Ökologie
Ökosysteme
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Was ist ein Ökosystem?  

Ein Ökosystem besteht aus einem Biotop, dem Lebensraum von Organismen, und einer Biozönose, der Lebensgemeinschaft aus Pflanzen und Tieren. Zu einem Ökosystem gehören also sowohl unbelebte (abiotische) als auch lebende (biotische) Bestandteile.

Ein See bildet beispielsweise ein Biotop. Die Biozönose sind zum Beispiel Krebse, Algen, Fische und Insekten. Gemeinsam bilden also das Biotop und die Biozönose das Ökosystem See.

Weitere Beispiele für Ökosysteme sind Ökosystem Wald, Ökosystem Wiese oder Ökosystem Ozean

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Ökosystem = Biotop + Biozönose

Aufgepasst: Ein Biotop und eine Biozönose können nicht getrennt voneinander existieren, da jede Gemeinschaft von Lebewesen einen Lebensraum benötigt. Gleichzeitig wird ein Gebiet erst dann zum Lebensraum, wenn sich dort Tiere, Pflanzen und Pilze ansiedeln.

Ökosystem Definition

Ein Ökosystem (Englisch: Ecosystem; griechisch: okios = Haus und systema = Verbund) setzt sich aus einer Biozönose und einem Biotop zusammen.

  • Die Biozönose ist die Lebensgemeinschaft verschiedener Tier-, Pflanzen- und Pilzarten. Alle Wechselwirkungen zwischen den Lebewesen, wie Konkurrenz um Nahrung, werden als belebte (biotische) Umweltfaktoren zusammengefasst. 
  • Das Biotop ist der unbelebte Lebensraum dieser Lebewesen. Jedes Biotop ist durch bestimmte unbelebte (abiotische) Umweltfaktoren, wie Temperatur oder Lichtverhältnisse, gekennzeichnet. 
 

Alle Ökosysteme zusammen bilden den von Lebewesen bewohnten Teil der Erde, die Biosphäre

Wechselbeziehungen in Ökosystemen

Innerhalb eines Ökosystems herrschen intensive Wechselwirkungen und Beziehungen zwischen den Lebewesen untereinander und ihrer Umwelt. 

 Hier unterscheidest du zwischen

  • den unbelebten (abiotischen) Umweltfaktoren: beinhalten die Einflüsse der unbelebten Natur; Beispiele sind die Temperatur, der Sauerstoffgehalt, die Sonneneinstrahlung oder die Luftfeuchtigkeit, die in einem Lebensraum herrschen.
  • und den belebten (biotischen) Umweltfaktoren: beschreiben die Beziehungen zwischen den Lebewesen, die dort leben. Ein Beispiel ist das Verhältnis zwischen einem Beutetier und seinem Räuber (Räuber-Beute-Beziehung ). Im Wald frisst zum Beispiel der Fuchs (Räuber) Hasen und Mäuse (Beutetiere). 

Die abiotischen Faktoren wirken sich auch auf die Lebewesen aus. Es gibt beispielsweise Tiere, die mit deutlich weniger Wasser auskommen als andere. Auch benötigen manche Pflanzen nicht ganz so viel Sonneneinstrahlung wie andere. 

Du siehst also, die einzelnen Bestandteile eines Ökosystems stehen in ständiger Wechselwirkung miteinander und sind somit voneinander abhängig.

Eigenschaften von Ökosystemen 

Du kannst alle Ökosysteme durch bestimmte Eigenschaften beschreiben:

  • Größe und äußere Grenzen
  • Offenheit
  • Komplexität
  • Dynamik

Darüber hinaus unterscheidest du Ökosysteme auch danach ob sie sich überwiegend an Land befinden oder im Gewässer.

Größe und Grenzen

Alle Ökosysteme haben unterschiedliche Größen. Dabei gibt es keine Mindestgröße oder Maximalgröße. Du kannst einzelne Ökosysteme voneinander abgrenzen, indem du dir das jeweilige Biotop (Lebensraum) und die Biozönose (Lebensgemeinschaft von Tieren, Pilzen und Pflanzen) genauer anschaust. 

Ein Biotop eines jeden Ökosystems ist gekennzeichnet durch verschiedene abiotischen (unbelebten) Umweltfaktoren. Es bildet also eine Lebensvoraussetzung für bestimmte Tiere und Pflanzen, die an die dort herrschenden Bedingungen angepasst sind. 

  • Im Ökosystem Wald leben zum Beispiel viele Bäume, Rehe und Vögel und die Lufttemperatur ist etwas kühler.
  • Im Gegensatz dazu ist das Ökosystem Wiese von verschiedenen Blumen, Gräsern und Schmetterlingen bewohnt. Dort ist etwas wärmer als im Wald.

So kannst du die Grenze zwischen den Ökosysteme ziehen. 

Offenheit

Ökosysteme sind nach außen offen. Es gibt also einen nahtlosen Übergang in andere Ökosysteme. Die Lebewesen können zwischen den Ökosystemen wechseln und interagieren. Geschlossene Ökosysteme gibt es in der Natur nicht. 

Ein Vogel kann zum Beispiel problemlos aus dem Ökosystem Wald in das angrenzende Ökosystem Wiese fliegen. So kommt es zu einem Stoffaustausch und einem Energiefluss zwischen den Ökosystemen. 

Dynamik

Ökosysteme verändern sich ständig, sie sind also dynamisch. Grund dafür sind Einflüsse von innen und außen auf das Ökosystem. Das können zum Beispiel veränderte klimatische Verhältnisse oder auch Eingriffe des Menschen, wie Waldrodung, sein. 

Ein möglicher Entwicklungsvorgang ist hier die Sukzession , also der schrittweise Wiederaufbau eines geschädigten Ökosystems. Auch durch bestimmte Anpassungsprozesse an ihren Lebensraum können Lebewesen vorhandene Ressourcen, wie Nahrung, besser nutzen. 

Komplexität 

Eine weitere Eigenschaft von Ökosystemen ist, das sie sehr komplex sind. Zwischen den Bewohnern des Ökosystems (Biozönose) und ihrer Umwelt (Biotop) herrschen unzählige, schwer durchschaubare Verbindungen. Dadurch entsteht ein komplexes Geflecht zwischen Tieren, Pflanzen sowie Pilzen und ihrer Umwelt. 

Stoffkreislauf im Ökosystem  

In jedem Ökosystem leben verschiedene Organismen zusammen, deren Überleben voneinander abhängig ist. Dabei werden im Stoffkreislauf verschiedene Stoffe, wie Kohlenstoff oder Stickstoff, von Lebewesen zu Lebewesen weitergegeben.

Demnach kannst du die Lebewesen in einem Ökosystem in folgende drei ‚Rollen‘ einteilen: 

  • Produzenten (‚Erzeuger‘): Zu ihnen zählst du alle Pflanzen und Algen, die Photosynthese betreiben. Sie stellen aus anorganischen, energiearmen Nährstoffen im Boden mithilfe von Sonnenlicht organische, energiereiche Biomasse her. Das sind zum Beispiel Blätter, Wurzeln oder Grashalme.
  • Konsumenten (‚Verbraucher‘): Sie nehmen die organischen Stoffe auf, um sie als Baustoffe oder energieliefernde Stoffe zu nutzen. Sie sind also auf die Produzenten angewiesen. Hier kannst du weiter unterscheiden zwischen: 
    • Konsumenten 1. Ordnung (Pflanzenfresser): Zu ihnen gehören zum Beispiel Mäuse, Raupen oder Rehe
    • Konsumenten zweiter (bzw. höherer) Ordnung (Fleischfresser): Das sind alle Tiere, die sich von anderen Tieren ernähren, wie Füchse oder Greifvögel.
  • Destruenten (‚Zersetzer‘): Alle entstehenden Abfälle, wie Ausscheidungen, Pflanzenreste oder Tierkadaver, werden von den Destruenten — dem letzten Glied im Stoffkreislauf — zersetzt. So entstehen aus den organischen Stoffen wieder anorganische Stoffe.

Die Pflanzen oder Algen (Produzenten) verwenden die anorganischen Stoffe dann wieder für die Herstellung von Biomasse. So schließt sich der Stoffkreislauf

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Stoffkreislauf

Du kannst den Stoffkreislauf anhand von verschiedenen Nahrungsbeziehungen veranschaulichen. 

Wenn du mehr zu den Nahrungsbeziehungen erfahren willst, schau dir unsere Beiträge zur Nahrungskette , zum Nahrungsnetz und zur Nahrungspyramide an. 

Energiefluss im Ökosystem  

Innerhalb des Stoffkreislaufes werden nicht nur Stoffe ausgetauscht, sondern auch Energie weitergegeben. Du sprichst hier vom Energiefluss. Er erfolgt immer nur in eine Richtung, und zwar von den Produzenten zu den Konsumenten. 

Die Energie muss allerdings in Form von Sonnenlicht von außen zugeführt werden. Das ist nämlich eine wichtige Voraussetzung dafür, dass die Produzenten durch Photosynthese Biomasse herstellen können. Ein Teil der Biomasse kann dann von den Konsumenten als Nahrung aufgenommen werden. 

 Allerdings geht bei jeder weiteren Ebene, also beispielsweise vom Konsument 1. Ordnung zum Konsument 2. Ordnung, viel Energie entweicht. Das liegt daran, dass sie zum Beispiel in Form von Wärme an die Umwelt abgegeben wird. 

Somit muss immer wieder Energie von außen in die Ökosysteme zugeführt werden. 

Ökosysteme Einteilung /Gliederung  

Unter einem Ökosystem verstehst du das Zusammenspiel zwischen verschiedenen Lebewesen und ihrem abgegrenzten Lebensraum. Ökosysteme kannst du einerseits danach einteilen, wie viel Einfluss der Mensch darauf hat: 

  • natürliche Ökosysteme: Hier hat der Mensch keinen Einfluss auf den Stoff- und Energieaustausch. Beispiele sind mache Moore oder Urwälder
  • naturnahe Ökosysteme:  Sie sind vom Menschen beeinflusst, allerdings in ihrem Grundzügen dem natürlichen Ökosystem sehr ähnlich. Beispiele sind küstennahe Meeresgebiete und natürliches Grasland.  
  • künstliche Ökosysteme: Sie werden vom Menschen gemacht und gesteuert. Beispiele sind eine Stadt oder ein Hafen

Andererseits kannst du Ökosysteme danach gliedern, ob sie an Land oder im Wasser vorkommen und zwar in: 

  • terrestrische Ökosysteme
  • aquatische Ökosysteme 
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Terrestrische & aquatische Ökosysteme

Terrestrische Ökosysteme

Zu den terrestrischen Ökosystemen (Terra = Erde) zählst du alle Ökosysteme, die sich an Land befinden. Beispiele für terrestrische Ökosysteme sind folgende:

  • das Ökosystem Wald
  • das Ökosystem Wiese
  • das Ökosystem Regenwald
  • das Ökosystem Hecke

Aquatische Ökosysteme

Die aquatischen Ökosysteme (Aqua = Wasser) bestehen hauptsächlich aus Wasser. Abhängig von ihrem Salzgehalt (Salinität) unterscheidest du wie folgt:

  • Limnische Ökosysteme: Süßwasser
    Beispiele: Ökosystem See , Ökosystem Fließgewässer, Ökosystem Teich
  • Marine Ökosysteme: Salzwasser
    Beispiele: Ökosystem Meer, Ökosystem Korallenriffe, Ökosystem Ozean

Biome

Wenn du mehrere Ökosysteme mit ähnlichen Umweltbedingungen zusammenfasst, dann erhältst du ein Biom. Biome sind Grundtypen von Ökosystemen, die durch eine gleichartige Biozönose und durch vergleichbare abiotische Faktoren gekennzeichnet sind.

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Biome und Ökosysteme

Beispiele für Biome sind: 

  • der tropische Regenwald
  • der boreale Nadelwald
  • die Savanne

Ökologische Nische 

In Ökosystemen befinden sich viele verschiedene ökologische Nischen . Eine ökologische Nische beschreibt die Lebensansprüche einer Tier-, Pflanzen- oder Pilzart. 

Eichhörnchen benötigen zum Beispiel andere Nahrungsquellen und andere Nester als Mäuse, obwohl sie im gleichen Ökosystem leben.

Insgesamt hat ein Ökosystem mindestens so viele ökologische Nischen wie es dort unterschiedliche Tier-, Pilz- und Pflanzenarten gibt. Das liegt daran, dass jede Nische langfristig nur von einer Art bewohnt werden kann (Konkurrenzausschlussprinzip ).

Ökologisches Gleichgewicht und Störung von Ökosystemen 

Ein Ökosystem ist im ökologischen Gleichgewicht, wenn die darin lebenden Arten über einen längeren Zeitraum sehr ähnlich sind. 

Wenn es aber geschädigt wird, dann wird es aus dem Gleichgewicht gebracht. Es kommen neue Lebewesen hinzu, andere verschwinden. 

Gründe dafür sind zum Beispiel:

  • Zyklische Schwankungen: Absterben alter Bäume 
  • Natürliche Einflüsse: Katastrophen, wie Waldbrände, oder kleinere wiederkehrende Störungen, wie Überflutung
  • Menschliche Einflüsse: Abholzung oder Beweidung 

Um das ökologische Gleichgewicht wieder herzustellen, tritt der Prozess der Sukzession  auf. Hierbei siedeln sich schrittweise die Lebewesen wieder an, die vor der Störung dort gelebt haben.

Wie die Sukzession Schritt für Schritt abläuft, erklären wir dir in unserem extra Video. Schau vorbei!

Zum Video: Sukzession
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