.B. Zwiebeln Thermophyten: (Annuelle) Überwinterung als Same; z.B. Mohn
• Nennen Sie die neun Zonobiome und ordnen Sie ihnen charakteristische Klima‐ und Vegetationsmerkmalen zu. Ordnen Sie den neun Zonobiomen Klimadiagramme zu. Was kennzeichnet ein arides, semiarides, semihumides, humides Klimadiadiagramm? 1) Äquatoriale Zone: Tropischer Regenwald, immergrüne Phanerophyten, keine Jahreszeiten, ganzjährig warm und feucht, dünne Humusschicht/keine Nitratreserve, Lichtkonkurrenz; Lianen, Sträucher, Großstauden, Hygrophyten, Bodendecker, Schattenpflanzen; perhumides Klima 2) Tropische Zone: Wechselfeuchtes Klima mit Regen- und Trockenzeit, ganzjährig hohe Temperaturen, Laubabwerfende Phanerophyten und Hemikryptophyten, erste Sukkulete und Pflanzen, die auf Bäumen wachsen; semihumides und subhumides Klima 3) subtropische Trockenzone: subtropische Wüsten und Halbwüsten, Xerophyten und Therophyte, sehr trocken, sehhr heiße Sommer und kühle Winter, eher Artenarm; Cactaceae; euarides Klima 4) Übergangszone mit Winterregen: Hartlaubvegetation der mediterranen Gebiete, immergrüne Sklerophyten, Grenzbereich zwischen gemäßigtem umd subtropischem Klima, Regen nur im Winter, im Sommer subtropisch, sehr artenreich; Steineiche, Geophyten, Winterannuelle; subhumides Klima 5) Warmgemäßigte Zone: Loorbeer- und Nebelwäder, immergrüne Laurophylle, sehr dichte Wälder, wenig Unterwuchs (Eukalyprus), Anthropogen auf kleine Reliktareale reduziert, Frost fehlt weitesgehend, Böden humos; perhumides Klima 6) typische gemäßigte Zone: Laubabwerfende Wälder (Phanerophyten und Geophyten), Winterruhe, Sommergrüne Bäume (Quercus, Fagus) mit wenig Unterwuchs, Waldbodenflora größtenteils frühjahraktiv; euhumides Klima 7) semiarid gemäßigte Zone: Winterkalte Seppen: extrem kalte Winter und viel Niederschlag im Sommer, Tiere/Menschen/Feuer halten Grasland offen;subhumides Klima; Wüsten: relativ hohe Lage, Trocken(halb)wüsten, kalter Winter mit wenig Niederschlag im Sommer, Bodenversalzung -> Halophyten;semiarides Klima 8) boreale/kaltgemäßigte Zone: nur Nordhalbkugel, Phanerophyten und Chamaephyte, sehr kalte Winter mit genügnd Niederschlagen, kurze Vegetationsperiode (4-5 Monate) reicht nicht für laubabwerfende Blätter, Wasser im kurzen Sommer ausreichend; immergrüne Bäume (Fichte, Pinus), Unterwuchs Moose, Flechten, Vaccinium; euhumides Klima 9) arktisches/antarktisches Zone: kurze Vegetationszeit, keine Bäume und Therophyten, viele Kryptogamen, extrem kalt, Permafrostboden; Hauptformen: Zwergstrauch-, Seggen-, Wollgrastundra, Moose, Flechten; humides Klima perhumid (immer feucht) -euhumid(9-12M) -subhumid (9-6M)- semihumid(6M)- semiarid (6-3M) -subarid (6-9M trocken- euarid (9-12M) - perarid (immer trocken)
• Welche Höhenstufen finden Sie in Mitteleuropa vom Meer bis zu den Berggipfeln der Alpen? Nennen Sie jeweils typische Pflanzengesellschaften 1)planar 0-200m, Eichen-/Buchenwälder 2)kollin 200-600m, Eichen-/Buchenwälder 3) submontan 600-900m, Buchenwälder 4) montan 900-1800m, Buchen-/Fichtenwälder; Waldgrenze, Jahresmittel >3°C, Anteil Nadelbäume nimmt zu 5)subalpin 1800-2300m Nadelwälder; viele Zwergsträucher, Baumgrenze, Jahresmittel >0°C 6) alpin 2300-2800m Urwiese; Jahresmittel -1 - -3°C, Zwergstauchheide, Rasengesellschaft die zunehmend verarmt 7) subnival 2800-3000m Rasenfragmenten und Polsterpflanzen, Flecken- oder polsterartige Pionierpflanzen und Schutterflurvegetation 8) nival >3000m Moos-/Flechtengesellschaften, Schneegrenze ist abhängig von Himmelsrichtung, Hangneigung, Steinart, Wind; Jahresmittel <3°C, keine geschlossene Rasenfläche, zweikeimblättrige vorherrschend (Hemikryptophyten, Chamaephyten)
• Welche abiotischen Faktoren ändern sich mit zunehmender Höhe? Abnahme der mittleren Jahrestemperatur um etwa 0,5-0,65°C je 100 Höhenmeter Verkürzung Vegetationszeit (je 100m Höhe Verkürzung um 6-7 Tage) Verstärkung der direkten Sonnenstrahlung und zugleich Abnahme der diffusen Strahlung infolge eier geringeren Dichte der Atmosphäre und eines geringeren Staubgehalts durch Steigungsregen bedicht Erhöhung der Niederschläge
• Erläutern Sie die Vegetationsbedingungen in der alpinen Zone in Bezug auf Vegetationszeit, Temperatur, NS und Wind. kurze Vegetationszeit Vegetationsperiode kälter als in tieferen Lagen bodennahe Luftschicht erwärmt sich bei Sonneneinstrahlung stärker, als nach den niedrigen Lufttemperaturen zu erwaten -> günstiges Mikroklima für niedrige Gewächse große nächtliche Ausstrahlung in der dünnen Luft -> häufiger Nachtfrost unter der Schneedecke (mehr als 50cm) sinkt Temperatur selten unter 0°C rascher Beginn mit normaler Photosyntheseleistung, da Blätter unter Schnee "immergrün", einige Pflanzen bilden Knospen unter dem Schnee z.B. Alpenglöckchen alpine Temperatur geprägt durch große Schwankungen selten Wassermangel heftige Winde wirken sich negativ auf die Wasserbilanz der Pflanzen aus (Spaltöffnungen müssen geschlossen werden, da Wasserdampf sonst weggeblasen wird und immer Wasser nachgezogen weden muss) Schneeschliff verletzt Pflanzen oberhalb der Schneedecke Licht ist reich an UV-Strahlung -> gedrungener Wuchs der Pflanzen Rutschungen des Schnees, Schneebretter und Lawinen schädigen v.a. hoch wüchsige Holzpflanzen
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• Nennen Sie Anpassungen der Pflanzen an die Lebensräume alpine Zone/nivale Stufe. Welche Vorteile haben Polsterpflanzen gegenüber Einzelpflanzen? -niedrige Temperatur: Große Blüte, spart Energie und lockt Insekten in kurzer Blützeit an -hohe UV-Strahung: starke Beharung "färbt" die Pflanze weiß und schützt vor gegen so hohe UV-Strahlung (Edelweiß) auch Schutz gegen Winde -Wind: Polsterwuchs z.B. Kugelwuchs gegen Wärme- und Feuchtigkeitsverlust -Schnee: Blüten, die die Schneedecke durchstoßen verlängern die Blütezeit bei langer Schneebedeckung (Aplenglöckchen) -wenig Wasser: Dickblättrigkeit als Wasserspeicher (Hauswurz) -Geröll und Schutt: wurzeln, die krichen können geben Halt (Täschelkruat) -Tierfraß: stachelige Blätter (Silberdistel) Polsterpflanzen schaffen Mikroklima und werden bei Lawinen u.ä. nicht davon gerissen; Polster mindert Temperatur- und Feuchtigkeitsextreme, ermöglichen Ansammeln und Festhalten von Pflanzenresten z.B. Gletscher Hahnenfuß, gegenblättriger Steinbrech
• Phänologie: Zehn Vegetationsstadien verschiedener Pflanzen charakterisieren in Mitteleuropa die phänologische Vegetationszeit. Nennen Sie die Stadien und die dafür typischen Pflanzenerscheinungen. 1) Vorfrühling Haselblüte 2)Erstfühling Forsythie Blüte 3)Vollfrühling Apfelblüte 4)Frühsommer Schwarzer Holunder Blüte 5)Hochsommer Sommer-Linde Blüte 6)Spätsommer Apfel frühreife Früchte 7)Frühherbst Schwarzer Holunder Früchte 8)Vollherbst Stieleiche Früchte 9)Spätherbst Stieleiche Blattverfärbung 10)Winter Stieleiche Blattfall
• Worin unterscheiden sich Sümpfe, Nieder‐ und Hochmoore? Sümpfe: nasser Lebensraum, der periodisch austrocknet, organische Substanzen werden vollständig zu Humus umgesetzt Moor: nasse Lebensräume mit stets herrschendem Wasserüberschuss, us organischen Substanzen bildet sich Torf Niedermoor: Einfluss des Grundwassers vorhanden (topogen), nährstoffreich im Vergleich zu Hochmoor, artenreich, wachsen kaum in die Höhe Hochmoor: nur durch Regengewässer gespeist (ombrogen), nährstoffarm, artenarm, wachse in die Höhe (ca 1mm pro Jahr)
• Nennen Sie typische Arten der Moore. Quellmoore Versumpfungsmoore Verlandungsmoore (Pflanzen wachsen in einen See ein und Wasser staut aich) Kesselmoor (feine Sedimente setzten sich in Kuhle ab und Wasser staut sich) Durchströmungsmoor (Wasser fließt auf einer großen Fläche) Hangmoore (Wasser fließt auf sehr großer Fläche, Hang nicht zu steil, kann abrutschen
• Unter welchen Bedingungen können sich Moore bilden? hoher Niederschlag und hohe Luftfeuchte wasserstauende Schichten im Untergrund
• Unter welchen Bedingungen können sich Moore bilden? hoher Niederschlag und hohe Luftfeuchte wasserstauende Schichten im Untergrund
• Erklären Sie, warum Hochmoore permanent in die Höhe wachsen. Wie viel Zuwachs findet man pro Jahr? auf dem Schulftorf entwickeln sich Torfmoose der Buchenwald stirbt ab und das Torfmoos wächst weiter aud dem Buchenwald-Torf das Torfmoos kann unbegrenz in die Höhe wachsen, während die Bass wegen Sauerstoffmangel abstirbt und sich als Torf ablagert Torfmoos kann wachsen bis zu 10 cm/Jahr, wird  im Torf zusammengedrückt -> Hochmoorge wachsen im Jahr ca 1mm in Niedermoorgen können sich Torfmoose nicht durchsetzten
• Was versteht man unter der Bildung von Torf in Mooren? in Mooren herrscht Sauerstoffmangel organisches Material kann nicht zu Humus abgebaut werden, da kein Sauerstoff dafür zur verfügung steht Ablagerung als Torf
• Welche Anpassungen haben Pflanzen an den Lebensraum Moor? Hochmoorpflanzen sind imergrün Blätter mit dicker Wachsschicht umgeben, um sich vor Verdunstung zu schützen, wenn im Sommer die obere Schicht des Moores stark aufhitzt Torfmoos: besitzen keine Wurzeln, sondern nehmen Mineralien und Wasser über die Blätter, Srpss und Äste auf Sonnentau: fängt Insekten und nimmt so Nährstogge auf Besenheide: wächst en etwas trockeneren Stellen und macht Symbios mit Mykorrhiza
• Was versteht man unter Autökologie, Demökologie und Synökologie? Autökologie: analysiert einzelne Pflanzen-/Tierarten in ihrem Verhalten zur Umwelt und ihrer Abhängigkeit von den in ihrem Lebensraum herrschenden Umweltfaktoren; kann auch im Labor unter experimentellen Bedingungen betrieben werden. Demökologie: befasst sich mit Wechselwirkungen zwischen verschiedenen artgleichen Lebewesen und dem Einfluss vom Umweltfaktoren auf diese Population Synökologie: untersucht Wechselwirkungen innerhalb einer Biozönose sowie die Abhängigkeitrn vom Biotop. Biotop und Biozönose bilden Ökosysteme auf verschiedenen Skalen. In Praxis sind Aut-,Dem- und Synökologie nicht immer scharf zu trennen.
• Was sagt das Minimumgesetzt von Liebig aus? Vorkommen und Häufigkeit einer Art in einem bestimmten Lebensraum wird von demjenigen Faktor bestimmt, der vom Optimum meisten entfernt oder im Minimum vorhanden ist.
• Was sagt das Mitscherlich-Gesetz aus?  besagt, dass der Pflanzen-Ertrag durch die Steigerung eines jeden Wachstumsfaktors (Produktionsfaktors) erhöht wird, und zwar proportional zu dem am Höchstertrag fehlenden Ertrag, d.h., bei gleichbleibender Zunahme eines Wachstumsfaktors (z.B. Düngungssteigerung) verringert sich der Ertragszuwachs langsam, die Kurve strebt schließlich einem Höchstertrag zu und sinkt (nach Überschreiten des Optimums) darüber hinaus sogarwiederab-> biologisches Relativitätsgesetz. -> "viel hilft nicht viel"
• Definiere eine ökologische Nische! Was sind fundamentale und realisierte Nischen? Organisationseigentümlichkeit eines Tieres und seiner Verhaltensweise gegenüber der Umwelt sowie durch die Umweltgegebenheiten, die für das Leben des Tieres unentberlich oder günstig oder allenfalls belanglos sind (Günther, 1950) n-dimenstionales Hypervolumen, an jedem Punkt dieses Hypervolumens kann diese Art unbegrenzt überleben -> es gibt weder leere, noch identische Nischen; Nischen werden nicht besetzt sondern gebildet! fundamentale Nische: einer Art mögliche Nische realisierte Nische: einer Art verirklichte Nische; Teil der fundamentalen Nische, aber immer kleiner
• Was sind r- und K-Strategen? gehört zu Populationsökologie: - r-Strategie: exponentielle Wachstumskurve, möglichst viele auf kurze Zeit, um die sich wenig bis garnicht gekümmert werden. z.B. Insekten, Mäuse, Frösche,.. - K-Strategie: logarithmische Wachstumskurve, nur "wenige" Nachkommen um die sich lange und aufwändig gekümmert werden.
• Was versteh man Konkurrenz und verschiedene zwischenartliche Beziehungen. Konkurrenz: ist die Nahrung oder Verteilung einer Ressource durch ein Individuum, wobei die Verfügbarkeit dieser Ressource für ein anderes Individuum, das auch diese Ressource auch benötigt verringert. Para-/Pro-/Metabiose: A -> (+)B  Lebewesen/Art A liefert Lebewesen/Art B Nahrung, wodurch Leistungsfähigkeit von B erhöht wird Antibiose: A -> (-)B   A ernärt sich von B, wodurch B geschädigt wird Abiose: A -> (0)B   Anwesenheit von A hat keinen Einfluss auf B Zwischenartliche Beziehungen: Allianz, Symbiose, Mutualismus, Paratitismum, Bestäubung, Samenverbreiterung,..
• Wie lauten die Lotka-Voltera-Regeln? 1) Periodische Populationsschwankung: Schwankungen der Räuber phasenverzögert zu Beute 2) Konstanz der Mittelwerte: Größte Mittelwerte auf langer Zeit gesehen gleich ung Wachstums-/Rückgangsrate abhängig (nicht von Ausgangsbedingungen) 3) Störung der Mittelwerte: werden Räuber und Beute gleichmäßig dezerminiert, braucht Räuber länger um sich wieder zu erhohlen (auf vorherige Individuenzahl)
• Was sagt die "bottom-up-Kontrolle" und die "top-down-Kontrolle" aus? bottom-up: Population wird eher von ihren Ressourcen, als von den unteren trophischen Ebenen beeinflusst. top-down: Population wird von der oberen trophischen Ebene limitiert (Räuber)
• Was besagt die Kosten-Nutzen-Abwägung bei der Nahrungssuche aus? Parameter: Suchzeit, Handlingszeit, Energiegewinn pro Nahrungseinheit 1) es gibt ein optimales Nahrungsspektrum 2) Tier wird sehr profitable Nahrung immer nutzen 3) Tier wird unprofitable Nahrung nicht nehmen, egal wie häufig die betroffende Nahrung da ist 4) Tier nimmt nicht nur profitable, auch weniger profitable, abhängig von Suchzeit für profitable Nahrung
• Was versteht man unter genetischer, taxonomischer, fundamentaler und Ökosystem-Diversität? genetischer Diversität: genetische Vielfalt aller Gne innerhalb einer Art, sowie gesamte genetische Vielfalt einer Biozönose/Ökosystem taxonomische Diversität: Anzahl der verschiedenen Taxa, besonders Arten in einem betrachteten Bezugsraum fundamentale Diversität: die Vielfalt realisierter ökologischer Funktionen und Prozesse im Ökosystem Ökosystemdiversität: Vielfalt an Lebensräumen und Ökosystemen
• Nenne drei Diversitätsindices. Diversitätsindices: Beschreiben neben der Artenzahl die "Verschiedenheit" der Eigenschaften von Lebensgemeinschaften/ökologischen Systemen: 1) Shannon Index: Berücksichtigt sowohl Häufigkeitsverteilung (Abundanz), als auch den Artenreichtum (Artenzahl) H= ∑ pi x ln pi   mit pi = ni/N mit N= Individuen ein S verschiedenen Spezies, von denen ni zu einer Spezies gehören 2) Eveness: Quotient aus Shannon-Index und maximalern Shannon-Index -> Maß für Verteilung der Individuen in einer Population 3) Simpson-Index: drückt Wahrscheinlichtkeit aus, dass zwei aus allen Individuen einer Aufnahme zufällig ausgewählten Individuen nicht der gleichen Art angehören  D= 1- ∑ [ni(ni-1)/n(n-1)] mit ni=Zahl Individuum einer Art, n=Gesamtzahl Indivuen

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