3 - Konkurrenz an der LMU München

Karteikarten und Zusammenfassungen für 3 - Konkurrenz an der LMU München

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Beispielhafte Karteikarten für 3 - Konkurrenz an der LMU München auf StudySmarter:

Zentrale Fragestellungen der Konkurrenzforschung

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Allelopathische Wirkung einer invasiven Art auf native Arten

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Allelopathie

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Das C-S-R-Modell trifft Annahmen über die Sukzessionsabfolge

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Kritik am Resource ratio-Modell

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Resource ratio-Modell von Tilman

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Konkurrenzausschlussprinzip

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Berechnung der Stärke der Konkurrenz - Definition


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Berechnung der Intensität der Konkurrenz

Ausgangsgröße der Berechnungen:

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Untersuchungen zur Konkurrenz im Freiland: Wurzelkonkurrenz Buche – Eiche

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Hohenheimer
Grundwasserversuch:
Ergebnisse

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Geltungsbereich der Selbstausdünnungs-Regel

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3 - Konkurrenz

Zentrale Fragestellungen der Konkurrenzforschung

• In welchen Ökosystemen ist Konkurrenz von Bedeutung?
 Ökosystemvergleich;

• Welche Bedeutung hat Konkurrenz für die Bestandesstruktur?
 Vergleich mit abiotischem Stress, Mutualismus, Störungen;

• Welche Umweltfaktoren beeinflussen die Konkurrenz-Intensität?
 Ressourcengradienten, Gradienten der Herbivorie;

• Welche Unterschiede bestehen in der Konkurrenzstärke der Pflanzen?
 Artenvergleich;

• Welche Eigenschaften bestimmen die Konkurrenzstärke?
 Physiologie der Ressourcennutzung.

3 - Konkurrenz

Allelopathische Wirkung einer invasiven Art auf native Arten

  • Allelopathische Wirkung einer invasiven Art auf native Arten Gefleckte Flockenblume (Centaurea stoebe; Europa, Kleinasien) auf Millionen ha in USA, Kanada (Ende 19. Jhd. mit Sämereien eingeschleppt); 
  • gibt Catechin (ein Phenolderivat) an Boden ab, das Keimung und Wachstum einheimischer Gräser (aber nicht von Centaurea) behindert (Absterben von Wurzelzellen), wird vom Vieh nicht gefressen;
  • nur geringer Effekt auf Pflanzen im Herkunftsgebiet.

3 - Konkurrenz

Allelopathie

Ausscheidung chemischer Stoffe, die auf andere Lebewesen toxisch wirken.
Beispiel: Produktion von Juglon durch Walnussbaum (Juglans).

Problem der Interpretation:
toxische Stoffe haben oft auch andere Funktion (z.B. Juglon zur Abwehr von Herbivoren und Pathogenen); im Ursprungsgebiet von Juglans (östl. Mittelmeer bis Mittelasien) ist Bodenflora angepasst und Juglonunempfindlich.

3 - Konkurrenz

Das C-S-R-Modell trifft Annahmen über die Sukzessionsabfolge

Produktive Standorte: R –> C –> C-S (z.B. Kalkbuchenwald)
Wenig produktive Standorte: R –> RS –> S
Je produktiver der Standort, desto höher der C-Anteil in mittleren Sukzessionsphasen.
Konkurrenzintensität steigt mit zunehmender Standortproduktivität (# Tilman!).

Kritik am C-S-R-Modell:
• Zuordnung zu Strategietypen nicht immer eindeutig möglich;
• Stresstoleranz und Konkurrenzfähigkeit sind möglicherweise schwer trennbar;
• Akklimatisationsfähigkeit ungenügend berücksichtigt.

3 - Konkurrenz

Kritik am Resource ratio-Modell

  • Erstellung einer Rangfolge von Pflanzenarten nach ihrer Konkurrenzstärke um Stickstoff und Licht ist problematisch;
  • die Hypothese, dass Pflanzenarten früher Sukzessionsstadien starke Konkurrenten
    um Stickstoff sind, ist ungenügend belegt (oft ist eher das Gegenteil wahr)
  • Tilman vermengt zwei unterschiedliche Eigenschaften die Fähigkeit von Pflanzen, eine Ressource stark zu reduzieren, und ihre Fähigkeit, auf niedrigem Ressourcenniveau zu überleben;
  • Es gibt keine Belege dafür, dass Mineralstoff- und Lichtknappheit im Verlauf der Evolution unterschiedliche Lebensweisen von Pflanzen hervorbringen. Es gibt aber zahlreiche Belege dafür, dass Mineralstoff- und Lichtknappheit gleiche Lebensweisen hervorbringen, die charakteristisch für späte Sukzessionsstadien von Pflanzen sind (Merkmale von K-Strategen).

3 - Konkurrenz

Resource ratio-Modell von Tilman

Formuliert anhand der Experimente 1 und 2:

  • In der Konkurrenz ist eine (Pflanzen-)Art immer nur bei einer Ressource erfolgreich (und unterliegt in der Konkurrenz um eine andere Ressource);

  • wichtigste Ressourcen für Pflanzen in terrestrischen Habitaten: entweder im Boden (hier: meist Stickstoff) oder oberirdisch (Licht);

  • frühsukzessionale (in der Besiedlung eines Wuchsorts früh auftretende) Pflanzenarten konkurrieren um Mineralstoffe (Stickstoff), die sich bisher kaum anreichern konnten;
    spätsukzessionale Arten konkurrieren um Licht, da Wuchsort nun schon relativ
    stark von Pflanzen besiedelt ist, Mineralstoffe aber bereits angereichert sind;

  • → inverses Verhältnis der Ressourcengrößen:
    bei niedrigem N-Angebot oft günstige Lichtverhältnisse und umgekehrt; zwischen den Extremen: Gradienten mit unterschiedlichen Sukzessionsstadien
    (viel Licht, wenig N –> wenig Licht, viel N):
    Je heterogener ein Raum ist, desto artenreicher kann er sein.

3 - Konkurrenz

Konkurrenzausschlussprinzip

Arten mit identischen ökologischen Ansprüchen sind im selben Lebensraum nicht auf Dauer nebeneinander existenzfähig (Gause 1934).

  •  Sympatrische Arten müssen ökologisch differenziert sein

(sympatrische Arten: nahe verwandte [Unter-]Arten im selben geographischen Gebiet).

3 - Konkurrenz

Berechnung der Stärke der Konkurrenz - Definition


Analyse der Durchsetzungskraft eines Individuums gegenüber seinen Konkurrenten

3 - Konkurrenz

Berechnung der Intensität der Konkurrenz

Ausgangsgröße der Berechnungen:

Relative Wachstumsrate (relative growth rate; RGR)
RGR = (lnW2 – lnW1) / (t2 – t1) ;
wobei W = Biomasse zum Zeitpunkt t1 bzw. t2.

3 - Konkurrenz

Untersuchungen zur Konkurrenz im Freiland: Wurzelkonkurrenz Buche – Eiche

Biomasse der Feinwurzeln von Rotbuche und Traubeneiche  in organischer Auflage und Ah-Horizont bei unterschiedlicher Entfernung von Buchen- und Eichenstämmen

  • Buche hat eine größere Wurzelmasse, sowohl in der Nähe einer Eiche, als auch in der Nähe einer Buche
  • Ohne Anwesenheit von Konkurrenz zeigen beide Arten das gleiche Wurzelwachstum
  • Mit Konkurrenz wachsen Buchen besser als Eichen

gilt sowohl für Versuchsdauer von 6, als auch von 15 Monaten

Bei Konkurrenz hat die Rotbuche eine größere Wurzelmasse

3 - Konkurrenz

Hohenheimer
Grundwasserversuch:
Ergebnisse

Reinkultur: bei allen Arten: stärkstes Wachstum bei mittlerer bis erhöhter Bodenfeuchte;
Mischkultur: Optimumbereich verschoben
(Bromus: in trockenen Bereich;
Alopecurus: in feuchten Bereich);
Physiologisches ≠ ökologisches Optimum!
Einschränkung der Übertragbarkeit:
• mangelnde Replikation,
• nicht Bodenfeuchte, sondern Grundwasserentfernung variiert!

Während in Rein-(Mono-)kultur alle Arten ihren maximalen Ertrag im Bereich geringer Grundwasserentfernung erbringen, verschieben sich die Bereiche maximalen Ertrags unter Bedingungen der Konkurrenz mit anderen Arten (Mischkultur) in Bereiche, die dem Vorkommen der Arten im Freiland entsprechen:
Ellenberg konnte damit zeigen, dass das ökologische Optimum (Hauptverbreitung der Arten im Freiland) stark durch zwischenartliche (interspezifische) Konkurrenz bestimmt wird und vom physiologischen Optimum (Bedingungen, unter denen die Art ohne Konkurrenz optimal gedeiht) deutlich abweichen kann.

3 - Konkurrenz

Geltungsbereich der Selbstausdünnungs-Regel

  • Im engeren Sinne nur für gleichaltrige Monokulturen;
  • zu Grunde liegende Gesetzmäßigkeiten (Biomasse proportional zu Kronenvolumen pro Kronenfläche):
    prinzipiell auch für ungleichaltrige Mischbestände gültig;
  • In ungleichaltrigen Mischbeständen: Ausdünnungskurve steiler
    Grund: komplementäre Ausnutzung von Nischen
    –> artenreiche Bestände können höhere Produktivität haben als Monokulturen (overyielding).

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