Ökologie (Fach) / Terrestrische Biome (Lektion)

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• Unbestimmte Ökosysteme Beinhaltet Grasland, Savannen, Buschland in niedrigen bis mittleren Breiten ( > 33% der globalen Biome )
• Unbestimmte Ökosysteme Beinhaltet Grasland, Savannen, Buschland in niedrigen bis mittleren Breiten ( > 33% der globalen Biome )
• Tropischer Regenwald NPP = 17,8 Tropisch-feuchtes Klima Hohe Diversität der Tierarten in den tropischen Regenwäldern Globaler Höhepunkt der Entwicklung biologischer Diversität  Alle anderen Biome leiden unter einer relativen Ressourcenknappheit oder stärker einschränkenden Umweltbedingungen. sehr hoher Artenreichtum  Lebensgemeinschaften höchstens in Ausnahmefällen von einer oder wenigen Arten dominiert produktivster Biom der Erde Die meisten Tier- und Pflanzenarten des tropischen Regenwalds sind das ganze Jahr über aktiv  
• hauptsächliches Gebiet des Regenwaldlebens und hauptsächliche Pflanzenformen Produktion wird zum überwiegenden Teil in der dichten Kronenschicht aus immergrünem Blattwerk geleistet. -auch Blühen, Fruchten, Prädation und Herbivorie größtenteils Pflanzenformen, die nur mit Hilfestellung in den Kronenraum gelangen:  klettern in die Baumkronen (Kletterpflanzen und Lianen)   Epiphyten auf den feuchten oberen Ästen.  von den knappen Ressourcen mineralischer Nährstoffe abhängig, aus humusgefüllten Spalten und Höhlen in den Ästen
• Ursachen des hohe Artenreichtums des Regenwaldes vergleichsweise hohen Stabilität der Patches von Regenwäldern während der Eiszeiten   Diversität der Baumarten des Regenwalds sorgt für eine entsprechende Diversität von Ressourcen für Herbivoren.   Diversität der Blüten wie zum Beispiel von epiphytischen Orchideen
• Boden tropischer Regenwälder im Boden herrscht eine intensive biologische Aktivität.   Schnelle Freisetzung mineralischer Nährstoffe aus der Streu   Daher werden im Regenwald fast alle mineralischen Nährstoffe in den Pflanzen selbst zurückgehalten Rodung tropischer Wälder zu landwirtschaftlichen Zwecken oder zur Holznutzung Tropischer Regenwald   vollständige Regeneration des Bodens und des Nährstoffhaushalts in neuen Wäldern kann Jahrhunderte dauern
• Vegetation der Savanne NPP = 16,8 Vegetation charakteristischerweise aus Grasland  & zerstreut vorkommende kleine Bäume   weite Gebiete sind baumfrei Die Entwicklung von Wäldern wird verhindert durch:   -Herden weidender & wanderder Herbivoren   -Feuer   -ungünstigen Umweltbedingungen (Staunässe, starker Trockenheit oder Mineralstoffmangel)
• NPP = 16,8 Vegetation charakteristischerweise aus Grasland & zerstreut vorkommende kleine Bäume weite Gebiete sind baumfrei Die Entwicklung von Wäldern wird verhindert durch: -Herden weidender & wanderder Herbivoren -Feuer -ungünstigen Umweltbedingungen (Staunässe, starker Trockenheit oder Mineralstoffmangel) Die Saisonalität der Regenfälle:   stärkste Einschränkung für die Diversität von Pflanzen und Tieren  Während eines Teils des Jahres ist das Pflanzenwachstum durch Trockenheit eingeschränkt jahreszeitlich bedingtes Überangebot an Nahrung wechselt mit Nahrungsknappheit   -größere Weidegänger leiden in trockeneren Jahren unter extremem Nahrungsmangel und hoher Mortalität.
• Arten von Savannen Tropische Savanne  -am Ende der Regenzeit mit hohem Grasbewuchs im Massai-Mara Nationalpark (Kenia) Baum-, Dorn- und Grassavannen im südlichen Afrika -Vorkommen aufgrund von Jahresniederschlag und Bodenart
• Entstehung des Klimas der Wüsten NPP = 0,5 Arider Wasserhaushalt ( mehr Verdunstung als Niederschlag ) Keine oder kaum Vegetation Trockenes Passatklima Grund für geringen Niederschläge:  - trockene Passatwinde - Passatinversion absinkende Luft bildet eine Inversion ( Passatinversion ( Passatinversion, markante Inversion (Sperrschicht) an der Obergrenze der Passatwinde. Diese kommt durch Absinkbewegungen in den subtropischen Hochdruckgürteln zustande. Sie liegt in den inneren Tropen bei etwa 2000m Höhe und sinkt im Bereich der subtropischen Hochdruckgürtel bis auf 500m ab. ) ) - Bildung genügend hoher Wolken wird verhindert  - durch die eingeschränkte Wolkenbildung können auch keine Niederschläge fallen.
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• Leben in der Wüste In ihrer extremen Ausprägung sind die heißen Wüsten für jede Form von Vegetation zu trocken ebenso kahl wie die Kältewüsten der Antarktis.   Wo und wann es in trockenen Wüsten genügend Niederschlag gibt, um Pflanzenwachstum zu ermöglichen, ist nie genau vorhersehbar Opportunistische Lebensweise Pflanzen werden durch die unvorhersehbaren Regenfälle zum Keimen gebracht  physiologische / „innere“ Uhren sind in diesem Lebensraum nutzlos  Schnelles Wachstum   Vollendung des Lebenszyklus mit der Anlage neuer Samen nach nur wenigen Wochen.   -Bringen gelegentlich eine Wüste zum Blühen
• Lebenszyklen von Wüstenpflanzen Langlebigkeit mit langsamen physiologischen Prozessen Kakteen und andere Sukkulenten sowie kleine strauchförmige Arten  mit kleinen, dicken und oft behaarten Blättern  können ihre Stomata schließen  Ertragen lange Perioden physiologischer Inaktivität (CAM = crassulacean acid metabolism, Crassulaceen-Säuremetabolismus). - CAM-Pflanzen öffnen Stomata bei Nacht, absorbieren Kohlendioxid und binden es in Form von Äpfelsäure (Malat).   - Tagsüber bleiben Spaltöffnungen geschlossen, das Kohlendioxid wird intern für die Photosynthese freigesetzt.   - Nachts sind die Temperaturen niedriger und Luftfeuchtigkeit höher, d.h. weniger Wasser geht über die Blätter verloren. In trockenen Wüsten sind nächtliche Temperaturen unter dem Gefrierpunkt häufig  Frosttoleranz fast ebenso wichtig wie Toleranz von Trockenheit 
• Diversität von Tieren in der Wüste geringe Produktivität der Vegetation Unverdaulichkeit vieler Pflanzen   - relative Armut tierischen Lebens in trockenen Wüsten   Samen stehen relativ zuverlässig über das gesamte Jahr zur Verfügung   - Nahrung von Ameisen und kleinen Nagetieren   Vogelarten müssen um Wasser zu finden   - weitgehend nomadische Lebensweise   Carnivoren der Wüste können mit dem Wasser überleben, das in ihrer Nahrung enthalten ist.
• Grasländer der gemäßigten Breiten NPP = ~ 2,4 Prärie, Steppen, Puszta, Pampa, Baragan, Grassveld . . . durch moderate Niederschläge und nährstoffreiche Böden geprägte Prärie Nordamerikas   die Pampa Südamerikas mit hochwüchsigen Gräsern   durch niedrigwüchsige Gräser gekennzeichnete Steppe Eurasiens, typisch für stärker semiaride ( ein trockenes Klima mit Jahresniederschlägen zwischen 25 cm und 50 cm, in dem spärlicher Pflanzenwuchs möglich ist. In einem semiariden Gebiet wechseln sich aride und humide Verhältnisse ab. In mehr als sechs Monaten herrschen allerdings aride Verhältnisse vor. ) Bedingungen
• Verwendung von Graßland Große Teile dieses natürlichen Graslands wurden in Kultur genommen   - durch ackerbaulich genutztes, annuelles „Grasland“ aus Weizen, Hafer, Gerste, Roggen und Mais ersetzt.   Annuellen Gräser der gemäßigten Breiten stellen die Hauptnahrung für die menschlichen Populationen weltweit   - zusammen mit Reis in den Tropen   Starke Zunahme der Weltbevölkerung nur durch die Domestikation von Gräsern für die menschliche Ernährung und als Futter für Haustiere möglich  Von allen Biomen dasjenige, das von Menschen am stärksten begehrt, genutzt und verändert wurde
• Klima der Mediterranen Hartlaubzone Klima durch große jahreszeitliche Unterschiede gekennzeichnet.   - lange Winter mit viel Regen ( Lage in der Westwindzone, ca. 65 Prozent des Jahresniederschlags )   - Trockene Sommer ( Lage in der trockenen Passatzone ) mit mindestens einem völlig trockenen Monat   - In diesen Phasen besteht häufig die Gefahr von Bränden  
• Vegetation der Mediterrane Hartlaubzone Immergrüne Sträucher und Hartlaubgewächse herrschen vor   - haben sich an das charakteristische Klima mit sommerlicher Trockenheit und kühleren und feuchten Wintern angepasst.   - Hohe Artenvielfalt und hohe Endemitenzahl ( Endemiten sind Organismen ( Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien u. a. ), welche nur ein sehr kleines Verbreitungsgebiet aufweisen und nirgendwo anders vorkommen als in diesem meist kleinräumig ausgebildeten Areal. )
• Hartlaubgewächse Wasserverlust während des heißen, trockenen Sommers wird vermindert durch:   kleine sklerophyllreiche Blätter  eine verdickte Cuticula,  Drüsenhaare und Rollblätter mit tiefliegenden Spaltöffnungen  Speicherorgane und ausgeprägte Wurzelsysteme   Viele Arten sind auch reich an ätherischen Ölen  Rosmarin (Rosmarinus officinalis)  Thymian (Thymus)  Lavendel (Lavandula)  Wacholderarten (Juniperus) und Zistrosen (Cistus)
• Südaustralien: mediterrane Hartlaubzone Winter feucht & mild  Frühsommer heiß & trocken  Sommer: Waldbrände  Schwarze Jahreszeit: Spätsommer
• Klima der Laubwälder der gemäßigten Zone Milde Winter, kaum Frost und Trockenheit Südliche Verbreitungsgrenze (z.B. Florida, Neuseeland)  Milde Winter, kaum Frost und Trockenheit   Nördliche Verbreitungsgrenze (z.B. Maine (USA)  Jahreszeiten stark ausgeprägt, kurze Wintertage sind kurz, Frost bis zu sechs Monate
• Vegetation der Laubwälder der gemäßigten Zone hauptsächlich immergrüne Laubbäume meist herrschen laubabwerfende Bäume vor   Waldboden mit artenreicher Flora aus mehrjährigen Kräutern Mitteleuropäischer Buchenwald (Fagetum) - Rotbuche ( Fagus sylvatica ) ist eine auf Europa beschränkte Baumart Frühlingsgeophyten  -Entgehen der sommerlichen Lichtarmut auf dem Boden vieler europäischer Laubwälder
• Räumliche und zeitliche Heterogenität der Laubwälder der gemäßigten Zone Wälder sind heterogen - alte Bäume sterben, schaffen offene Räume für die Ansiedlung anderer Arten.   -Stürme, Orkan oder Feuer  Kronenschicht oft Mischung aus langlebigen Arten und Besiedlern von Lücken - z.B. Roteichen (Quercus rubra) im mittleren Westen der Vereinigten Staaten und Zuckerahorn (Acer saccharum)
• Mosaik-Zyklus-Konzept Jahreszeitliche Muster der Frucht- oder Samenproduktion   - Wälder der gemäßigten Breiten stellen Tieren nur zu bestimmten Jahreszeiten Nahrungsressourcen zur Verfügung
• Böden der Laubwälder der gemäßigten Zone reich an organischem Material - kontinuierlich zugeführt  von Regenwürmern und anderen Detritivoren (Organismen, die von toter organischer Substanz leben) abgebaut und verarbeitet   Wo Staunässe und niedriger pH-Wert den Abbau organischer Stoffe behindern   - Rohhumus wird akkumuliert   - teilweise in Form von Torf 
• Heutige Nutzung der Laubwälder der gemäßigten Zone Große Laubwaldflächen in Europa und den Vereinigten Staaten wurden für die Landwirtschaft gerodet.   - nur noch kleine Reste dieser ursprünglichen Vegetation  Reste werden stark forstlich genutzt - auch hier nur noch Teil der ursprünglichen Fauna vorhanden
• Klima des Borealen Nadelwaldes ( =Taiga )Die Vegetationszonen der Tundra und borealen Nadelwälder  waren während der letzten Eiszeit von einer Eisdecke überzogen   - diese begann sich erst vor 20 000 Jahren zurückzuziehen Vegetation hat mit der Klimaänderung nicht Schritt gehalten - Wälder breiten sich immer noch nach Norden aus.
• Leben des Borealen Nadelwaldes ( =Taiga ) z.B. :  - Fichtenwald in den Karpaten.  - Subalpiner Nadelwald in den Rocky - Gebirgsnadelwald in den Rocky Mountains Hoher Anteil an Moor und Sumpfflächen  Moose & Flechten  arten- und individuenreich  sehr geringe Diversität der borealen Flora und Fauna   - teilweise auf nur langsame Erholung von den Katastrophen der Eiszeit zurückzuführen Massenvermehrung von Schädlingen  - geringe Diversität der borealen Nadelwälder bietet ideale Voraussetzungen
• Permafrost dauerhaft gefrorener Boden, der zwei oder mehr Jahre lang gefroren bleibt beherrschende Einschränkung des Lebensraums in borealen Fichtenwäldern
• Klima der Tundra Wechsel Polartag/Polarnacht   - -50 °C mit Wassermangel   - kalt & trocken ( 200-600mm )   Sommer sehr kurz und kühl   - kein Baumwachstum   Permafrostboden & spezifische Vegetation & Wärmeisolation   - Vegetation & organisches Material absorbiert Sonnenstrahlung   - schützt Permafrostboden vor Auftauen - Kälte limitiert Pflanzen-Wachstum   Gefrieren/Auftauen der obersten Bodenschicht führt zu charakteristischen Bodenoberflächenstrukturen
• Tiere der Tundra Stark ausgeprägte Populationszyklen charakteristisch für boreale Biome  Herbivoren (Lemmingen, Mäusen, Wühlmäusen, Hasen) sowie pelztragende Carnivoren (z.B. Luchs und Hermelin)   - durchlaufen Zyklen von Zuwachs und Zusammenbruch   - Räuber-Beute-Zyklen   Rentiere treten in wandernden Herden auf   - Winter: Waldzonen   - Sommer: wandern in den Norden, in die Tundren
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• Biologische Produktivität und die Diversität der Antarktis Anzahl der Arten höherer Pflanzen sinkt je weiter nördlich   Biologische Produktivität und die Diversität der Antarktis   - Konzentriert sich auf die Küsten   - fast völlig von Ressourcen aus dem Meer abhängig

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