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Ökologie II (Fach) / Teil Gratzer (Lektion)

Diese Lektion wurde von Nik_Waters erstellt.

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• Xylem Das Xylem oder der Holzteil der höheren Pflanzen ist ein komplexes, holziges Leitgewebe, das dem Transport von Wasser und anorganischen salzen durch die Pflanze dient, aber auch eine Stützfunktion übernimmt.
• Grundvorgänge des Wasserhaushalts Transpiration Wasseraufnahme Wasserleitung
• Wasserflüsse Wasserflüsse vom Boden über die Pflanze in die Atmosphäre können als Kontinuum verstanden werden. Die Flüsse folgen einem Potentialgradienten der normalerweisezur Atmosphäre gerichtet.
• Wasserpotential Das Wasserpotential Ψ (Psi) ist die Arbeit, die Notwendig ist , um gebundenes Wasser auf das Potentialniveau reinen Wassers zu heben. Ψ, die universell anwendbare thermodynamische Größe für die Wassersättigung eines Systems, die in der Pflanzenphysiologie auf Pflanzen bzw. deren Organe, aber auch Pflanzenzellen sowie den Boden oder die Luft  bezogen werden kann. Zwischen Systemen mit untersschiedlichen Ψ erfolgt ein Wassertransport zum System mit dem niedrigsten, negativen Werten hin.
• Wa muss zugeführt werden, gebundenes Wasser verfügbar zu machen? Energie
• Boden-Pflanze-Atmosphärenkontinuum Variation von Ψ im Boden durch Bodentypen (Matrix Potential), Bodenfeuchte und gelöste Stoffe Atmosphärisches Potential variiert durch die Wassermenge in Form von Dampf und Temperatur ΨBoden (-0,01MPa)> ΨWurzel>ΨStamm(-0,5)> ΨBlätter(-1,5)> ΨAtmosphäre(-100)
• Vergleich CO_2-Gradient und H_2O Gradient und Folgen Der CO2-Gradient ist kleiner als der Wassergradient, daher gehen pro Molekül fixierten Kohlendioxid 500-2000 Wassermoleküle durch Transpiration verloren.
• Stomatäre Transpiration Proportional dem Unterschied zwischen Wasserdampfgehalt im Blatt und Atmosphäre Öffnungsverhalten der Stomata: Eiflussfaktoren: Licht, CO2 und Turgor Temperatur: Öffnungsgeschwindigkeit Wasser: Spaltenweite
• Wie gehen Pflanzen mit Wassermangel um? Trockenheitsvermeidung (arido-passiv) - Aktivität nur in geeigneten , nicht zu trockenen Zeiten Austrocknungsverzögerung (arido-aktiv) - Prozesse in der Pflanze um aktive Lebensprozessemöglichst lange aufrecht zu halten Austrocknungserträgnis (tolerant) - Fähigkeit Wasserverluste zu ertragen
• Trockenheitsvermeidung Einzug bzw. Abwurf austrocknungsempfindlicher Organe Ausbildung von Überdauerungsorganen rechtzeitige Ausbildung von dürreresistenten Samen Aktivität nur in geeigneten, nicht zu trockenen Zeiten Schnelles Ausbreiten nach Niederschlägen zB.: weichblättrige Sträucher der Wüsten, Geophyten
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• Geophyten Geophyten überdauern unter der Erde. Da dies die Mehrheit aller Kryptophyten ist, werden die Begriffe Kryptophyt und Geophyt häufig synonym gebraucht.[1] Je nach Überdauerungsorgan unterscheidet man noch Zwiebel-, Knollen- oder Rhizom-Geophyten.
• Austrocknungsverzögerung Einschränkung der Wasserabgabe Aufrechterhaltung der Wasseraufnahme Wasserspeicherung Verbesserung des Wassertransports
• Wie schränken Pflanzen ihre Wasserabgabe ein? Erhöhung der Diffusionswiderstände Wachs auf Blättern mehrschichtige Epidermen Behaarung von Blättern Kork und Borke an Stämmen Wachstropf bei Nadelbäumen eingesenkte Stomata
• Wie werden transpirierende Flächen reduziert Abwurf von Blättern Änderung der Blattstellung, -haltung (Eukalyptus hängend) Mikrophylie (kleine Blätter) kleinere Stomata in größerer Dichte Einrollen der Blätter
• Wie wird die Aufrechterhaltung der Wasseraufnahme gewährleistet? erhötes, rascheres Wurzelwachstum, v.a. in tiefe Bodenschichten (Pfahlwurzeln) Erhöhung der aufnehmenden Oberfläche
• Wo wird die Wasserspeicherung umgesetz? Eigentlich nur bei Sukkulenten Bei Bäumen: Wasserverschiebung in Rinde und Holz
• Wie wird die Austrocknungstoleranz erhöht? Aufrechterhaltung des Turgordrucks von Zellen durch Akkumulation osmotisch wirksamer Substanzen Fähigkeit des Protoplasmas zur Austrocknung bei Aufrechterhaltung der Aktivität der Zellorgane Besonders Stark ausgeprägt bei Flechten und Farnen
• Wann gab es die ersten Bäume? Im Zeitalter des Devon (400-354 Mio. J.) -> Entwicklung von Wurzeln.
• Was beeinflusst die in einer bestimmten Zeit aufgenommene Wassermenge? Wa = A * ΨWurzel – ΨBoden / ∑r   (nach Gardener) Wa = Austauschfläche Wurzel-Boden * Potenzialunterschied Wurzel-Boden / Summe Transportwiderstände
• Was sind die Vor- und Nachteile von Tracheiden und Tracheen? Tracheiden: Langgestreckte, allseits lang geschlossene Zellen; Festigung/Wasserleitung; Zellwände verdickt/verholzt; Wassertransport und Stabilität; kleinerer Volumenstrom Tracheen: Wassertransport Wurzel-Blätter; tote, verholzte Zellen; größerer Volumenstrom, da größerer Durchmesser als Tracheiden; nur für Wassertransport zuständig.  
• Was ist der trade-off zwischen Wasserleitung versus Stabilität? Hohe Stabilität -> schlechte Wasserleitung Hohe Wasserleitung -> schlechte Stabilität Hoher Tracheen-Anteil -> schlechte Stabilität Hoher Tracheiden-Anteil -> hohe Stabilität
• Was sind die Grundvorgänge des Wasserhaushalts? Transpiration – Wasserleitung - Wasseraufnahme = Kontinuum (Boden (variabel: Bodentyp) – Wurzel – Stamm – Blätter – Atmosphäre (variabel: Druck/Temperatur)); Fluss folgt einem Potenzialgradienten, der zur Atmosphäre gerichtet ist.
• Was ist das Wasserpotential Psi?   Psi = Arbeit, die nötig ist, gebundenes Wasser auf das Potentialniveau reinen Wassers zu heben. Verfügbarmachung: Energiezufuhr:  H2Ogebunden + E
• Wie groß sind typische Wasserpotentialwerte von Boden, Blätter, Stamm und Atmosphäre?    Boden: -0,01 MPa Stamm: -0,5 MPa Blätter: -1,5 MPa Atmosphäre: -100 MPa
• Wie hängen wasserhaushalt und Photosynthese zusammen?   Das vom Boden aufgenommene Wasser wird größtenteils stomatär transpiriert. Der zweitgrößte „Wasserverbraucher“ ist die Photosynthese. Bei ausreichender Befeuchtung ist die Photosyntheseleistung hoch, da viel CO2 aufgenommen wird. Die Spaltöffnungen der Blätter sind offen, da sie keine Angst vor Austrocknung haben.
• Wie kann eine Pflanze Trockenheit vermeiden?   -          Einzug/Abwurf austrocknungsempfindlicher Organe -          Ausbildung von Überdauerungsorganen -          Ausbildung dürreresistenter Samen -          Aktivität nur in nicht zu trockenen Zeiten -          Schnelles Austreiben nach Niederschlägen (Wüsten)
• Wie kann der Wasserhaushalt von Landschaften gesteuert werden?   Durch gezielten Kahlschlag: nackter Boden: hohe Versickerung, kein Wasserverlust durch Bäume, Grundwasserspiegel steigt. Jedoch Oberflächenabfluss, Säuberung, Auswaschung.
• Was ist Konkurenz Eine für beide Partner negative Interaktion (-/-). Ressourcen um die konkurriert wird, müssen begrenzt sein.
• Wie ist die optimale Pflanzenarchitektur? Nach Besiedelung von Land: flache, dorsiventrale Stämme. Höhenwachstum ist folge von Konkurrenz
• Solarkonstante Die ankommende Sonnenstrahlung wir als konstant angenommen: 1367W/m2.
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• Der Wellenlängebereich von sichtbarem Licht? ca. 400 bis 700 nm
• Welche Rolle spielt Licht für Pflanzen? Energiequelle (Photosynthese) Informationsquelle (Quantität, Qualität, Richtung, Periodizität)
• PAR Photosynthetically Active Radiation
• Bereich der PAR und Einheit 400-700 nm Einheit: μmol(Photonen)*m-2*s-1
• Begründe die Farbe und Helligkeit von Blättern? Farbe: Weil das Blatt im Bereich von ca. 550 nm Wellenlänge die meisten Strahlen reflektiert und transmitted. Dunkle Blätter z.B. Efeu - 10% reflektieren nur wenig Licht helle Blätter z.B. Birke bis zu 20%.
• Wieviel % der PAR absorbieren junge Blätter 80-95%

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