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Ökosystem

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Biologie

In der Ökologie spielen die sogenannten Ökosysteme eine wichtige Rolle. In den folgenden Absätzen erklären wir dir, was ein Ökosystem ist, woraus es sich zusammensetzt und welche verschiedenen Arten von Ökosystemen es gibt. 


Das Thema Ökosysteme gehört zum Fach Biologie und erweitert zur Ökologie.



Was sind Ökosysteme?


Ein Ökosystem setzt sich aus Organismen und ihrem abiotischen Umfeld sowie der Wechselwirkung zwischen den Organismen zusammen. Da sowohl die biotischen Umweltfaktoren als auch die abiotischen Umweltfaktoren je nach Region, Landschaft und Einwohner variieren, gibt es eine Reihe von verschiedenen Ökosystemen.


In einem Ökosystem nennt man den Lebensraum der Organismen das Biotop, und das Beziehungsgefüge der Lebewesen miteinander Biozönose.



Merkmale von Ökosystemen


Ökosysteme werden durch eine Reihe von Merkmalen charakterisiert. In den folgenden Absätzen erläutern wir dir die verschiedenen Merkmale.


Ökosysteme - Räumliche und Zeitliche Struktur


In jedem Ökosystem ergibt sich eine bestimmte räumliche Struktur, die durch die biotischen und abiotischen Faktoren beeinflusst werden. Je nach Ausrichtung der Faktoren oder der Lebensgemeinschaften wird das Ökosystem, räumlich gesehen, entweder horizontal oder vertikal gegliedert. 


Im Falle des Regenwaldes besitzt das Ökosystem zum Beispiel eine vertikale Struktur. Das Licht nimmt von höheren zu niedrigeren Etagen beständig ab, sodass in den verschiedenen Etagen 

unterschiedliche Pflanzen und Tiere leben, die an die jeweilige Sonnen- und Regenintensität angepasst sind.



Ökosysteme haben aber auch immer eine zeitliche Struktur. Ein gutes und leicht zu erkennendes Beispiel dafür sind die Laubwälder Mitteleuropas. Die schwankenden Temperaturen, Lichtverhältnisse und Regenfälle das Jahr über geben den Ökosystemen zeitliche Vorgaben. Der herbstliche Laubfall, ausgelöst durch sinkende Temperaturen, ist ein gut sichtbares Beispiel wie Ökosysteme eine zeitliche Struktur besitzen. 


Ökosysteme - Stoffkreisläufe


In einem Ökosystem sind durchgängig bestimmte Stoffkreisläufe aktiv. Anorganische und organische Stoffe werden durchgehend ineinander umgewandelt. Das geschieht üblicherweise mit Hilfe von Lichtenergie oder chemischer Energie, wobei biochemische und geochemische Prozesse ineinandergreifen. Deswegen heißen diese Kreisläufe auch biogeochemische Kreisläufe. Diese sind also das Ergebnis von vier ineinandergreifenden Teilen des Ökosystems: Die Erde, das Wasser, das Sonnenlicht und die Ernährungsstufen (Trophiestufen).


Bei den Trophiestufen wird in drei verschiedene Stufen unterschieden: Die Primärproduzenten, die Konsumenten und die Destruenten. Diese erfüllen alle eine bestimmte Funktion, weshalb sie oft auch funktionelle Elemente eines Ökosystems genannt werden.


Die Primärproduzenten sind Organismen wie Pflanzen, die anorganische Grundstoffe in organische Stoffe umwandeln. 


Konsumenten verwenden diese energiereichen organischen Stoffe als Energiequelle und um sich zu entwickeln. Hiermit sind also Tiere gemeint, die die Pflanzen essen oder ihren Sauerstoff verwenden.


Die Destruenten wiederum nehmen die toten organischen Stoffe von Kot oder Leichen auf und können diese durch interne Prozesse in anorganische Stoffe umwandeln. Diese werden dann wieder von den Primärproduzenten aufgenommen. So entsteht ein Stoffstrom- und Kreislauf in einem Ökosystem.





Ökosysteme - Beispiele


Es gibt sehr viele verschiedene Arten von Ökosystemen. In den folgenden Absätzen zeigen wir dir ein paar der häufigsten, und was sie von den anderen unterscheidet.


Ökosysteme - Wald


Aktuell sind circa 30% der Landoberfläche des Planeten mit dem Ökosystem Wald bedeckt. Diese Zahl geht aber leider in den letzten Jahren durch erhöhte Rodung immer weiter zurück. Mit dem Verlust der Waldflächen kommen auch starke Veränderungen im Klima und Wasserhaushalt in diesen Regionen. 


Wälder können nicht in allen Regionen der Erde wachsen. Sie sind abhängig von verschiedenen abiotischen Faktoren wie Niederschlagsmenge und Bodenfeuchtigkeit, sowie wenige Temperaturschwankungen und eine hohe Luftfeuchtigkeit. Aus diesem Grund haben sich verschiedene Arten von Wäldern gebildet, die an ihre Klimazone angepasst sind.


Ökosysteme - Tropischer Regenwald


In äquatorialen, tropischen Gebieten haben sich die tropischen Regenwälder gebildet. Die ganzjährig hohen Temperaturen, große Niederschlagsmenge und hohe Luftfeuchtigkeit sind die perfekten Voraussetzungen für das wachsen von großen Bäumen, die auch eine hohe Produktionsleistung haben. Diese Wälder sind immer grün.


Ökosysteme - Hartlaubwälder


Im Mittelmeergebiet sowie in Chile, Südaustralien und Kalifornien haben sich die sogenannten Hartlaubwälder entwickelt. Durch die trockenen, warmen Sommer und die nährstoffarmen Böden haben sich hier Pflanzenarten mit Verdunstungsschutzeinrichtungen und ausgeprägtem Wasserhaushalt entwickelt, welche eine mittlere Produktionsleistung haben. Diese Wälder sind auch immer grün.


Ökosysteme - Laubmischwälder


Die Wälder, die in weiten Teilen von Europa zu finden sind, sind Sommergrüne Laubmischwälder. Wie der Name schon sagt sind diese im Frühling und Sommer grün und haben eine mittlere Produktionsleistung, während im Herbst und Winter die Blätter wegen der kalten Böden und niedrigeren Temperaturen abgeworfen werden.


Ökosysteme - Boreale Nadelwälder


Boreale Nadelwälder sind Ökosysteme, die man weit im Norden findet. Hier gibt es lange, kalte Winter mit Vegetationsphasen von 6 Monaten. Jedoch sind die Wälder trotzdem immer grün, da sich hier Nadelbäume durchgesetzt haben, welche wenig Wasser brauchen aber dafür auch eine geringe Produktionsleistung haben.


Ökosysteme - See


Das nächste Ökosystem, welches wir euch näher erläutern, sind die Seen. Seen werden definiert als große stehende Gewässer,  die auf dem Festland verteilt sind und keine direkte Verbindung zum Meer besitzen.


Üblicherweise sind Seen mit Süßwasser gefüllt, jedoch gibt es dabei auch Ausnahmen. Seen, bei denen die Verdunstung des Wassers die neue Wasserzufuhr übersteigt und die keine Abflüsse haben, entwickeln sich zu Salzseen.


Ökosysteme - Gliederung der Seen


Seen haben eine ausgeprägte räumliche Gliederung, die unterschiedliche Lebensräume ermöglichen. Bei Seen unterscheidet man zwischen der Freiwasserzone, auch Pelagial genannt, und der Bodenzone, auch Benthal genannt. Die Bodenzone ist nochmal untergliedert in die Tiefenzone, das Profundal, und die Uferzone, das Litoral. 


Die für den Stoffhaushalt der Seen am relevantesten Zone ist das Pelagial, da hauptsächlich hier die Planktonorganismen leben. Das Plankton, konkret in der Form von Algen und Cyanobakterien, leistet nämlich den Großteil der Primärproduktion in einem See und ist deshalb auch der wichtigste Ausgangspunkt für die meisten Nahrungsbeziehungen in Seen.




Ökosysteme - Das Wichtigste auf einen Blick


  • Ein Ökosystem setzt sich aus Organismen und den abiotischen Faktoren, die diese beeinflussen, zusammen. Aber auch aus der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Organismen. Ein Ökosystem ist also ein Zusammenspiel von biotischen und abiotischen Faktoren, die am Ende in einem Gleichgewicht stehen, wodurch die Organismen des Ökosystems profitieren.


  • Es gibt eine Reihe von Merkmalen woran man Ökosysteme erkennen kann. Ökosysteme haben zum Beispiel meistens eine räumliche Struktur und Gliederung, in denen sich die Organismen des Ökosystems je nach Bedürfnissen verteilen. Meistens haben die Ökosysteme aber auch eine zeitliche Struktur an die sie sich anpassen (Siehe Laubwälder in Europa im Herbst). 


  • Ein anderes wichtiges Merkmal sind die Stoffkreisläufe, die die Energie und Nährstoffe durch das Ökosystem transportieren.


  • Aber es gibt auch verschiedenen Arten von Ökosystemen, die alle unterschiedliche Eigenschaften besitzen, und somit auch unterschiedliche Stoffkreisläufe. In einem See sind zum Beispiel Plankton eine der wichtigsten Bestandteile des Zyklus. 


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