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1 Index 1. .Laubmischwald.......................................................................................6 1.1. .Definition..........................................................................................................7 1.2. .Stockwerkbau....................................................................................................7 1.3. .Trophiestufen.....................................................................................................8 1.4. .Waldstreu...........................................................................................................8 1.5. .Klima.................................................................................................................9 1.6. .Biosphärenpark Wienerwald........................................................................9-10 2. .Der Auwald...........................................................................................13 2.1.Definition..........................................................................................................14 2.2.Biotop und Biozönose......................................................................................14 2.3.Weichholzauen.................................................................................................14 2.4.Hartholzauen....................................................................................................14 2.5.Tiere..................................................................................................................15 2.6.Biber.................................................................................................................16 2.7.Donauen............................................................................................................16 2.8.Marchauen........................................................................................................17 2.9.Stoffkreislauf....................................................................................................17 2.10.Energiefluss....................................................................................................18 3. .Der Auwald...........................................................................................20 3.1.Definition..........................................................................................................20 3.2.Biotop...............................................................................................................20 3.3.Biozönose.........................................................................................................21 3.3.1.Weichholzauen.........................................................................................21 3.3.2.Hartholzauen............................................................................................21 3.4.Donaugebiet Auwald........................................................................................22 3.5.Thayaltal Auen (Marchauen)............................................................................22 3.6.Renaturierung von Fließgewässern..................................................................23 4. Tropischer Regenwald ...........................................................................26 4.1.Grundsätzliches................................................................................................27 4.2.Der Regenwald am Amazonas..........................................................................27 4.3. So entstand der tropische Regenwald..............................................................27 4.4.Regenwald und Klima......................................................................................28 4.5.Fruchtbarkeit des Regenwaldes........................................................................28 4.6.Stockwerkbau...................................................................................................29 2 4.7.Pflanzen im Regenwald....................................................................................29 4.8.Artenvielfalt im Regenwald..............................................................................30 4.9.Nährstoffkreislauf im tropischen Regenwald...................................................30 4.10.Der Wasserkreislauf...................................................................................30-31 4.10.1. Der doppelte Effekt des Wasserkreislaufs.............................................31 4.11.Tiere im Regenwald des Amazonas................................................................31 4.11.1.Giftige Tiere.......................................................................................31-32 4.11.2.Kletter- und Flugkünstler........................................................................32 4.11.3.Tarner und Täuscher................................................................................32 4.12. So wird der Regenwald zerstört...............................................................32-33 4.13.Weitere Folgen der Zerstörung.......................................................................33 5. Tropischer Regenwald............................................................................35 5.1.Vorkommen.......................................................................................................36 5.2.Merkmale tropischer Regenwälder.............................................................36-37 5.3.Flora des Regenwaldes.....................................................................................37 5.4.Stockwerke des Regenwaldes...........................................................................37 5.5.Fauna des Regenwaldes....................................................................................38 5.6.Stoffkreisläufe und Energieflüsse.....................................................................38 5.7.Der Amazonas...................................................................................................39 5.8.Der Boom der Ölpalme.....................................................................................39 6. See..........................................................................................................41 6.1.Einleitung..........................................................................................................42 6.2.Plankton.......................................................................................................42-43 6.3.Der See im Jahresverlauf..................................................................................43 6.4.Nahrungsbeziehung im See..............................................................................44 6.5. Der oligotrophe See.........................................................................................44 6.6. Der eutrophe See..............................................................................................44 6.7. Viktoriasee.......................................................................................................45 6.8. Aralsee.............................................................................................................45 6.9.Faaker See.........................................................................................................45 6.10.Typische Fische in Seen..................................................................................46 7. Fließgewässer.........................................................................................48 7.1.Einleitung..........................................................................................................49 7.2.Gliederung eines Fließgewässers......................................................................49 7.3.Biotische Umweltfaktoren................................................................................49 7.3.1.Produzenten..............................................................................................49 7.3.2.Konsumenten............................................................................................50 3 7.3.3.Reduzenten...............................................................................................50 7.4.Abiotische Faktoren..........................................................................................50 7.4.1.Strömung...................................................................................................50 7.4.2.Sauerstoffgehalt........................................................................................50 7.4.3.Wassertemperatur......................................................................................50 7.4.4.PH-Wert....................................................................................................50 7.4.5.Kohlendioxid, Kohlensäure......................................................................50 7.4.5.Energie-/Stofffluss...............................................................................50-51 7.5.Anthropogene Einflüsse auf die Selbstregulation von Ökosystemen...............51 7.5.1.Selbstreinigungskraft................................................................................51 7.5.2.Flussbegradigung......................................................................................51 7.5.3.Staudämme...............................................................................................51 7.5.4.Wasserkraftanlagen...................................................................................51 7.6.Spezialgebiete...................................................................................................52 7.6.1.Donau........................................................................................................52 7.6.2.Laabenbach (Große Tulln)........................................................................52 7.6.3.Große Flüsse weltweit..............................................................................52 7.6.4.Querbauten................................................................................................52 7.6.5.Fischaufstiegshilfen..................................................................................52 7.7.Zusammenfassung............................................................................................52 8.Meer und Tiefsee.....................................................................................54 8.1.Allgemein.........................................................................................................55 8.1.1.Meere........................................................................................................55 8.1.2.Salinität.....................................................................................................55 8.2.Meere................................................................................................................56 8.2.1.Mittelmeer.................................................................................................56 8.2.1.1.Lage..................................................................................................56 8.2.1.2.Allgemein.........................................................................................56 8.2.1.3.Industrie............................................................................................56 8.2.1.4.Eigenschaften....................................................................................56 8.2.2.Rotes Meer................................................................................................56 8.2.2.1.Lage..................................................................................................56 8.2.2.2.Allgemein.........................................................................................56 8.2.2.3.Biologie.............................................................................................56 8.2.2.4.Umweltschäden.................................................................................56 8.2.2.5.Eigenschaften....................................................................................56 8.2.3.Schwarzes Meer........................................................................................57 4 8.2.3.1.Lage..................................................................................................57 8.2.3.2.Eigenschaften....................................................................................57 8.2.3.3.Zuflüsse.............................................................................................57 8.2.4.Stoffkreisläufe und Energieflüsse.............................................................57 8.2.4.1.Plankton............................................................................................57 8.2.4.2.Black Smoker (Tiefsee)....................................................................57 8.2.5.Meeresströmungen und Fischgründe in der Tiefsee.................................58 8.2.5.1.Golfstrom..........................................................................................58 8.2.5.2.Südäquatorialstrom...........................................................................59 8.2.5.3.Fischgründe.......................................................................................59 8.3.Quellen..............................................................................................................60 9.Küstenzonen............................................................................................62 9.1.Küstentypen......................................................................................................63 9.2.Korallenriffe......................................................................................................65 9.2.1.Riffregionen der Erde...............................................................................65 9.2.2.Verteilung der Korallenriffe in Prozent....................................................65 9.3.Karte der Riffregionen.................................................................................66-67 9.4.Tropische Korallenriffe.....................................................................................67 9.5.Tiefwasserriffe..................................................................................................67 9.6.Mangrove..........................................................................................................68 9.6.1.Ökosystem Mangrove...............................................................................68 9.6.2.Beschreibung, Eigenarten und Vorkommen........................................68-69 9.6.3.Nutzen.......................................................................................................70 9.6.4.Gefährdung...............................................................................................70 9.7.Gefährdung der Küsten.....................................................................................71 10.Moor und Tundra...................................................................................73 10.1.Das Moor........................................................................................................73 10.1.1.Das Niedermoor......................................................................................74 10.1.2.Das Zwischenmoor.................................................................................74 10.1.3.Das Hochmoor........................................................................................74 10.1.4.Schema der Entwicklung von Mooren...................................................75 10.2.Lebewesen des Moors.....................................................................................76 10.2.1.Fauna.......................................................................................................76 10.2.2.Flora........................................................................................................76 10.2.3.Spezialgebiet: Schremser Hochmoor......................................................76 10.2.4.Spezialgebiet: Heidenreichsteiner Moor.................................................77 10.3.Tundra........................................................................................................77-78 5 10.3.1.Biotop.....................................................................................................78 10.3.2.Biozönose...............................................................................................78 10.3.2.1.Flora................................................................................................78 10.3.2.2.Fauna.........................................................................................78-79 10.3.3.Anpassungsstrategien der Lebewesen....................................................79 10.3.4.Problematik: Permafrostboden...............................................................79 11.Ökosystem Wüste..................................................................................82 11.1.Biotop........................................................................................................82-83 11.1.1.Begrenzende Faktoren............................................................................83 11.2.Biozönose........................................................................................................84 11.2.1.Flora........................................................................................................84 11.2.2.Fauna.......................................................................................................84 11.2.3.Die größten Wüsten................................................................................84 11.3.Antarktika.......................................................................................................85 11.3.1.Temperatur..............................................................................................85 11.3.2.Niederschlag...........................................................................................85 11.4.Sahara..............................................................................................................86 11.4.1.Temperatur..............................................................................................86 11.4.2.Niederschlag...........................................................................................86 11.5.Steppe..............................................................................................................86 11.5.1.Steppentypen...........................................................................................86 12.Lebenraum: Stadt..................................................................................89 12.1.Historische Entwicklung von Städten.............................................................90 12.2.Biotop.............................................................................................................91 12.3.Biozönose.......................................................................................................92 12.4.Stoffkreislauf und Energiefluss......................................................................93 12.5.Spezialgebiet: Wien........................................................................................94 13.Danksagung...........................................................................................95 6 Ökosystem: Laubmischwald Quelle: http://www2.klett.de/sixcms/list.php?article=Vegetationszonen%3A+Die+Zone+der+sommergr %FCnen+Laub+und+Mischw%E4lder&page=geo_infothek 7 Definition: Mischwälder können unterteilt werden in Laubmischwälder, in denen vorwiegend oder ausschließlich verschiedene Laubbaumarten vorkommen, und in Nadelmischwälder, in denen vorwiegend oder ausschließlich verschiedene Nadelbaumarten vorkommen. Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Mischwald Im Laubmischwald gibt es mehr Laubbäume als Nadelbäume. Laubmischwald wird auch sommergrüner Wald genannt. Das heißt, dass im Winter alle Blätter der Bäume herunterfallen, um vor Verdunstung zu schützen. Viele Wälder in Mitteleuropa sind Kulturwälder, das heißt, dass bestimmte Baumarten angepflanzt werden, die natürlicherweise nicht dominieren würden. In Mitteleuropa findet man die sommergrünen, winterkahlen Laubwälder. Nadelwälder sind im Hochgebirge von Nordost- & Nordeuropa verbreitet, weil sie an die Dunkelperioden angepasst und kälteresistenter sind. Die Laubbäume, die eine höhere Produktivität im Sommer aufweisen, stehen den Nadelbäumen gegenüber, die das ganze Jahr Fotosynthese betreiben. Bäume sind K-Strategen (=investieren die aufgenommenen Ressourcen in die Sicherung & die Entwicklung der eigenen Existenz) und bilden ein stabiles Ökosystem, da durch die Konkurrenzstärke und Langlebigkeit gekennzeichnet. Sie speichern Nährstoffspeicherung und lagern Substanzen gegen Fäulnis und Insektenfraß ein. Stockwerkbau des Waldes: Der Wald ist in Stockwerke (vertikal) eingeteilt • Krautschicht: Pflanzen die im Frühjahr aktiv werden und an geringe Lichtverhältnisse angepasst sind • Strauchschicht und Baumschicht: sind Jahreszeitlich gegliedert und vermindern die Konkurrenz um die knappe Ressource Licht Zersetzende Pilze schaffen die Voraussetzungen für wirbellose Tierarten auf diesem Substrat. Die Mosaikstruktur führt zu einer Artenfülle. z.B. in einem Buchenwald kommen allein etwa 7000 Tierarten vor. Diese Diversität (Artenvielfalt) wird letztendlich auch durch Naturkatastrophen beeinflusst. 8 Trophiestufen im Wald Die Pflanzen des Waldes (Produzenten) stellen mit Hilfe der Fotosynthese ihre eigenen Bau- und Energiestoffe her (Zucker, Kohlenhydrate, Stärke). Diese Produzenten sind dann die Energie- und Stofflieferanten für die Herbivoren (Pflanzenfresser), den Erstkonsumenten z.B. Insekten, Vögel, Eichhörnchen. Die Herbivoren werden von den Carnivoren (Fleischfressern), den Zweitkonsumenten z.B. Füchse gefressen. Diese werden von den Konsumenten höherer Ordnung, sie fressen Herbivoren und Carnivoren, gefressen z.B. Greifvögel, Wölfe. Jährlich fallen 4 Tonnen pflanzliches Material pro Hektar als Laubstreu auf den Waldboden. Diese Laubstreu (Waldstreu) wird innerhalb von ein bis drei Jahren zersetzt; dies hängt von der Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert und der Zusammensetzung des Streus ab. Die Zersetzer sind (Reduzenten, Destruenten) z.B. Laubschnecke, Saftkugler, Springschwänze, Pflanzenmilben, fressen den groben Laubstreu. Man findet bis zu einer Milliarde Individuen pro Quadratmeter Waldboden. Bakterien, Einzeller oder Pilze verarbeiten die tote organische Substanz dann noch weiter bis zu anorganischen Endprodukten. Der Waldstreu Bei Waldstreu wird unterschieden zwischen kaum zersetztem Rohhumus, Moder aus stärker zersetzter Streu und losen Mineralpartikeln sowie krümeligem Mull, der erst nach mehrfacher Darmpassage des Materials in Bodentieren entsteht. Die Zersetzungsdauer ist bei jedem Waldtyp unterschiedlich. Ein hoher Stickstoffanteil im Streu fördert die Porteinsynthese und damit das Wachstum und die Zersetzertätigkeit der Mikroorganismen. Nadelwaldstreu ist durch ihren Gehalt an Harzen besonders schwer zersetzbar. Baumart Zersetzungsdauer C:N Esche 1 Jahr 21:1 Ahorn 2 Jahre 52:1 Pappel 2-3 Jahre 63:1 Buche 3 Jahre 51:1 Lärche > 5 Jahre 113:1 Quelle: Natura, Seiten 68,69,72,76 9 Klima Klimatisch ist diese Vegetationszone durch eine relativ lange Vegetationszeit (mind. halbjährlich, unter ozeanischen Bedingungen bis zu gangjährlich) ohne ausgeprägte Trockenperioden und eine mäßig kalte, 3 - 4 Monate dauernde Winterzeit gekennzeichnet. Der Witterungsablauf ist hochgradig unbeständig und bestimmt durch Niederschläge und Wetterluftmassen mit den unterschiedlichsten Eigenschaften. Die jährliche Niederschlagssumme liegt bei 500 - 1.000 mm und fällt gleichmäßig über das Jahr verteilt; zum Teil auch mit Schneefällen, doch liegt keine lang anhaltende Schneedecke. Quelle:http://www2.klett.de/sixcms/list.php?article=Vegetationszonen %3A+Die+Zone+der+sommergr%FCnen+Laub-+und+Mischw%E4lder&page=geo_infothek Biosphärenpark Wienerwald Defintion: Biosphärenparke sind Gebiete, die im Rahmen des UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization; deutsch Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur) Programms "Der Mensch und die Biosphäre" (MAB) international ausgezeichnet sind. Sie sind geschützte Gebiete für wirtschaftliche und soziale Entwicklung und Erhaltung der kulturelle Werte. Der Wienerwald wurde 2005 in die UNESCO-Liste weltweit aufgenommen. Eine weitere Aufgabe ist die Unterstützung von Umweltforschung und Bildungsaktivitäten für besseres Verstehen von Wechselwirkungen zwischen Mensch und Natur. Der Wienerwald ist in mosaikartige Zonierung in Kern-, Pflege-, und Entwicklungszonen eingeteilt. • Entwicklungszone (Anteil 76%) Die Entwicklungszone ist Lebens-, Wirtschafts- und Erholungsraum der Bevölkerung. • Pflegezone (Anteil 19%) Die Pflegezone dient der Erhaltung und Pflege von Lebensräumen, die durch die menschliche Nutzung entstanden oder beeinflusst sind (z.B. Wiesen, Weiden). In dieser Zone besteht eine erstaunlich hohe Artenvielfalt durch die Nutzung durch den Menschen und seine Nutztiere. 10 • Kernzone (Anteil 5%) Die Kernzone ist jene Zone, in der sich die Natur vom Menschen möglichst unbeeinflusst entwickeln kann. Die Kernzone im Biosphärenpark Wienerwald umfasst ausschließlich Waldgebiete. An der Erhaltung des Biosphärenpark Wienerwald sind 51 niederösterreichische Gemeinden und 7 Wiener Bezirke beteiligt. Quelle: http://www.bpww.at/biosphaerenpark/biosphaerenpark-wienerwald-facts/zonierung-imbiosphaerenpark-wienerwald/ Biosphärenpark Wienerwald 11 http://www.bpww.at/ http://www.payer.de/cifor/cif02081.htm#1. 12 13 Auwald Dominik, David 14 Definition: Auwald bezeichnet eine natürliche Vegetationsform entlang der Bäche und Flüsse (siehe auch Flussaue). Auwälder sind azonale Waldgesellschaften, die von Überschwemmungen und hohen Grundwasserpegeln stark beeinflusst werden. Damit lässt sich Auwald abgrenzen von permanent nassem, sumpfigem Bruchwald. http://de.wikipedia.org/wiki/Auwald#Beschreibung_des_Biotops Biotop und Biozönose Auwälder stellen die charakteristische Begleitvegetation der Fließgewässer dar. Einst haben sie alle Flüsse mit einem breiten Gürtel begrenzt. Kennzeichnend für diesen Lebensraum sind die regelmäßigen Überflutungen und Ablagerungen von Sedimenten. Zu den Auwäldern gehören auch die stillen, seeartig verlandenden und nur bei Hochwasser durchströmten Altwässer. Die typische Vegetation stockt also im Überschwemmungsbereich, wobei sich auf den Böden, die mehrmals und längere Zeit im Jahr überflutet werden, Weichholzauen aus verschiedenen Weiden und der Schwarzerle entwickeln, auf den weniger häufig überschwemmten Böden dagegen wachsen Hartholzauen vorwiegend aus Eschen, Ulmen, Eichen und eingestreuten Traubenkirschen. Die Strauch- und Krautschicht der Auwälder ist üppig und sehr artenreich: Gemeiner Schneeball, gewöhnliche Waldrebe, Faulbaum, Heckenkirsche, Pfaffenhütchen, Hopfen, Rohrglanzgras, Waldengelwurz und Echter Baldrian sind hier zu Hause. Weichholzauen: Nahe beim Wasser in mehrmals jährlich überschwemmten Gebieten wachsen Erlen und Weiden mit ihrem weichen, biegsamen Holz, daher Weichholzaue genannt. Hartholzauen: Etwas höher über dem Wasserspiegel gedeihen grössere Baumarten mit härterem Holz: Ahorn, Esche, Stieleiche und Ulme bilden die Hartholzaue. Eine Hartholzaue ist zweimal im Jahr, zwischen 20 und 50 Tagen mit 0,5 m bis 3 m Überschwemmt. 15 Tiere Landtiere im Auwald: • Säugetiere Dachs Damhirsch Feldhase Rehwild Rotwild (Hirsch) Wildschwein (Schwarzwild) Wisent Seeadler Tiere der Luft: • Vögel Eisvogel Ente Schwan Reiher Fasan Rebhuhn, usw. • Insekten Schmetterlinge Ritterwanze Spinnen Tiere am und im Wasser: • Fische • Biber • Fischotter Otterfranken - Otterbahnen nach Oberfranken • Muscheln http://www.lichtenfels.bayern.de/de/redaktion/system/auswahl.asp? ID_thema=698&ID_inhalt=5&ID_bereich=26&zuordnung=LRA http://www.ingolstadt.de/stadtmuseum/scheuerer/donau/tiere.htm 16 Biber Der Europäische Biber war ursprünglich in Europa und weiten Teilen Asiens heimisch, ist dann aber urch Bejagung (dichtes Fell, essbares Fleisch, Bibergeil,...) in weiten Teilen Europas ausgerottet orden. In Österreich wurde der Biber in den Jahren zwischen 1967 und 1985 wieder eingebürgert. Mehr als 5 Biber wurden in den Donau-March-Auen ausgesetzt, wo sie sich gut vermehrten und wo heute noch ein Verbreitungsschwerpunkt liegt. Einige der ausgesetzten Biber waren Kanadische Biber, die an aber später wieder soweit möglich einfing. Heute geht man davon aus, dass keine Kanadischen iber mehr in diesen Bereichen leben. Weitere Tiere wurden 1972 und 1983 in Oberösterreich und Salzburg freigelassen[15] oder wanderten aus Bayern ein und bildeten eine zweite Population im Inn-Salzach-Tal. Beide Populationen sind 2003 zusammengewachsen. Insgesamt lebten im Jahre 2003 in Österreich etwa 2000 Biber, 2006 bereits zwischen 2800 und 3000 Biber. http://de.wikipedia.org/wiki/Europ%C3%A4ischer_Biber Donauauen Der Nationalpark Donau Auen liegt zwischen den europäischen Hauptstädten Wien und Bratislava und bewahrt auf mehr als 9.300 Hektar Fläche die letzte große FlussauenLandschaft Mitteleuropas. Die hier noch frei fließende Donau ist auf ca. 36 km Fließstrecke die Lebensader des Nationalparks. Ihr dynamisches Wechselspiel mit Pegelschwankungen von bis zu 7 Metern gestaltet die Flussauen-Landschaft immer wieder neu. So schafft der Donaustrom Lebensräume für eine Vielzahl an Tieren und Pflanzen. http://www.donauauen.at/?area=nationalpark&language=german 17 Marchauen Die Augebiete der Tieflandflüsse March und Thaya liegen umgeben von ausgedehnten Grünlandgebieten an den Grenzen Österreichs zur Slowakei bzw. zu Tschechien. Vor allem im Frühjahr treten regelmäßig Hochwasserereignisse auf. Das Gebiet liegt in den Bezirken Gänserndorf und Mistelbach in den Gemeinden Altlichtenwarth, Angern an der March, Bernhardsthal, Drösing, Dürnkrut, Engelhartstetten, Hausbrunn, Hohenau an der March, Jedenspeigen, Lassee, Marchegg, Rabensburg, Ringelsdorf-Niederabsdorf und Weiden an der March. http://de.wikipedia.org/wiki/Europaschutzgebiete_MarchThayaAuen Stoffkreislauf Der Boden stellt die wichtige Schaltstelle für den Stoffkreislauf in Wäldern dar. Weitgehend verborgen findet hier das Zusammenspiel von biologischen (Tiere, Pflanzen), chemischen (z. B. Nährelementvorräte, Schadstoffkonzentrationen) und physikalischen (z. B. Wasser, Luft) Faktoren statt, das sich unmittelbar auf die Bodenfruchtbarkeit auswirkt. www.waldinnot.de 18 Energiefluss Ein erheblicher Teil der Substanz in einem Ökosystem bewegt sich in Kreisläufen. Allerdings hängt dies von der Art des Ökosystems ab. So ist der Kreislaufanteil in einem Wald hoch, insbesondere für die Elemente, die nicht am Austausch mit der Erdatmosphäre teilnehmen (wie O, H, C und z.T. N). 19 20 Der Auwald Stefanie & Elora Definition Auen sind Wälder und Ufergebüsche die sich an einem Fließgewässer befinden und von dem schwankenden Wasserbestand geprägt sind. Sie sind ein Lebensraum für viele verschiedene Pflanzen- und Tierarten und gehören zu den Vitalsten Europas. Außerdem sind sie aufgrund der europäischen Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie streng geschützt. Biotop Auwälder sind vorwiegend von dem Umweltfaktor Wasser betroffen und verdanken diesem ihre Entstehung und werden vom fließenden Gewässer immer wieder neu geformt. Bei Hochwasser sorgen sie außerdem für die Reinigung des Wassers von organischen und mineralischen Stoffen. Bei Niedrigwasser strömt Grundwasser in das Gewässernetz, bei Hochwasser strömt Wasser in die umgekehrte Richtung. Durch diese Grundwasserschwankungen wird das Lückensystem des Bodens regelmäßig ausgespült. Der Boden wird gleichzeitig mit Sauerstoff angereichert, was für das Wachstum der Pflanzen ganz wichtig ist. Teilweise werden durch die Hochwässer sogar ganze Uferbänke und Inseln mitsamt ihrer Vegetation weggerissen (Erosion). An anderen Stellen lagern sich diese Mengen an Erde wieder ab. 21 Biozönose Die Wasserpflanzen des Auwalds haben sich der Fließgeschwindigkeit angepasst und verschiedenste Wuchsformen entwickelt. Neben untergetaucht lebenden, an Strömung oder Stillgewässer angepassten Formen, treten Schwimmblattpflanzen und solche Arten auf, die sowohl untergetaucht als auch aber Wasser existieren können und dabei bestimmte morphologische Veränderungen durchmachen. Bei Auen unterscheidet man zwischen zwei Grundtypen: „Hartholzaue“ und „Weichholzaue“. Die Weichholzau: Ist der Standort häufig oder lang andauernd, hoch, und meist schnell durBchströmt (100 bis 200 Tage im Jahr), bildet sich eine Weichholzaue. Pflanzen der Weichholzaue können wochen- oder monatelange (bis 190 Tage im Jahr) überflutet sein, ohne Schaden zu nehmen. Die Poren sind groß und miteinander verbunden. Auch bei Überflutungen ist damit eine Sauerstoffversorgung der Wurzeln möglich. Die Hartholzau: Durch die gegenüber der Weichholzaue geringeren Strömungsgeschwindigkeit, Überschwemmungsdauer und Wassertiefe, etablieren sich in der Hartholzaue Gehölze, die Wechselfeuchte, d.h. den Wechsel zwischen Überschwemmungen und Trockenheit, tolerieren können. Die wichtigsten Baumarten sind Stieleiche, Flatter-Ulme,Gemeine Esche,Berg-Ahorn, wobei die Anteile der Arten von Region zu Region stark schwanken können. Die Baumarten der Hartholz-Auwälder sind gegenüber den Weiden- und Pappelarten der Weichholzaue konkurrenzüberlegen. Diese sind allerdings nicht nur weniger empfindlich gegen lange andauernde Überschwemmungen, sondern ertragen auch mechanische Beschädigungen besser (z.B. durch Eisgang). Die Schwarzerle ist nur bei hohem Grundwasserstand am Bestand beteiligt (Übergang zum Bruchwald).Die Hartholzauen sind ein- bis zweimal im Jahr zwischen 20 und 50 Tagen mit 0,5 m bis 3m überschwemmt. Kein anderer Wald weist eine solch reiche Vogelwelt auf. Eine Unzahl von Singvögeln lebt hier: Laubsänger, Grasmücken, Drosseln und Meisen, Rotkehlchen und Nachtigall, Spechte, Elstern und Dohlen, Raben, Eisvogel, Seeadler, Nebelkrähen und eine Reihe von Greifvögeln haben hier ihre Heimat. Der Kuckuck findet hier ebenfalls seinen Lebensraum.Verborgen im Wald leben Igel und Maus, Marder, Iltis und das Eichhörnchen, der Dachs und der Fuchs. 22 Auwälder in Österreich Thaya – March – Donau Auen Donaugebiet-Auwald Die Donauauen befinden sich flussabwärts von Wien. Der Nationalpark umfasst jedoch Teile von Wien und Niederösterreich. Im Jahre 1985 wurde das erste Mal versucht einen der letzten verbleibenden Auwälder Österreichs zu roden. Doch die Bevölkerung setzte sich zu wehr und verteidigte den Auwald. Es sollte ein Wasserkraftwerk gebaut werden. Den Verteidigern gelang es allerdings die Rodungsmaschinen zu blockieren und retten somit den Donauauwald. Der Nationalpark Donauauen liegt zwischen den europäischen Hauptstädten Wien und Bratislava und bewahrt auf mehr als 9.300 Hektar Fläche die letzte große Flussauen-Landschaft Mitteleuropas. Die hier noch frei fließende Donau ist auf ca. 36 km Fließstrecke die Lebensader des Nationalparks. Ihr dynamisches Wechselspiel mit Pegelschwankungen von bis zu 7 Metern gestaltet die FlussauenLandschaft immer wieder neu. So schafft der Donaustrom Lebensräume für eine Vielzahl an Tieren und Pflanzen. Thayatal Auen (March Auen) Entlang der Staatsgrenze zur Slowakei und zu Tschechien liegen die March-Thaya-Auen. Auch auf slowakischer und tschechischer Seite grenzen Ramsar-Gebiete an. Die March mündet unterhalb von Marchegg in die Donau. Die March ist ein pannonisch geprägter Tieflandfluss. Die gestaltenden Kräfte von March und Thaya, die Hochwasserdynamik, ist trotz Hochwasserschutzmaßnahmen noch ein bedeutender Faktor im Schutzgebiet. Bis zu 2 km breit können die Auen auf österreichischer Seite für mehrere Wochen unter Wasser stehen. Die größte Überschwemmungsfläche (ca. 840 ha) liegt in den unteren Marchauen. Renaturierung von Fließgewässern 23 Durch Renaturierung versucht man eingezwängte Gewässer wieder lebendiger zu machen und mit vielfältigeren ökologischen Funktionen zu bereichern. Da man versucht den Flüssen ihren notwendigen Raumbedarf wieder zu geben, kann er seine Hauptaufgaben erfüllen: -) Transport von Wasser und Geschiebe; -) Bildung und Vernetzung von Biotopen; -) Reduktion des Nährstoffeintrages; -) Selbstreinigungskraft; -) Angebot von Erholungsraum. In vielen Fällen ist jedoch keine echte Renaturierung möglich, da die hierfür erforderlichen Flächen nicht mehr zur Verfügung stehen. Es ist dann besser, von „Revitalisierung“ – Wiederbelebung – zu sprechen. Quellen: http://www.bergfex.at/sommer/weiden-an-der-march/highlights/6030-der-auwald-mit-flora-und-fauna/ http://www.naturschutzinformationen-nrw.de/methoden/de/anleitungen/p62/biotope/b42_besch http://www.bfn.de/natursport/info/SportinfoPHP/infosanzeigen.php?lang=de&z=Lebensraum&code=f15 http://www.naju-wiki.de/index.php/Aue http://www.nationalparks.at/article/articleview/31111/1/8515/ http://www.nationalparks.at/article/archive/8515 http://www.naturtipp.at/fliessgewaesserrenaturierung.html 24 25 26 Tropischer Regenwald im Amazonas Paul & Etienne 27 Grundsätzlich http://www.goethe.de/ins/pt/pro/amazonas/campus/dokumente-lehrer/regenwald.pdf Regenwälder erstrecken sich, von Meeren und Gebirgen unterbrochen, rings um den Äquator. Die drei größten Tropenwaldbereiche findet man in - Süd- und Mittelamerika, mit dem Schwerpunkt im Amazonas- und Orinocobecken - Äquatorialafrika, vor allem im Kongobecken - Südostasien, von Sri Lanka bis zur Nordspitze Australiens Im Regenwald ist es dauernd feucht und warm. Dieses Klima ist für die unglaublich reiche Vegetation verantwortlich. Das Klima ist gleichförmig: die Temperaturen liegen immer zwischen 20°-30°C und die reichlichen Niederschläge verteilen sich gleichmäßig über das ganze Jahr, dadurch ist die Luftfeuchtigkeit ständig hoch, erreicht oft den Sättigungswert (humides Klima, Verdunstung geringer als Niederschlagsmenge). Der mittlere Niederschlag liegt bei 1900mm/Jahr, davon verdunsten 73 % und 27 % fließen ab. Da die Unterschiede in der Temperatur zwischen Tag und Nacht stark schwanken, spricht man von einem Tageszeitenklima. Der Regenwald am Amazonas Den weltweit größten zusammenhängenden Regenwald gibt es am Amazonas und an seinen Nebenflüssen. Der Regenwald bedeckt zwei Drittel des ganzen Kontinents Südamerika – das sind über fünf Millionen Quadratkilometer Land, ungefähr so groß wie der gesamte Kontinent Australien. Der Regenwald des Amazonasgebiets ist bei weitem der größte zusammenhängende Wald und auch die größte zusammenhängende Landschaft auf unserem Planeten. So entstand der tropische Regenwald Der Amazonas-Regenwald ist ein uralter Lebensraum, der sich hier seit Jahrmillionen entwickelt. Dabei war er durch den Wechsel von Warm- und Eiszeiten immer wieder großen klimatischen Schwankungen unterworfen. In den kalten Phasen der Eiszeit schrumpfte der Regenwald auf kleine, klimatisch bevorzugte Gebiete zusammen. Aus diesen Rückzugsgebieten, breitete sich der Wald dann bei Beginn der Warmzeiten wieder aus. Eigentlich befindet sich der Amazonaswald gerade in einer Phase der Ausdehnung - wäre da nicht der Mensch! Bis Anfang des 20. Jahrhunderts erstreckte sich der Regenwald über die unvorstellbare Fläche von rund sechs Millionen Quadratkilometern. In den letzten 50 Jahren sind jedoch schätzungsweise 40 Prozent des ursprünglich tropischen Waldes bereits zerstört worden. Bis heute konnte die Zerstörung des Regenwaldes nicht gestoppt werden. 28 Regenwald und Klima Die Baumriesen und ihr Blätterdach leisten einen ganz entscheidenden Beitrag zur Regeneration unserer Erdatmosphäre. Die Blätter entziehen tagsüber der Luft mithilfe der Sonnenenergie Kohlendioxid (CO2) und wandeln es um in Sauerstoff: Dieser Prozess der Photosynthese sorgt das atmosphärische Gleichgewicht auf der Erde, solange es ausreichend Baumbestand und vor allem große Waldflächen gibt. für Wie fruchtbar ist der Regenwald? Trotz des üppigen Wachstums und der unglaublichen Artenvielfalt des Regenwaldes gibt es hier kaum fruchtbaren Humusboden. Humus bildet sich dort, wo Kleinstlebewesen, die tote Tier- und Pflanzenteile zersetzen, wegen niedriger Temperaturen ihre Tätigkeit einstellen, so dass der Rest an Nährstoffen liegen bleibt. Im Regenwald herrscht ganzjährig gleichmäßiges Klima, so dass – unter Mithilfe von Bakterien und Pilzen – alles Material, sobald es abstirbt, auch wieder vollständig zersetzt wird. Die in dem Material enthaltenen Nährstoffe werden demnach sofort wiederverwendet. Die Humusschicht im Regenwald ist meist so dünn, dass man sie mit dem Fuß beiseite scharren könnte, darunter befindet sich eine unfruchtbare Sand- oder Lehmschicht. Die nährstoffreiche Humusschicht beträgt teilweise lediglich wenige Millimeter. Alle Nährstoffe sind in den Pflanzen selbst gespeichert. Das ist auch der Grund, warum der Regenwald für immer stirbt, sobald er auf größeren Flächen abgeholzt wurde: Der Boden hat keine Reserven, aus denen er schöpfen könnte, um neues Leben, neue Vegetation, entstehen zu lassen und sich zu erholen. Nach einer recht kurzen Zeit der Nutzung der brandgerodeten Flächen, verfällt das Land zu einer kargen Steppenlandschaft, auf der nahezu nichts mehr wächst und die auch der Tierwelt für immer verloren ist. Der Regenwald ist ein äußerst vielfältiger und sensibler Lebensraum, auf den kleinste Veränderungen bereits einen großen Einfluss haben. 29 Stockwerkbau Die krautige Bodenschicht (Strauch- und Krautschicht = e) ist im Schatten, nur ein Prozent des Sonnenlichts erreicht den Waldboden. Es ist dunkel und windstill. Nur wenige Arten wie Begonien und Usambaraveilchen können mit so wenig Licht auskommen. Viele Arten haben besonders große Blätter zur Aufnahme des Lichts entwickelt. Über dieser Krautschicht liegt ab einer Höhe von 10 Meter bis ca. 15 Meter die untere Baumschicht mit kleineren Bäumen und Sträuchern. Die oberste Kronenregion - das Kronendach - wird größtenteils aus den Kronen von Bäumen der mittleren Schichten (b und c) gebildet. Bäume dieser Schichten besitzen in etwa eine Höhe von 20 bis 40 Metern, und sie beherbergen eine enorme Tier- und Pflanzenvielfalt. Auf einem Hektar können bis zu 100 verschiedene Baumarten vorkommen. Pflanzen im Regenwald Im feuchten und warmen, tropischen Klima des Regenwaldes gedeihen die Pflanzen wie in einem Treibhaus. Nirgends wachsen Pflanzen so schnell wie hier. Das dichte Blätterdach fän gt den Großteil des Sonnenlichts ab; bis zum Boden gelangen nur 1-2 Prozent des Lichts. Die Pflanzen des Regenwaldes wachsen in scheinbarem Durcheinander, über-, mit- und aufeinander und auch von oben nach unten. Ein einzelner Regenwaldbaum kann Hunderte anderer Pflanzen tragen, ihr Gewicht kann mehrere Tonnen betragen. Es gibt Schmarotzerpflanzen, die ihrer Wirtspflanze die nötigen Nährstoffe entziehen, aber auch Luftpflanzen oder Aufsitzer, die Energie sparen, indem sie keinen eigenen Stamm bilden, sondern sich von anderen tragen lassen, aber ihrem Wirt dabei nicht schaden. Bromelien können mit ihrem Trichter Wasser sammeln und bieten so vielen Vögeln und Affen Trinkwasser in luftiger Höhe; außerdem beherbergen sie Algen, Kleinstlebewesen und Larven von Mücken und Libellen. Von den Zweigen hängen Lianen herab, an denen Affen sich weiterschwingen können. Sie können eine Länge von 400 m erreichen und werden so dick wie der Oberschenkel eines Menschen. Einige Bäume wehren sich mittels Gift gegen Aufsitzer oder Schmarotzerpflanzen, andere werfen regelmäßig ihre gesamte Rinde mit allem, was daran wächst, ab. Die Bäume sind Riesen, sowohl in ihrer Länge, als auch in ihrer Dicke. Die riesigen Regenwaldbäume haben keine tief ins Erdreich hinab reichenden Wurzeln wie z.B. unsere Eichen. Sie wurzeln flach unter der Oberfläche, weil nur hier die Nährstoffe zu finden sind. Damit diese Oberflächenwurzeln die bis zu 80 m hohen Stämme, die aus sehr schwerem Holz bestehen, vor allem bei Stürmen halten könnten, entwickelt der Baum am Hauptstamm nach unten hinab wachsende dicke Stütz- oder Brettwurzeln, die sich im Boden fest verankern und sie aufrecht halten. 30 Artenvielfalt im Regenwald Millionen von Pflanzen- und Tierarten leben in den Regenwäldern der Erde. Doch niemand weiß auch nur annähernd, wie viele es tatsächlich sind. Die Schätzungen über noch nicht bekannte Arten sind sehr ungenau: 10 Millionen oder sogar über 100 Millionen...? In der Wissenschaft gibt es verschiedene Erklärungsansätze für dieses Phänomen: Je wärmer eine Region, desto größer ihre Artenvielfalt. Das gleiche gilt für die Niederschlagsmenge: Gebiete mit viel Regen weisen eine wesentlich größere Artenvielfalt auf, als trockene Regionen. Die gesteigerte Artendiversität wirkt wie ein Filtersystem, das die Nährstoffe besonders effektiv im internen Kreislauf hält und Verluste minimiert. Anpassung an Mangel erscheint daher als hervorstechendstes Prinzip der Strukturierung der Artengemeinschaften. Nährstoffkreislauf im tropischen Regenwald In Amazonien bildet der tropische Regenwald ein riesiges (fast) geschlossenes Nährstoffsystem. Das an Ionen sehr arme Regenwasser entzieht den Bäumen beim Durchtritt durch das Blätterdach über deren Blätter Nährstoffe (Osmose). Die Nährstoffe, im Wesentlichen die Elemente Phosphor, Kalzium, Kalium und Magnesium, die nicht gleich wieder von Epiphyten aufgefangen werden, gelangen so mit dem Regen auf den Urwaldboden. Zusätzliche Nährstoffe liefern herabfallende Pflanzenteile (Streu), die auf dem Boden zersetzt werden und Nährstoffe freigeben. Dort treffen die Nährstoffe nicht auf eine dicke, speichernde Humusschicht, sondern auf ein dichtes, ja fast lückenloses Wurzelgeflecht aus Baumwurzeln und Wurzelpilzen. Dieses Geflecht sorgt dafür, dass die Nährstoffe sofort wieder aufgenommen werden (bis zu 80%) und nicht einfach im Boden versickern und über die Flüsse ausgeschwemmt werden. Die Nährstoffe sind also größtenteils in der Vegetation (in den Bäumen) gespeichert und nicht im Boden. Kurz: ein sehr effizientes Recycling-System. Die Nährstoffe zirkulieren beständig im System, nur wenig geht verloren und wird als dünne Humusschicht gebildet (ca. 20%). Der Wasserkreislauf 31 Der Wasserkreislauf im Regenwald funktioniert einfach. Passatwinde bringen Wolken in das Amazonasgebiet. Diese regnen ab und bringen knapp 30 % des Wassers in den Regenwald. Davon verdunsten 74 %, durch die hohe Sonneneinstrahlung am Äquator und der Regenwald bildet wieder eigene Wolken. Das Wasser regnet ab und fließt zu 26 % zurück ins Meer; der überwiegende Teil verdunstet und bildet neue Wolken. http://www.fawn.de/3.html Der doppelte Effekt des Wasserkreislaufs findet sich im Amazonasbecken wieder. Die Regenwolken ziehen Richtung der Anden und stoßen dort an die Gebirgskette. Da sie die Anden nicht überwinden können, ziehen sie wieder Richtung Amazonasbecken. Dort regnen sie sich wieder ab, wodurch dem Regenwald das gesamte Wasser erhalten bleibt. Von dort geht es wieder in den Wasserkreislauf des Regenwaldes über. http://www.fawn.de/3.html Welche Tiere gibt es im Regenwald des Amazonas? 90% aller Primaten, 80% aller Insekten und 40% aller Vögel der Erde leben im Regenwald. Wie ernähren sich die Tiere? Im Regenwald scheint das kein Problem zu sein – und doch ist es für manche Tierarten schwierig, genug Nahrung zu finden. Die meisten fressen Blätter, aber die Pflanzen wehren sich gegen das Kahlgefressen werden mit Gift- und Bitterstoffen oder indem sie Samen und Früchte in harte Schalen verpacken (z. B. Paranuss). Insekten kommen am besten mit der Nährstoffarmut zurecht. Die Fledermäuse machen die Hälfte aller im Urwald lebenden Säugetiere aus. Die größte Gruppe aber stellen die Insekten dar, und hier wiederum die Ameisen und Termiten. Die Blattschneiderameisen werden als die eigentlichen Herrscher des Regenwaldes bezeichnet. Sie leben in Staaten mit bis zu 5 Millionen Tieren. Große Tiere kommen im Regenwald nur selten vor. Sie brauchen nährstoffreichere Regenwälder. GIFTIGE TIERE Gift macht Tiere für ihre Feinde ungenießbar und für Beutetiere zu schrecklichen Feinden. Viele Tiere stellen ihre Gifte im Körper selbst 32 her, andere entnehmen sie den giftigen Pflanzen und lagern sie in ihrem Gewebe ein. Giftige Tiere haben – im Gegensatz zu giftigen Pflanzen, meist eine auffällige Warnfarbe. Am bekanntesten ist wahrscheinlich der blaue Pfeilgiftfrosch von der Familie der Baumsteigerfrösche. Seine Haut sondert gefährliches Gift ab, das die Indianer für ihre Blasrohrpfeile verwenden. Zu den Giftschlangen gehört die Kobra, von der es ca. 20 Arten gibt. KLETTER- UND FLUGKÜNSTLER Tiere, die fliegen und klettern können, haben es im Urwald leichter, da sie in die nahrungsreicheren Baumkronen vordringen können. Affen haben lange Arme, die sich zum Schwingen bestens eignen, ihre langen Schwänze dienen dem Greifen und Balancieren. Baumfrösche haben an den Zehen besondere Drüsen, die eine klebrige Flüssigkeit produzieren. So können sie sogar an feuchten Blättern und anderen glatten oder schleimigen Oberflächen hinaufklettern. Raubvögel haben kurze, gerundete Flügel, mit denen sie wendig zwischen Stämmen und Ästen umherfliegen können. Kolibris und Falter können mit ihren Flügeln so schnell schlagen, dass sie „in der Luft stehend“ Nektar aus den Blüten saugen können. Es gibt auch Tiere, die fliegen können, ohne richtige Flügel zu haben. Sie haben zwischen den Gliedmaßen aufgespannte Häute. Mit diesen „Gleitschirmen“ segeln sie von Baum zu Baum. Es gibt fliegende Schlangen, Frösche und Eidechsen und sogar Flugdrachen. TARNER UND TÄUSCHER Schwindel, Tricks und Täuschung gehören zu den Bewährtesten und ältesten Überlebensstrategien – und werden von Jägern und Beutetieren gleichermaßen verwendet. Sie schauen aus wie Blüten, Blätter, wie ein Ästchen oder wie Flechten – je nach den natürlichen Vorbildern der Umgebung, in der sie wohnen. Aber auch die Räuber mussten sich etwas einfallen lassen. Die Krabbenspinne beispielsweise kann sich als Vogeldreck „verkleiden“. Wenn ein Schmetterling darin nach Salzen nüstern will, packt sie plötzlich mit den Beißzangen zu. Ungefährliche Arten imitieren oft die Warnfarbe und das Muster giftiger Tiere, um andere Tiere abzuschrecken („Mimikry“). http://www.umweltbildung-noe.at/upload/files/Oekobox/Tiere%20im%20Regenwald.pdf Wodurch wird der Regenwald zerstört? Die Bedrohung Amazoniens ist recht unterschiedlicher Natur. Die weitreichendsten Folgen hat ohne Zweifel die Zerstörung des Regenwaldes. Daran beteiligt sind internationale Holzkonzerne, die für die relativ wenigen Nutzhölzer (Tropenholz), die im Wald geschlagen werden, riesige Flächen des Regenwaldes schwer schädigen. Außerdem vergiften sie durch den Abtransport der Stämme flussabwärts das Wasser, denn manche Urwaldbaumstämme enthalten natürliche Gifte zur Abwehr 33 gegen Schädlinge. So wird das Trinkwasser vergiftet; Menschen müssen ihre Heimat verlassen. Außerdem werden riesige Flächen des uralten Waldes einfach brandgerodet, wodurch riesige Mengen von C02 entstehen. Auf den so geschaffenen Freiflächen werden große Plantagen angelegt: z.B. für den Anbau von Palmölplantagen (Biokraftstoff) oder für Baumwollplantagen. Um diese Monokulturen vor Schädlingen zu schützen, müssen große Mengen von Spritzmitteln und für das Wachstum außerdem Düngemittel gespritzt werden. Das bringt weitere Umweltschäden mit sich. Die Regierungen der südamerikanischen Länder haben – zusammen mit der EU – ein Gesetz entworfen, dass kurzerhand Palmölplantagen zu „Wald“ erklärten. Es leuchtet zwar jedem ein, dass es zwischen einem gewachsenen Regenwald und einer gepflanzten Palmölplantage einen Unterschied gibt; jedoch auf dem Papier sind beide per Gesetz „Wald“. Mitarbeiter der Weltgesundheitsorganisation (WHO) wiesen in der Umgebung von Goldsuchercamps hohe Quecksilberkonzentrationen nach, Böden und Wasser im Amazonasbecken werden verseucht. Quecksilber wird zum Auswaschen von Gold benötigt: für jedes Gramm des wertvollen Metalls braucht es die gleiche Menge an Quecksilber. Der Abbau von anderen wertvollen Bodenschätzen, die unterhalb des Regenwaldes lagern (Brandrodung, Industrieller Abbau), wird in absehbarer Zeit weitere Probleme mit sich bringen. Die unglaubliche Größe des Amazonas-Regenwaldes ist ein entscheidender Grund, warum dieser Wald als „die Lunge der Welt“ fungieren kann und außerdem entscheidend unser weltweites Klima bestimmt. In seiner Größe und Komplexität ist der Regenwald eine Art Organ, das die Erde mit Sauerstoff versorgt. Bereits kleine Veränderungen zeigen große Nachwirkungen. Wird der Regenwald Amazoniens zerstört, verliert unser Planet sein lebensnotwendiges Atmungsorgan! http://www.goethe.de/ins/pt/pro/amazonas/campus/dokumente-lehrer/regenwald.pdf Welches sind die weltweiten Folgen dieser Zerstörung? Die in den letzten Jahren immer häufiger zu beobachtenden weltweiten Änderungen im Klimageschehen (Überschwemmungen, Trockenzeiten, Wirbelstürme), werden hervorgerufen durch die enorme Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes, verursacht vor allem durch steigende CO2-Emissionen. Die von den Vereinten Nationen eingesetzte Gruppe von internationalen Wissenschaftlern, das sogenannte „Intergouvernemental Panel on Climate Change“ (IPCC), das den Veränderungen im Klimageschehen und ihren Ursachen nachgeht, hat schon im Frühjahr 2001 festgestellt, dass der vom Menschen verursachte CO2-Ausstoß für die Klimaänderung verantwortlich ist. Von vielen anderen Faktoren vermutet man zumindest einen Einfluss auf das Weltklima: der Anstieg des Methangehaltes trägt zur Erderwärmung bei, die Sonnenaktivität ist weiterer Faktor, ebenso wie eine Anomalie der Wasseroberflächentemperatur im Indischen Ozean und im Pazifik, welche alle drei bis acht Jahre auftritt. Die Meerestemperatur ist Indikator für das Weltklima: Die steigende Meerestemperatur senkt die Fähigkeit des Wassers, Kohlendioxid zu speichern, wodurch dieses vermehrt freigesetzt wird und den Treibhauseffekt weiter verstärkt. http://www.goethe.de/ins/pt/pro/amazonas/campus/dokumente-lehrer/regenwald 34 35 TROPISCHER REGENWALD 36 Quellen: Natura Ökologie S. 80, 81 http://de.wikipedia.org/wiki/Tropischer_Regenwald#Flora http://www.faszination-regenwald.de/info-center/allgemein/merkmale.htm http://www.faszination-regenwald.de/info-center/allgemein/klima.htm http://www.faszination-regenwald.de/info-center/oekosystem/index.htm http://www.faszination-regenwald.de/info-center/zerstoerung/index.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Amazonasbecken http://www.medienwerkstatt-online.de/lws_wissen/vorlagen/showcard.php?id=5726&edit=0 Vorkommen Die Regenwälder der Erde liegen am Äquator und in den tropischen Klimazonen Merkmale tropischer Regenwälder Im tropischen Regenwald fallen die großen, bis zu 60 Meter hohen Bäume auf. Die Stämme dieser Urwaldriesen tragen im unteren Bereich keine Äste, sondern sie verzweigen sich erst in großer Höhe zu riesigen, oftmals abgeflachten Baumkronen. Weil auch die größten Bäume nicht sehr tief im Boden wurzeln, bilden die Stämme stabilisierende Stelz-, Stütz- und Brettwurzeln aus. Im Regenwald regnet es durchschnittlich 1900 mm pro Jahr. Davon verdunsten 73%. Im vergleich dazu: in einem Laubwald regnet es nur 600 mm pro Jahr und es verdunsten auch ,,nur“ 67% des Niederschlags. • Die meisten Tiere leben nicht am Boden sondern in den Baumkronen. • Mehr als die Hälfte aller Tier- und Pflanzenarten leben im Tropischen Regenwald. • Pro Hekter Regenwald kommen bis zu 600 verschiedene Holzpflanzen vor. • Die meisten Bäume sind immergrün und miteinander durch Kletterpflanzen und Lianen verbunden. • Durch das dichte Blätterdach gelangt nur sehr wenig Licht auf den Boden, darum ist die Krautschicht nur sehr gering ausgebildet. 37 • Im Jahresdurchschnitt ist es ca. 20°C warm. • Es gibt keine Jahreszeiten. • Lianen gibt es nur in tropischen Regenwäldern. Die bis zu 300 Meter lang werdenden holzigen Gewächse wurzeln zwar im Boden, ihre Kronen erstrecken sich jedoch häufig bis in das Blätterdach des Regenwalds, denn dort ist es heller als am Boden. Flora des Regenwaldes Im Regenwald gibt es viele sehr hohe Bäume. Diese werden ,,Urwaldriesen“ genannt. Man unterteilt die Kletterpflanzen des Regenwaldes in Lianen, Epiphyten und Hemi-Epiphyten. Die Epiphyten (Aufsitzer) sind zum Beispiel Farne und Bromelien. Sie wachsen auf Astgabeln und Zweigen der Bäume, gehen dabei aber keine physiologische Verbindung mit dem Trägerbaum ein. Sie nutzen in den oberen Regionen der Bäume das dort stärkere Licht und beschaffen sich gleichzeitig über ihre Blätter, woran es in ihrer Höhe mangelt. Epiphytische Orchideen wiederum besitzen Luftwurzeln, die mit einem Absorptionsgewebe überzogen sind. Lianen dagegen wurzeln im Boden und entfalten ihre Blätter erst im Kronendach. Dabei sind sie auch in der Lage, Luftwurzeln auszubilden, um eine zusätzliche Wasserversorgung zu gewährleisten. Hemi-Epiphyten haben einen Mittelweg für die Nährstoffversorgung gefunden: Sie beginnen ihr Leben als Epiphyt (Versorgung über die Blätter) und bilden bei Versorgungsengpässen Verbindungen zum Boden aus, um sich Wasser und Nährstoffe zu beschaffen. Lianen und Epiphyten prägen das Erscheinungsbild der Urwaldvegetation. Auf einem Baum sind bis zu 80 verschiedene Aufsitzerarten gezählt worden. Stockwerke des Regenwaldes Jedes der Stockwerke ist eine Welt für sich, mit einer eigenen Gruppe von Bewohnern. Sie sind jeweils an die Lichtmenge, die Luftfeuchtigkeit und die Nahrung "ihres" Stockes angepasst. Selten verlassen sie ihre Etage, um in höhere oder tiefere Ebenen vorzudringen. 38 Fauna des Regenwaldes Im Regenwald gibt es eine sehr große Artenvielfalt, doch viele von ihnen sind noch nicht erforscht. Der weitaus größte Teil der tierischen Arten des Regenwaldes sind Insekten, Spinnentiere, Krebstiere und Tausendfüßer. Die Säugetiere stellen eher nur eine kleine Artengruppe dar, nur von den Affen gibt es viele verschiedene Arten. Ein Beispiel für andere Säugetiere ist der Waldelefant.Reptilien erreichen im Regenwald eine erhebliche Größe. Zu nennen sind hier das Krokodil, Schildkröten oder Chamäleons. Die Vögel sind im Regenwald oft sehr bunt (Beispiele: Aras, Paradiesvögel oder die kleinen Kolibris).Die Tiere stellen sich unterschiedlich auf die Faktoren ihres Lebensraumes ein und entwickeln faszinierende Techniken. Die Pfeilgiftfrösche z.B. legen ihre Eier in die Tümpel in den Blättern der Bromelien und verbringen ihr ganzes Leben in den Baumkronen. Stoffkreisläufe und Energieflüsse Der Boden des Regenwaldes ist sehr mineralstoffarm. Eine zusammenhängende Streuschicht fehlt, nur die obersten 10 cm enthalten Humus, der bereits nach 4 bis 6 Wochen vollständig von Bakterien und Mykorrhiza zersetzt ist. Im Nahrungsnetz des Regenwaldes bilden Ameisen und Termiten den größten Teil der am Boden lebenden Biomasse. Zersetzungsvorgänge werden stärker gefördert als die Lichtreaktionen der Photosynthese. Biomasse wird also schneller ab- als aufgebaut → Mineralstoffkapital des Regenwaldes befindet sich in der lebenden Biomasse, nicht im Boden. Durch ganzjärige Photosynthese erreicht der Regenwald in bei Biomasse und Primärproduktion Spitzenwerte. Das CO 2 -haltige Wasser wäscht Kalk, Phosphorund Kieselsäureverbindungen aus dem Boden in die Tiefe. Ohne symbiotische Mykorrhizapilze ist die Mineralstoffversorgung der Bäume gewährleistet. Der Dschungel steht also auf einem uralten, dünne Boden. Immergrüne tropische Regenwälder konnten aufgrund der ganzjährigen Vegetationszeit ohne Jahreszeiten einen (fast) perfekten Kreislauf entwickeln.Die so genannten Mykorrhizen (Pilzsymbiosen) führen die Minerale zu den Bäumen und leben so mit ihnen in einer Symbiose. Die Bäume können die Mineralien alleine nicht aufnehmen, weil der Boden für sie nur eine physische Stabilitätsform darstellt. 80 % der Biomasse wird in der Kronenregion produziert, daher halten sich etwa zwei Drittel der Tiere in den Baumkronen, nur wenige auf dem Erdboden auf. Die herunterfallenden Blätter und Zweige sowie Tierkadaver werden in der Regel schnell wieder dem Nährstoffkreislauf zugeführt. Die Wurzeln der oft riesigen Urwaldbäume und anderer Pflanzen sind dicht unter der Oberfläche angesiedelt und können so die anfallenden Nährstoffe rasch wieder aufnehmen. 39 Der Amazonas Der Amazonasregenwald ist der größte tropische Wald der Erde und liegt in Südamerika. Die fortschreitende Rodung der Urwälder setzt zudem die Nährstoffe im Böden der Auswaschung und Lösung durch die hohen Niederschläge aus. Hauptursache der Vernichtung des Amazonaswaldes ist die Fleischproduktion. Rund 70 Prozent des vernichteten Tropenwaldes wurden für Viehweiden gerodet, ein Großteil des Restes für den Futtermittelanbau. Außerdem wird der Regenwald auch für Soja- und Maisplantagen zur Verarbeitung von Tierfutter gerodet. Er wird auch gerodet, um Palmöl anzubauen, vor allem in Indonesien. Die Amazonasregion zeichnet sich unter anderem durch ihre große Artenvielfalt aus. Es wird von einer Zahl zwischen fünf und zehn Millionen Arten ausgegangen. Von diesen wurden bislang etwa 1,4 Millionen beschrieben, darunter 750.000 Insektenarten, 40.000 Wirbeltiere, 250.000 Pflanzen und 360.000 Mikrobiota. Der Boom der Ölpalme Der Urwald wird auch gerodet, um Palmöl anzubauen, vor allem in Indonesien.In den 1990er Jahren wurde Palmöl, das Öl der Ölpalmen, hauptsächlich noch von der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie abgenommen, wo es bis heute ein wichtiger Grundstoff für Margarine, Frittierfett, Schokolade, Tiefkühlpizza, Waschmittel und Kosmetikprodukte ist. 40 41 See 42 Einleitung: Der See als Beispiel für ein stehendes Gewässer beherbergt neben auffällig großen Organismen am Ufer und auf dem Wasser eine große Vielfalt vor allem unter der Wasseroberfläche. In Österreich gibt es zahlreiche Seen; diese zählen zu den wichtigen heimischen Ökosystemen, sowohl in ökologischer als auch in ökonomischer Hinsicht (Umwelt und Tourismus). Die abiotischen Faktoren in einem See sind z.B. der Sauerstoffgehalt, der Wasserdruck, die Lichtintensität und die Temperatur. Diese Faktoren sind sehr von der Wassertiefe abhängig. Man teilt Seen in verschiedene Bereiche ein. Es gibt den Uferbereich bzw. Röhrichtzone (Litoral), die Schwimmblattzone, die Tauchblattzone und das Pelagial (freie Wasser). Im Uferbereich wachst z.B. Schilf, dieser ist an ca. 2m Wassertiefe angepasst. Er hat weit verzweigte Wurzelwerke, hohle Halme, wird so durch viel Sauerstoff versorgt und ist so sehr konkurrenzstark. Im tieferen Bereich ist die Schwimmblattzone, in der vor allem Seerosen wachsen. Sie fehlt oft an ungeschützten Uferzone, denn dort könnten sie durch Wind und Wellengang dauerhaft geschädigt werden. Also ist die Abgrenzung von Uferzone von der Schwimmblattzone nicht immer deutlich erkennbar. In der Tauchblattzone leben reine Unterwasserpflanzen wie die Wasserpest. Dort endet das Litoral, denn es ist nicht genug Licht für die Fotosynthese vorhanden. Im Pelagial gibt es nur noch mikroskopisch kleine Pflanzen wie Einzeller, vor allem Plankton. Plankton: 43 Zum Plankton zählen Zooplankton, Phytoplankton, kleine Pilze, sowie Einzeller, Bakterien und Vieren. Das lebende Phytoplankton lebt in der trophogenen Zone, während das Zooplankton in der tropholytischen Zone lebt. Eine Studie aller Planktonarten hat ergeben, dass die Organismenzahlen mit zunehmender Größe abnehmen. Größere Tiere bilden ein so genanntes Nekton. Zum Nekton gehören vor allem Fische, die Grenze zwischen Nekton und Plankton ist nicht immer klar, da sich mit einem Nekton auch Kleinstorganismen fortbewegen. Auf dem Boden leben ausschließlich Muscheln und Schnecken, wobei es in den Sedimenten auch z.B. Würmer geben kann. Einfallendes Licht wird vom Wasser absorbiert und dadurch wird die Lichtintensität bei größerer Tiefe geringer. Daher ist auch nur bis zu einer geringen Tiefe Fotosynthese möglich. Im untereren Bereich laufen ausschließlich Sauerstoffverbrauchende Vorgänge ab. Wie weit das Licht durch die Wasseroberfläche scheinen kann, hängt von der Menge der vorhandenen Pflanzen sowie von der Planktondichte ab. Der See im Jahresverlauf: In Mitteleuropa bildet sich im Sommer eine warme Wasserschicht an der Oberfläche, diese lässt zwar feste Partikel absinken. Eine Durchmischung der verschiedenen Schichten bleibt jedoch aus, weshalb kein Ausgleich der Sauerstoffkonzentration statt finden kann. Im Frühling und Herbst gibt es eine vollständige Zirkulation, weshalb es nahezu einheitliche Temperaturen und gleiche Sauerstoff- und Mineralstoffkonzentrationen vorliegen. Im Winter kommt es zu einer Eisschichtbildung, wodurch es zu keiner Zirkulation kommt. Am Grund des Sees ist die Dichte bei 4°C am größten, weshalb der See nie ganz einfriert. 44 Nahrungsbeziehung im See: Die oben genannten Faktoren bestimmen die Lebensmöglichkeiten der Lebewesen, denn mit zunehmender Wärme und Lichtintensität nimmt die Population des Pythoplanktons zu, was wiederum zu einem Populationswachstum des Zooplanktons führt. Die wasserlöslichen, abgestorbenen Stoffe können direkt von den Bakterien aufgenommen und so abgebaut werden. Aus den festen Stoffen bildet sich Detritus der anschließend von Destruenten remineralisiert werden. Großteils geschieht das bereits im Eplilimnion es sinkt jedoch ein merklicher Anteil ins Hypolimnion ab und nimmt mit dem toten, anorganischen Material gebundene Mineralien mit, was azu führt, dass das Epilimnion an Mineralstoffen verarmt. Im Hypolimnion und im Benthal wird das abgesunkene, tote Material remineralisiert. Daher ist die Mineralstoffkonzentrationen im Benthal (= Tiefster Bereich im See) sehr hoch. Der oligotrophe See Hat klares blaues Wasser, kaum bewachsene Seeufer und tiefe Seebecken. Das Einzugsgebiet ist im Verhältnis zum Volumen klein und daher ist auch die Mineralstoffkonzentration gering. Dadurch gibt es wenig Pflanzen und Plankton. Das Wasser ist sogar im Sommer klar, was daran liegt, dass die wenigen Planktonkrebse das Wasser dauern filtrieren und das nur wenig Plankton abstirbt. Es ist im ganzen See ganzjährig Sauerstoff vorhandenen und er ist sehr mineralstoffarm. In Österreich: Traunsee. Der eutrophe See Hat eine braungrüne Farbe, die Uferzone ist weit ausgedehnt, dicht bewachsen und mineralstoffreich. Das Seebecken ist eher flach. Das Volumen des Einzugsgebiet ist oft ausgedehnt. Im Sommer wachsen sehr viele Algen. In Österreich: Attersee. 45 Victoriasee: Der Victoriasee liegt in Ostafrika in 3 Staaten (Tansania, Uganda, Kenia). Er ist mit einer Fläche von 68.870km² (ca. so groß wie Bayern) der größte See in Afrika und der zweitgrößte Süßwassersee der Welt. Er wurde jedoch den Stausee „Victoria Reservoir“ künstlich vergrößert und ist max. 85m tief. Mit seinen 500.000 Jahren ein sehr junger See, der das letzte mal vot 14.700 Jahren ausgetrocknet ist. Trotz seines Alters hat er eine große Artenvielfalt, denn es leben ca. 550 verschiedene, bekannte Fischarten in diesem See. Es gibt allein rund 400 verschiedene Buntbarscharten. Probleme in Victoriasee: die nicht natürlich vorkommende Wasserhyazinthe überwuchert weite Flächen, massive Umweltprobleme (Verschmutzung, Sauerstoffmangel), der Nilbarsch ist verantwortlich für das Aussterben des Buntbarschs Aralsee: Ist ein Salzsee in Zentralasien, der wegen der Austrocknung (den Zuflüssen wurde das Wasser für die Bewässerung der Baumwollplantagen entzogen) seit 1960 in mehrere Seren zerfallen ist. Ursprünglich war er 68.000km² und damit der 4 größte Binnensee. Durch den steigenden Salzgehalt gab es ein großes Fischsterben. 2003 wurden mehr als 75g Salz pro Liter Nachgewiesen. Da der Wasserspiegel weiter sinkt, bliebt nichts als eine Salz-, Staubwüste zurück. Faaker See: Mit einer Fläche von 220 ha und einer max. Tiefe von 29,5 m ist er der fünftgrößte See Kärntens. Er liegt südlich von Villach. Er ist 2,2km² groß und seine max. Tiefe liegt bei 29,5m. Sein Volumen beträgt 35,24 Mio. m³. Fische: Wildkarpfen, Hecht, Wels und Zander. 46 Typische Fische in Seen: Aal (40-60cm) Barsch (15-50cm) Karpfen (40-70cm) Laube (15-20cm) Seeforelle (40-80cm) Wels (0,8-2m) Zander (40-80cm) 47 48 FLIEßGEWÄSSER EINLEITUNG In der folgenden Arbeit, in der wir uns intensiv mit dem Ökosystem Fließgewässer auseinander gesetzt habe, möchten wir näher auf den Aufbau dieses Ökosystems und die wirkenden Umweltfaktoren, belebter und unbelebter Natur eingehen. Weiterhin haben wir uns mit dem Energiefluss in Fließgewässern beschäftigt, unsere Recherchen hierzu stellen wir ebenfalls dar. 49 Hierzu habe ich mich verschiedener Quellen, wie dem Ökologie Buch natura und dem Internet bedient. Gliederung eines Fließgewässers Fließgewässer lassen sich in drei große Abschnitte gliedern: In Oberlauf, Mittellauf und Unterlauf. Diese Bereiche werden üblicherweise auch nach Fischzonen gegliedert. Fließgewässer bestehen im Querschnitt, ähnlich wie Seen auch aus Freiwasser- und Bodenzone. Normalerweise lässt sich das Freiwasser in Epi- und Hypolimnion gliedern. Das Epilimnion beschreibt die Nährschicht des Gewässers, in der vorwiegend Photosynthese betrieben wird, da hier die Lichteinstrahlung am höchstens ist. Darunter liegt das Hypolimnion. Neben der Freiwasserzone bildet, wie bereits erwähnt, auch die Bodenzone einen wichtigen Bereich des Fließgewässers. Hierzu gehören die Uferzone, aus der vielerlei Einträge das Erscheinungsbild und die Wasserqualität des Flusses beeinflussen und die Tiefenregion, welche die Flusssohle darstellt. BIOTISHCHE UND ABIOTISCHE UMWELTFAKTOREN Das Erscheinungsbild von Ökosystemen, in diesem Fall Fließgewässer, wird maßgeblich durch die herrschenden Umweltbedingungen geprägt. Hierbei lässt sich in biotische und abiotische Umweltfaktoren unterscheiden. Biotische Umweltfaktoren Zusammengefasst kann man die biotischen Umweltfaktoren mit der Organismenbesiedlung des Gewässers gleichsetzen. Die Besiedlung ist, wie bereits erwähnt, abhängig von der jewiligen Güteklasse des Gewässers. Die Güteklasse beschreibt die Belastung durch abbaubare organische Stoffe. Die biotischen Faktoren sind in der Biozönose zusammengefasst, sie stellt die Wechselbeziehung der Organismen (Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) in einem Ökosystem dar. Diese Wechselbeziehung lässt sich in drei große Teile gliedern: Produzenten: Zu den Produzenten gehören alle grünen Pflanzen, darunter Algen und das Phytoplankton, sowie Bakterien. Konsumenten: Die Konsumenten lassen sich in mehrere Trophieebenen unterteilen. Es gibt Primär-, Sekundär- und oft auch noch Tertiärkonsumenten. Zu den Primärkonsumenten, herbivore Bodentiere, zählen u.a. Weidegänger. Sekundärkonsumenten, wie Insektenlarven, einige Fische, bestimmte Amphibienarten, oder auch Wasservögel. Tertiärkonsumenten sind reine Fleisch- bzw. Fischfresser. Hierzu zählen Raubfische, oder 50 fischfressende Wasservögel, wie der Kranich. Sie stehen am Ende der Nahrungskette des Fließgewässers, erhalten somit die Biomasse mit der geringsten Energie und müssen folglich am meisten fressen. Reduzenten : Weitere biotische Faktoren sind die Reduzenten, Bakterien und Mikroorganismen, die das tote organische Material abgestorbener Tiere und Pflanzen unter aeroben (mit Sauerstoff) oder anaeroben (ohne Sauerstoff) Bedingungen mineralisieren und die Nährstoffe dann erneut den Produzenten zuführen. Abiotische Faktoren Neben den biotischen spielen natürlich auch die abiotischen Umweltfaktoren eine wichtige Rolle beim Zustand des Gewässers. Sie bilden diejenigen Umweltfaktoren, die zur unbelebten Natur gehören. Strömung Der wichtigste physikalische Faktor in einem Fließgewässer ist die Fließgeschwindigkeit die Strömung. Die Fließgeschwindigkeit wird durch das Gefälle des Flusses bestimmt, entsprechend dieser Geschwindigkeit müssen sich alle in dem Ökosystem lebenden Organismen daran anpassen. Sauerstoffgehalt Der Sauerstoffgehalt des Wassers ist wichtig für den Erhalt der Lebensgemeinschaft des Flusses. Sauerstoff wird hauptsächlich durch Photosynthesevorgänge der im Wasser existierenden grünen Pflanzen und Phytoplankton produziert. Wassertemperatur Die Löslichkeit von Sauerstoff hängt ja, wie bereits gesagt, stark von der Wassertemperatur ab. Je kälter es ist, desto mehr Sauerstoff kann darin gelöst werden. PH-Wert Der PH-Wert gibt den Säuregrad des Gewässers an. Die PH-Wert Skala reicht von 0 bis 14. Kohlendioxid, Kohlensäure Kohlendioxid gelangt unter anderem direkt aus der Luft oder auch durch Niederschläge ins Gewässer. Energie-/ Stofffluss Der Energiefluss in Ökosystemen besteht aus zwei Bereichen: dem biologischen und dem physikalischen Energiefluss. Der biologische Fluss der Energie ist der Antrieb für biogene Stoffumwandlungen. Ziel ist es immer, Energie zu speichern. Daraus ergibt sich allerdings, dass es in Flüssen keine richtigen Stoffkreisläufe gibt. Der physikalische Energiefluss beeinflusst verschiedene Faktoren des Fließgewässers, dazu gehören Wärmeverteilung und -haushalt des Flusses, Wasserbewegungen, Lichtklima und Abfluss- oder Strömungsdynamik im Gewässer. Dieser Energiefluss ist unabhängig von jeglichen Organismen. 51 Anthropogene Einflüsse auf die Selbstregulation von Ökosystemen Selbstreinigungskraft Ökosysteme sind in der Lage sich selbst zu regulieren. Dazu gehören der Energiehaushalt, der Stofffluss und auch die Selbstreinigung von Gewässern. Selbstreinigungskraft ist die Fähigkeit eines Gewässers, sich durch Verdünnung, Wegtransport und mikrobiellen Abbau von meist organischen Verschmutzungen zu reinigen. Flussbegradigung Bei einer Flussbegradigung werden die natürlicherweise vorkommenden Mäander eines Flusses an ihren Hälsen durchbrochen. Der Flussverlauf wird dadurch kürzer und gerader; das Wasser fließt schneller. An Stellen wo ein Fluss in zwei Armen verläuft wird oft ein Arm stillgelegt. Durch Flussbegradigungen kommt es zu Überschwemmungen und Fischarten sterben teils aus. Staudämme Der Bau von Staudämmen hat wohl von allen antropogenen Maßnahmen die größten Konsequenzen für das Ökosystem Fließgewässer. Eine Folge des Dammbaus ist der Verlust der vom Fluss mitgeführten Sedimente, da sie vom Staudamm zurückgehalten werden. Beim Damm beträgt der Wert der zurückgehaltenen Sedimente 98%. Der ,,beraubte" Fluss drängt nun danach, die Sedimente wiederzuerlangen, indem er das Flussbett und sogar die umgebende Uferzone erodiert - und das in großem Maße. Wasserkraftanlagen Auf den ersten Blick wirkt diese alternative Art der Energiegewinnung als äußerst umweltfreundlich, jedoch ist sie aus ökologischer Sicht äußerst bedenklich. Bereits während der Bauphase stellen sich erste Probleme für das Ökosystem Fluss ein. Mit Baggern wird sowohl Bach-, bzw. Flussgrund als auch Erde vom Uferbereich ausgehoben. Eine Trübung des Wassers ist die Folge solch einer Maßnahme und bedingt verminderte Photosynthese, da die Sonnenstrahlen von den Schwebestoffen absorbiert werden und somit nicht ins tiefere Wasser eindringen können. Längerfristig erhöht sich durch die Absorption auch die Wassertemperatur. Spezialgebiete Donau ist ein Fluss der durch Deutschland, Österreich, Ungarn, Slowakei, Rumänien, Kroatien, Bulgarien und Serbien geht, viele Nebenflüsse hat und im Schwarzen Meer mündet. Die Donau hat eine Gesamtlänge von 2850 km und ist der 24-längste Fluss der Welt. 52 Laabenbach- Große Tulln ist ein Fluss in NÖ und entspringt am Pass Klammhöhe , fließt durch Neulengbach und mündet 40 km später in der Donau. Große Flüsse weltweit Der längste Fluss der Welt ist der Nil in Afrika mit einer Gesamtlänge von 6671 km. Zweiter Platz ist der Amazonas in Südamerika mit einer Länge von 6437 km und Dritter ist der Mississippi mit in den USA mit 6021 km. Querbauten sind Kraftwerke, die quer im Fluss liegen und starken Einfluss auf die Natur nehmen. Fischaufstiegshilfen Sind notwendig um den Fischen einen Weg vorbei an einem Wasserkraftwerk oder Staudamm zu bieten. Sie sind ein gutes Mittel den Fischen das Leben zu erleichtern. Zusammenfassung Zusammenfassend lässt sich erkennen, dass Fließgewässer komplexe ökologische Einheiten sind, deren Gleichgewicht durch den Einfluss des Menschen empfindlich gestört wird, selbst wenn es uns, wie am Beispiel der Wasserkraftanlage, gar nicht bewusst ist. Viele verschiedene Faktoren, neben dem Menschen wirken weiterhin auf dieses Ökosystem ein und haben einen ebenso großen, wenn auch nicht immer so negativen Einfluss darauf. Marie Klaghofer, Martin Hintermayer Quellen: NATURA, Flüsse voller leben.at, wikipedia 53 Meer und Tiefsee 54 1.Allgemein: 1.1. Meere: Unter Meer versteht man die miteinander verbundenen Gewässer der Erde, sie umgeben die Kontinente. Die Meere bedecken 71% der Erdoberfläche und sie produziert durch die Meeresflora ca. 70% des Sauerstoffes. Das Meer hat ein Volumen von 1,338 Mrd. Km3, der Anteil am Weltwasservorkommen liegt bei 96,5%, ist aber wegen des hohen Salzgehaltes (durchschnittlich 3,5%) nicht zum trinken geeignet. Es sind nur 3,5% des gesamten Wasservorrates Süßwasser. 1.2. Salinität: 55 Unter der Salinität versteht man den Salzgehalt eine Gewässers, meistens wird es als g/kg (Gramm Salz pro Kilogramm Salzwasser) oder in Prozent (1% entspricht 10g/kg) angegeben. Mit einem Salinometers wird die Salinität festgestellt. Salz ist mit Druck und Temperatur für die Dichte des Wassers verantwortlich, unterschiedliche Salzgehalte haben Einfluss auf die Meeresströmungen. Erst bei unter 0°C erreicht das Wasser seine größte Dichte, das salzarme Wasser schwimmt auf dem salzreichen Wasser und gefriert früher. Wetter und Gezeiten bringen die Salinität zu natürlichen Schwankungen, Anstieg durch die Ebbe wegen Verdunstung. 2.Meere: 2.1. Mittelmeer: Lage: Es liegt zwischen Europa und Afrika Allgemein: Das Mittelmeer ist eines der attraktivsten Meere der Welt aufgrund der goldenen Strände, seinem blauem Wasser und seinen vielen Wassersportmöglichkeiten. Dieses Meer ist sehr wichtig für den Tourismus aber auch für andere Industriearten. Industrie: Die Hälfte der gesamten organischen Belastung des Mittelmeeres wird durch die Industrie erzeugt, die andere Hälfte durch Abwässer und Landwirtschaft. Jährlich muss es ca. 2 Millionen Tonnen Öl, 800.000 Tonnen Nitrat und 60.000 Tonen Waschmittel aushalten. Eigenschaften: Im Gegensatz zum Atlantik gibt es im Mittelmeer nur schwache Strömungen. Es ist eines der am stärksten belasteten Meere weltweit. 56 Das Wasser hat eine Durschnittstemperatur von 15°C und einen Salzgehalt von 3,74 %, jedoch steigt der Salzgehalt Richtung Osten mit der Zeit ständig an. 2.2. Rotes Meer: Lage: Es liegt zwischen Nordostafrika und der indischen Halbinsel Allgemein: Das Rote Meer ist bekannt für seine Riffe, dadurch wählen es viele Touristen als Urlaubsziel. Weiters ist es für das ständige Wachstum durch aufquellendem Magma bekannt, dadurch driften die Arabische und die Afrikanische Platte seit 130 Millionen Jahren auseinander. Biologie: Größtenteils gibt es Saumriffe die sich wenige dutzend bis hunderte Meter vor der Küste oder in Inselnähe befinden. An den wenig vorhandenen flachen Stellen sind Fleckriffe vorhanden (z.B. Nordosten von Hurghada). Umweltschäden: Durch Einleiten ungeklärter Abwässer der wildes Ankern werden die Korallen stark geschädigt, meistens irreparabel. Durch Taucher werden angestammte Tierarten vermindert. Eigenschaften: Der Salzgehalt ist relativ hoch mit 4,2 %, dadurch kommt es zu vermindertem Planktonwachstum (gut für Taucher wegen ausgezeichneter Sichtweite). 2.3. Schwarzes Meer: Lage: Es liegt zwischen Osteuropa und Vorderasien. Eigenschaften: Das schwarze Meer hat einen Salzgehalt von 1,75 %. Zuflüsse: Donau, Dnjepr, Dnister 3. Stoffkreisläufe und Energieflüsse: 3.1. Beispiel: Plankton Das Plankton wird durch Meeresströmungen an andere Orte transportiert, diese werden dann von Fischen aufgesucht um zu fressen. Das Plankton bewegt sich im Laufe des Tages auf und ab (=Vertikalwanderungen). Diese Vertikalwanderungen ist von Licht und Temperatur abhängig. 57 3.2 Beispiel: Black Smoker (Tiefsee) Der Black Smoker stößt warmes Wasser bis zu 100m aus was sich auch seitlich verteilt (im Prinzip kleine Unterwasservulkane). Sie enthalten Eisen, Kupfer und Zink. Wenn der Zink Anteil am höchsten ist so können sich auch bläulich weiße Wolken bilden. Es können Temperaturen bis 350°C herrschen. In den Quellen herrschen die höchsten Salzkonzentrationen der Ozeane. Trotz der extremen Bedingungen konnte im Bereich der Black Smoker Leben entstehen und sich ein vielfältiges Ökosystem entwickeln. Die Black Smoker bilden ein eigenes Biotop mit zahlreichen Arten, die nur hier existieren können. 4. Spezialgebiet: Meeresströmungen und Fischgründe in der Tiefsee: Definition: Meeresströmungen sind die vertikalen bzw. horizontalen Transporte von Wassermassen im Weltmeer. Die Strömungen werden hauptsächlich durch Temperaturunterschiede und unterschiedliche Salzgehalte des Meerwassers erzeugt. 4.1. Golfstrom 58 Der Golfstrom ist eine warme, rasch fließende Meeresströmung im Atlantik .In Richtung Europa wird der Golfstrom zum Nordatlantikstrom. Er ist Teil der westlichen Randströmung und beeinflusst das Klima in Nordeuropa. Der Name Golfstrom wurde von Benjamin Franklin geprägt und bezieht sich auf den Golf von Mexiko. 4.2. Südäquatorialstrom Der Südäquatorialstrom ist eine permanente warme Meeresströmung von Ost nach West im Pazifik, Atlantik sowie im Indischen Ozean. Im Pazifik entsteht der Südäquatorialstrom aus dem kalten Humboldtstrom. An der Küste Perus wird der Humboldtstrom, bedingt durch die Corioliskraft, nach Westen abgelenkt und strömt entlang und südlich des Äquators in Richtung Australien und Südostasien. Da er große Wassermassen transportiert, wird der Wasserpegel in den Zielgebieten messbar erhöht. Das Klima der Galapagosinseln wird durch diese Strömung bestimmt. Er ist der 59 Hauptwasserlieferant des Golfstroms. 4.3. Fischgründe: Auf der Welt leben ca. 540 Millionen Menschen vom Fischfang. Die Weltmeere sind zu 32 % überfischt und wenn man die die zur erträglichen Grenze ausgebeutet sind dazu zählt, kommt man auf 85 % und der Konsum steigt jeden Tag. Vor 50 Jahren dachte man noch das man das Meer nie ausfischen könnte, doch heutzutage stellt man sich die Frage ob es noch einen Weg zurück gibt. In den vergangenen Jahrzehnten gab es einen enormen Fortschritt in der Technik, die Folgen waren größere Fangschiffe mit größeren Netzen. Durch hochgenaue 3D Sonargeräte werden heutzutage große Fischschwärme geortet und bis auf das letzte Exemplar erbeutet, seit 1950 hat sich die Menge des gefangenen Fisches vervierfacht. 5.Quellen: www.wikipedia.at http://www.wasser-wissen.de http://www.starfish.ch/Korallenriff/Ernaehrung.html http://www2.klett.de/sixcms/list.php? page=geo_infothek&article=Black+Smoker&node= www.google.at http://www.planet-wissen.de/natur_technik/meer/ueberfischung/index.jsp 60 Buch: Natura Biologie für Gymnasien (Seite 110-111) 61 62 Küstenzonen Inhaltsangabe 63 Küstentypen Die Arten von Küsten sind äußerst Vielfältig. Sie hängen von Klima, Meeresspiegelschwankungen, Strömungen und Substratbeschaffenheit ab. Hier unterscheidet man zwischen: • • Hartböden Sandböden schlicke Weichböden • Wichtige Küstentypen sind: • Hartböden: • Korallenriff • Felsküste • Sandboden: • Dünen • Weichböden: • tropische Mangroven • Salzwiesen • Sand- oder Weichboden: • Wattenmeer Die Küstenbesiedlung wird in charakteristische Zonen eingeteilt. Supralitoral: am weitesten landeinwärts gelegenen; kommt nur bei Springfluten und Wellenspritzer in Meerwasserkontakt - Quelle: Buch Natura S. 118 Substrat: im ökologischen Sinn: Substrat ist das Material in oder auf dem ein Organismus lebt. -Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28%C3%96kologie%29 64 Küstentyp Grundbeschaffenheit Klima Flora (dominant) Felsküste Gestein, künstliches Alle Hartsubstrat Klimate Tange, Flechten Wattenmeer Sand, Schlicksand, gemäßigt Kieselalgen, Schlick Seegras Düne Sand Alle Klimate Gräser, Salzpflanzen, Insekten, Heide Brutvögel Mangrove Sand, Schlick tropisch Mangrovenbäume, (Rhizophora, Avicennia u. a.) Korallenriff Biogener Kalk tropisch Symbiotische Algen Steinkorallen, reicher Fischbestand (Tabelle: Buch Natura S. 118) 65 Fauna (Bsp.) Algen, Viele festsitzende Formen, Seepocken, Schwämme, Moostiere ev. Ringelwürmer, Muscheln, Krebse Winkerkrabben u. a. Krebse, in den Baumkronen Landtiere Korallenriffe Riffregionen der Erde Das mit Korallenriffen bedeckte Gebiet auf der Erde umfasst 284'300 km². Tropische Korallenriffe können nur in Gebieten überleben, in denen 20°C äußerst selten unterschritten werden. Deswegen beschränkt sich die Entstehung auf einen Bereich zwischen dem 30 nördlichen sowie den 30 südlichen Breitengrad. Diesen Bereich nennt man „20°C-Isoterme“. Es gibt verschiedene Riffregionen, welche sich in der Zusammensetzung ihrer Fauna unterscheiden und auch einzelne Riffregionen, die ein eigenständiges Ökosystem beherbergen. Verteilung der Korallenriffe in Prozenten Asien/Pazifik 77,5% Afrika 7,5% Europa 7.1% Lateinamerika/ Karibik 5,4% Nordamerika 2,5% Die größte Konzentration an Korallenriffen gibt es in Indonesien und Australien. Quelle: World Atlas of Coral Reefs UNEP. Quelle: http://www.starfish.ch/Korallenriff/Meer.html http://de.wikipedia.org/wiki/Korallenriff 66 Karte der Riffregionen: Die Anzahl von Korallenriffen nimmt stark ab und schon ein Fünftel davon ist verschwunden. Gründe dafür: 1. Dynamitfischen 2. Zyanidfischen 3. Überfischung allgemein 4. die industrielle Verschmutzung 5. Bauaktivitäten 6. auf Grund gelaufene Schiffe Für 800 Millionen Menschen in: • Südost- und Südasien • in Ostafrika und • in der Karibik sind Korallenriffe vor allem als ausgezeichnete Proteinquelle von Bedeutung. Sie schützen Strände vor Erosion und Sturmschäden. Touristen schätzen die Riffe wegen ihrer Schönheit. 67 Für eine Vielzahl von Lebewesen ist die Existenz von Korallenriffe von großer Wichtigkeit, da sie in diesen beheimatet sind. Weltweit waren im April 2007 circa 20 Prozent der Korallenriffe zerstört und weitere 50 Prozent ernsthaft gefährdet. Die Korallenriffe werden ihrer Gebiete nach in zwei Typen eingeteilt: die tropischen Korallenriffe und die Tiefwasserriffe. Tropische Korallenriffe Liegen in der 20°C-Isotherme.Die meisten Steinkorallen leben in Symbiose mit Zooxanthellen und sind deswegen auf Sonnenschein angewiesen, der sich jedoch mit zunehmender Wassertiefe äußerst stark verringert. Die Gesamtfläche aller Korallenriffe beträgt etwa 600.000 km². Im Durchschnitt werden jährlich 640 Millionen Tonnen Riffkalk abgelagert. Es gibt zwei Hauptarten von tropischen Korallenriffen: In den Flachwasserzonen findet man Litorale (küstennahe) Riffe. Diese Riffe sind nährstoffreicher als neritide Riffe da es Süßwassereinleitungen gibt. Dadurch werden solche Riffe häufiger von Weichkorallen und Algen dominiert. Neritide Riffe liegen weit von den Kontinenten entfernt, an Orten wo durch vulkanische Aktivitäten Inseln bilden. Vor allem findet man diese Riffe im tropischen Pazifik. Hier befindet sich eine höhere Artenvielfalt, besonders bei Steinkorallen. „Zooxanthellen sind einzellige Algen. Wenn sie außerhalb der Korallen leben, sind sie beschränkt beweglich, und zwar mit Hilfe ihrer beiden Geißeln. Sie können eine Koralle, die ausgebleicht ist, "reinfizieren". Die grünlich-braune Farbe der Zooxanthellen wird dann von vielen Korallen übernommen.“ Zitat: http://www.thurauweb.de/algen/algen.htm Tiefwasserriffe Viele Steinkorallenarten können auch bei Temperaturen unter 20°C leben. Im Mittelmeer sind wenigstens 37 Steinkorallenarten bekannt, jedoch bilden diese keine Riffe. Die meisten Steinkorallenarten in kühlem und kaltem Wasser wachsen sehr langsam, bleiben klein und bilden keine Riffe. Sie nutzen das Sonnenlicht nicht als primäre Energiequelle und ernähren sich stattdessen von Zooplankton. Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Korallenriff 68 Mangrove Das Ökosystem Mangrove wird von Wäldern salztoleranter Mangrovenbäume im Gezeitenbereich tropischer Küsten mit Wassertemperaturen über 20 °C gebildet. Weltweit gibt es etwa 15 Millionen Hektar Mangrovenwälder, also 150.000 km². Beschreibung, Eigenarten und Vorkommen Mangrovenwälder bestehen aus Bäumen und Sträuchern verschiedener Pflanzenfamilien mit insgesamt fast 70 Arten, die sich an die Lebensbedingungen der Meeresküsten und brackigen Flussmündungen angepasst haben. Das salzige Brackoder Meerwasser, dem die Bäume des Mangrovenwaldes im Wechsel der Gezeiten ausgesetzt sind, führt zu einem sehr niedrigen Wasserpotential im Sediment, das die Wurzeln umgibt. Bereits bei der Wasseraufnahme durch die Wurzeln schließen Mangrovenbäume einen Teil der für Pflanzen normalerweise schädlichen Salzionen aus. Das trotz der selektiven Aufnahme in den Organismus gelangte Salz wird wegen seiner schädlichen Wirkung auf Stoffwechselvorgänge in den Vakuolen der Zellen eingelagert und führt zu Salzsukkulenz. Bestimmte Mangrovenbaumarten können über Salzdrüsen der Blätter überschüssiges Salz ausscheiden, bei anderen verbleibt das Salz bis zum Abwerfen der Blätter im Organismus der Pflanze. Weitere Anpassungen der Mangrovenbäume an ihren Standort betreffen die Wurzeln. Wurzeln benötigen Sauerstoff für die Zellatmung, dieser steht aber in Schlickböden des Gezeitenbereichs nicht zur Verfügung. Um die Versorgung der unterirdischen Wurzeln mit Sauerstoff trotzdem sicherzustellen, besitzen die Wurzelsysteme von Mangrovenbäumen „Belüftungssysteme“: Besondere überirdische Wurzelorgane (Stelzwurzeln, Pneumatophore) werden über Lentizellen ihrer Rinde mit atmosphärischem Sauerstoff versorgt und leiten diesen über luftleitende Gewebe (Aerenchyme) an das unterirdische Wurzelsystem weiter. 69 Die natürliche Verjüngung ist z.B. bei den Mangroven der Familie der Rhizophoragewächse dadurch an die besonderen Standorteigenschaften angepasst, dass Samen innerhalb der Frucht noch auf der Mutterpflanze keimen und schwimmfähige, zigarrenförmige Keimlinge ausbilden (Viviparie), die längeres Verdriften mit den Meeresströmungen überleben, aber an günstigen Standorten schnell Wurzeln bilden können. Andere Mangrovenbäume besitzen ebenfalls weit entwickelte, schwimmfähige Früchte oder Keimlinge. Man unterscheidet West- und Ostmangroven. Erstere gedeihen an den Küsten Amerikas und Westafrikas, während Ostmangroven die Küsten Ostafrikas, Madagaskars, Indiens und Südostasiens besiedeln.Während die Westmangroven mit etwa acht Baumarten relativ artenarm sind, finden sich in den Ostmangroven über 50 Baumarten, u.a. die Nipapalme. Aufgrund der extremen Bedingungen im Gezeitenbereich haben sich in Mangrovenwäldern verhältnismäßig produktive Gemeinschaften hoch spezialisierter Lebewesen entwickelt. Hier teilen sich Meeresund Landorganismen den gleichen Lebensraum. Während in den oberen Stockwerken der Baum- und Strauchschicht terrestrische Organismen leben, wohnen zwischen den Wurzeln echte Meeresbewohner. Das Wurzelwerk der Mangrovenbäume und das sich zwischen den Wurzeln sammelnde Sediment sind Lebensraum und Kinderstube zahlreicher Organismen; Mangroven sind wichtige Laich- und Aufwuchsgebiete für Fische, Krebse und Garnelen, von denen einige später Korallenriffe oder andere Ökosysteme der Küstengewässer bevölkern. Mangroven sind an Gegenden der Erde gebunden, in denen ihre Aktivittsperiode nicht durch einen kältebedingten Laubabwurf unterbrochen wird. Wegen des hohen Energieaufwands, den die Anpassungen der Mangrovenpflanzen an den Standort erfordern, erreichen diese Wälder oft nur Höhen von weniger als 5 Metern, im Optimalbereich auch von weit über 20 Metern. Entlang arider Küsten, auf Koralleninseln und an der nördlichen und südlichen Verbreitungsgrenze in den Subtropen entwickelt sich eine niedrige, buschartige Mangrove. Ihre größte Ausdehnung erreichen Mangrovenwälder im Bereich der Ästuare großer Flüsse in regenreichen und warmen Regionen. 70 Nutzen Neben Korallenriffen und den tropischen Regenwäldern zählen Mangroven zu den produktivsten Ökosystemen der Erde. In den Kronen des Mangrovenwaldes leben Reptilien und Säugetiere. Viele Wasservögel nutzen das reiche Nahrungsangebot und nisten in den Baumkronen. Das dichte Wurzelwerk der Mangroven bietet einer großen Zahl von Organismen auf engem Raum eine hohe Zahl kleinster Habitate. Die Wurzeln bieten vielen Fischen, Muscheln und Krabben einen sicheren Lebensraum und den Larven und Jungtieren vieler Arten beste Bedingungen. Auf den hölzernen Wurzeln der Bäume leben Schnecken, Algen, Austern, Seepocken und Schwämme. In tieferem Wasser leben Pistolenkrebse und Fische (zum Beispiel Sciaenidae). Deshalb werden viele Mangrovenwälder in Sammelwirtschaft vom Menschen genutzt (beispielsweise Mangrovenkrabben, Muscheln); daneben steht die oben erwähnte Bedeutung der Mangroven für die Fisch- und Garnelenbestände. Mangroven bieten Schutz gegen Küstenerosion. Die zerstörerische Wirkung von Flutwellen und Tsunami auf menschliche Siedlungen an der Küste kann durch davor liegende, intakte Mangrovenwälder reduziert werden. Gefährdung Mangrovenwälder sind in vielen Teilen der Welt vor allem durch die Anlage und Ausweitung von intensiv bewirtschafteten Garnelenzuchten („shrimp farms“) gefährdet. Weil die Shrimpteiche nach nur drei bis zehn Jahren schwer mit Chemikalien verseucht sind, müssen sie nach nur wenigen Jahren wieder aufgegeben werden. Eine Wiederaufforstung mit Mangroven ist danach fast immer unmöglich. Weitere Gefährdungsursachen sind Verschmutzung durch Öl (Panama, Persischer Golf), aber auch Trockenlegung von Mangrovengebiet im Zuge des Siedlungsausbaus im Küstenbereich. Die ortsansässige Bevölkerung nutzt das Holz der Mangroven als Brennholz, zur Gewinnung von Holzkohle oder Gerbstoffen. Die Erträge der Küstenfischerei gingen dort drastisch zurück, wo die Mangrovenwälder großflächig abgeholzt wurden. Anstrengungen zur Wiederaufforstung von Mangroven werden zum Beispiel in Vietnam, Thailand, Indien, Sri Lanka und auf den Philippinen unternommen. Trotz dieser Bemühungen hält die Zerstörung von Mangrovengebieten an; der Verlust der letzten 20 Jahre beläuft sich auf 25% der im Jahre 1980 vorhandenen Fläche. 71 Gefährdung der Küsten Die ökologische Vielfalt wird durch das Einschreiten der Menschen, welche die Küsten verändern, gefährdet. Die Veränderungen sind in den folgenden Bereichen angelegt: • • • • • • • • • Industrialisierung Urbanisierung Landwirtschaft Tourismus Fischerei Aquakulturen Offshore-Windparks Schifffahrt Maßnahmen zum Küstenschutz Einige Beispiele dafür sind: Mit „Hotelburgen“ verbaute Strände Tankerunfälle, welche die Küstenzonen verölen Häusliche und industrielle Abwässer die das Meerwasser verschmutzen Aquakulturanlagen für die billige Produktion von Meerestieren, wodurch Mangrovenwälder vernichtet werden • usw. • • • • Diese verursachen vielfältige ökologische, ökonomische und soziale Folgen. Oft wirken sich diese grenzüberschreitend aus. Doch nicht nur durch die Aktivitäten der Menschen werden die Küstenzonen gefährdet. Sie sind sehr oft von Naturkatastrophen betroffen. Diese sind zum Beispiel: 1. 2. 3. 4. 5. Sturmfluten Tsunamis die Klimaanomalie El Niño Der Anstieg des Meeresspiegels aufgrund der globalen Erwärmung uvm. Quelle: Buch Natura S. 118 72 73 Moor & Tundra Das Moor Moore sind nasse Lebensräume. Der ständige Wasserüberschuss aus Niederschlägen oder Mineralbodenwasser bedeutet einen Sauerstoffmangel und führt zu einem unvollständigen Abbau der pflanzlichen Reste, die als Torf abgelagert werden. Des Weiteren zeichnet sich das Moor durch starke Nährstoffarmut und einen sauren pH-Wert aus. Das wesentliche Element von Mooren ist das Vorkommen von Torf. Unter Torf versteht man die nach dem Absterben von Pflanzen nicht oder unvollständig zersetzte organische Substanz. Torfe entstehen bei ständig hohem Wasserstand und Sauerstoffarmut. Man spricht erst von Mooren, wenn eine Torfmächtigkeit von über 30cm besteht. Bei einer Torfmächtigkeit unter 30cm spricht man von Anmoorböden. Voraussetzung für die Entstehung eines Moores ist ein wasserundurchlässiger Untergrund und eine Bodensenke. 74 Es gibt drei Entwicklungsstufen: 1) Das Niedermoor (auch Flachmoor): In diesem Stadium wird das Moor von nährstoffreichem aber sauerstoffarmem Grundwasser und Oberflächenwasser gespeist. Das Niedermoor ist klimaunabhängig. Sie entstehen durch Verladung von Gewässern. Es ist oft auch für den Fachmann schwer sie von Sümpfen zu unterscheiden. Ein Grund dafür ist, dass sie über lange Zeiträume in ähnlicher Weise landwirtschaftlich genutzt wurden. Nicht jedes Niedermoor muss sich zwanghaft zu einem Zwischenmoor oder Hochmoor entwickeln. 2) Das Zwischenmoor (auch Übergangsmoor): In niederschlagsreichen Regionen kann sich aus einem Niedermoor ein Hochmoor entwickeln. Die Übergangsphase, in der es sowohl vom Grundwasser oder Oberflächenwasser. 3) Das Hochmoor: Ist die letzte Entwicklungsstufe und zeichnet sich durch starke Nährstoffarmut aus. Sie werden nicht vom Grundwasser, nur vom Regenwasser mit Nährstoffen versorgt. Sie können grundsätzlich nur dort entstehen, wo die Niederschlagsmenge immer höher sind als die Verdunstungsmenge. Moore kommen in Mitteleuropa aufgrund der gemäßigten Temperaturen im Sommer und der hohen Niederschlagsmenge am meisten in den ozeanischen Bereichen vor. 1 75 Lebewesen des Moors Fauna: Wilde Hochmoore sind besonders arten- und individuenarm. 76 Aufgrund des sauren Wassers gibt es keine Fische. Tiere, wie Schnecken, Muscheln Krebse, die Kalzium benötigen gibt es ebenfalls nicht. Allerdings besteht eine hohe Artenvielfalt an Insekten, darunter zahlreiche Libellen. Man findet zahlreiche spezialisierte Käfer und Schmetterlinge und etliche Spinnenarten. Einzellige Tiere leben meist im Moorwasser. Als Amphibien wären vor allem der Moorfrosch zu nennen , Schlangen suchen die Moore zum Jagen auf. Flora Es herrscht eine geringe Artenvielfalt die dafür hochspezialisiert ist. Das Regenwasser spielt eine große Rolle für Pflanzen im Hochmoor (da kein Kontakt zum Grundwasser). Es gibt Phasen extremer Trockenheit. Wärme Wind können ein wüstenähnliches Kleinklima mit Temperaturunterschieden von 60°C erzeugen Bodenfröste sind wegen der geringen Wärmespeicherkapazität sogar im Sommer möglich Die Flora hängt von den Nährstoffen Stickstoff, Phosphor u. Kalium ab. Der Boden ist schwach sauer bis sauer. 2 Spezialgebiet: Schremser Hochmoor Das Schremser Hochmoor – von den Einheimischen Torfstich genannt – war mit 300 Hektar einst das größte Hochmoor Niederösterreichs. Dieses Paradies für Naturliebhaber wurde im Jahr 2000 unter Naturschutz gestellt und zum 22. Naturpark Niederösterreichs erklärt. Ein Hochmoor, auch bekannt unter Regenmoor, ist ein saurer, nährstoffarmer und nasser Lebensraum mit starken jahres- und tageszeitlichen Temperaturschwankungen. In der Natur nehmen Hochmoore eine Sonderstellung ein, da sie ihre selbst regulierende Kraft von allen anderen Ökosystemen der Erde unterscheidet. Moore sind Lebensräume mit positiver Stoffbilanz, das heißt die Bildung organischer Substanz ist größer als ihre Zersetzung und damit ihr Aufbrauch. Moore sind damit riesige Stoffsenken für Kohlenstoff und Stickstoff. Inmitten dieses einzigartigen Ökosystems ist die Flora und Fauna hoch angepasst. So finden sich in Mooren Pflanzen und Tiere, die ausschließlich dort überleben können. Entlang der Wanderwege durch den Naturpark Hochmoor Schrems sind Schautafeln angebracht, die nähere Informationen über das Ökosystem Moor gleich vor Ort liefern. 2 Http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/16488/moore.pdf? command=downloadContent&filename=moore.pdf 3 http://www.unterwasserreich.at/ Spezialgebiet: Heidenreichsteiner Moor Der Naturpark Heidenreichsteiner Moor ist ein Naturpark auf dem Gebiet der Stadtgemeinde Heidenreichstein im nordwestlichen Waldviertel. 77 Es beinhaltet als Kern etwa 30 Hektar Moorflächen, die als Naturschutzgebiet Gemeindeau und als Natura 2000-Gebiet ausgewiesen sind. Im Naturpark befindet sich das Naturdenkmal Hängender Stein. Der Naturpark ist ganzjährig frei zugänglich. Von Mai bis September werden Führungen angeboten. Der 1989 mit der Bezeichnung Hochmoor Gemeindeau - Heidenreichstein gegründete Naturpark war zuvor als Gemeindeau bereits Naturschutzgebiet gewesen. 2005 wurde er neu konzipiert, in Naturpark Heidenreichsteiner Moor umbenannt und gilt als Beispiel für Moore, die behutsam dem Tourismus geöffnet wurden, während gleichzeitig Konzepte zur Erhaltung und schonenden Nutzung umgesetzt werden. Die Moorlandschaft beginnt im Norden als Hochmoor und setzt sich Richtung Süden als Übergangsmoor fort. Am Rande des Winkelauerteiches handelt es sich um ein Verlandungsmoor. Neben dem Winkelauerteich befindet sich im Naturpark der Gemeindeteich als weiteres stehendes Gewässer. Beim Heidenreichsteiner Moor handelt es sich um ehemalige Torfstiche, die sich seit der Aufgabe ihrer Nutzung auf natürliche Weise regenerieren. Die Regeneration hat ein Stadium erreicht, in dem die Mooroberfläche soweit aus dem Grundwasserbereich herausgewachsen ist, dass sich Gehölze (Birke, Rotföhre) entwickeln können. Eine besondere Rolle spielen dabei die alten Entwässerungsgräben, die nach wie vor aktiv sind. Um die offene Moorfläche als Element der dortigen Kulturlandschaft zu erhalten, ist es notwendig, den Grundwasserspiegel mit Dämmen knapp unter der Mooroberfläche zu stabilisieren und die aufkommenden Gehölze zu entfernen. Ein entsprechendes Projekt wird von einem Forschungsinstitut der Universität Wien auf wissenschaftlicher Basis durchgeführt.4 4 http://de.wikipedia.org/wiki/Naturpark_Heidenreichsteiner_Moor Tundra Biotop: Das Klima der Tundra zeichnet sich durch lange, kalte Winter und kurze, kühle Sommer aus. In der langen Polarnacht kommt die Sonne über Monate gar nicht oder nur kaum zum Vorschein, während sie in den Sommermonaten mitunter die ganze Nacht hindurch scheint. Die Vegetationsperiode dauert hier nur etwa 60 Tage. Tundren erstrecken sich nördlich der eurasischen und amerikanischen Waldgrenze und auf einigen antarktischen und arktischen Inseln. Weil der Boden auch im Sommer nur etwa 30 -50cm tief auftaut (Permafrost) kann das Wasser nicht versickern, er ist also meist vernässt, weshalb Seen, Sümpfe und Moore das Landschaftsbild prägen. Bäume sind vorwiegend im südlichen Randgebiet angesiedelt, daran schließt sich die Zone kleiner Sträucher, Gräser an und in ganz nördlichen Regionen herrschen nur noch Flechten, 78 Moose und Algen.5 Biozönose: Flora: Die Zahl der Pflanzenarten in der Tundra ist gering, und ihr Wuchs niedrig, da sich der größte Teil der Biomasse in den Wurzeln konzentriert. Die Wachstumszeit ist kurz, und die Fortpflanzung der Flora ist eher vegetativ (ungeschlechtlich) und vollzieht sich durch Knospung. Zu den typischen Pflanzen in Tundren gehören Wollgras, Sauergräser und Zwergheiden zusammen mit Moosen und Flechten. Diese Pflanzen sind an starke Winde und an Bodenstörungen durch Frosthebung angepasst. Auch bei niedrigen Temperaturen, geringen Lichtintensitäten und langen Tageslichtperioden läuft bei diesen Pflanzen der Prozess der Photosynthese ab.6 5 http://www.myss.de/science/oekologie/oekosysteme.html#Tundra 6http://biologie.rainer-grundel.de/oekologie/oekosysteme.htm Fauna: Die Vielfalt der Arten ist in der Tundra, einer lebensfeindlichen Umwelt, begrenzt. Moschusochsen, Karibus und Rentiere sind die vorherrschenden großen Weidetiere, die sich von Süßgräsern, Sauergräsern, Flechten und Weiden ernähren; der Moschusochse ist in seiner Verbreitung sogar auf die Tundra beschränkt. Schneehasen und Lemminge ernähren sich von Gräsern und Sauergräsern. Zu den Raubtieren gehören Wolf und Polarfuchs, ein Beutegreifer unter den Vögeln ist die Schnee-Eule. Außerdem sind Eisbären und manchmal auch Braunbären 79 anzutreffen. Es gibt viele verschiedene Arten von Insekten wie Blattläuse, Stechmücken, Schmetterlinge, Käfer und Heuschrecken. Zur Gebirgstierwelt gehören Schneeziege, Dickhornschaf, Pfeifhase, Murmeltier und Schneehuhn. Charakteristisch für die Tierwelt der Tundra sind periodische Bestandsschwankungen, wie sie beispielsweise von Lemmingen bekannt sind. Anpassungsstrategien der Lebewesen: • Erhöhen der Wärmeproduktion • Tiere der Tundra sind gut isoliert • Bergmannsche Regel: Vögel und Säugetiere kalter Gebiete sind größer als die wärmerer Gegenden, weil ein großes Volumen-Oberflächenverhältnis zu einem geringeren Wärmeverlust führt. • Allensche Regel: Je kühler das Klima, desto kleiner sind die Körperanhänge. Großflächige Körperanhänge (z.B. Ohren, Füße, Schwanz) würden zu großen Wärmeabgaben führen, sind daher eher bei Bewohnern heißer Gebiete anzutreffen.) • Das Fell der hier lebenden Tiere ist sehr dicht, vor allem im Winter, teilweise bedeckt es sogar die Fußsohlen, wie beim Eisfuchs. Darunter sitzt oft eine zentimeterdicke Fettschicht • Verhaltensanpassung wie Abwanderung, Winterschlaf, -ruhe, Aufenthalt im Nest, Einkugeln7 7 http://www.myss.de/science/oekologie/oekosysteme.html#Tundra Problematik Permafrostboden: Im Permafrostboden sind seit rund 12.000 Jahren organische Stoffe konserviert. Doch der Permafrost ist auf dem Rückzug: Durch die Klimaerwärmung beginnen die arktischen Böden immer weiter zu tauen. Dies hat eine Freisetzung der konservierten Stoffe zur Folge. Amerikanische Forscher haben ermittelt, wie viel CO2 bis 2020 emittiert wird. Sie kamen auf 190 Milliarden Tonnen – eine Menge, die der Hälfte des gesamten seit 1820 von uns in die Atmosphäre geblasenen Kohlenstoffs entspricht. Dies würde den Klimaschutz nun noch weiter erschweren. 8 80 8 Http://www.g-o.de/inc/artikel_drucken.php?id=13005&aflag=1 81 82 Ökosystem Wüste Biotop: Wüstengebiete sind von Wassermangel geprägt und zwingen so Pflanzen und Tiere aber auch den Menschen zu ganz spezifischen Anpassungen. In der Wüste herrscht Vegetationsarmut. Typisch ist seltener Regenschauer. Doch wenn es einmal regnet, dann meist sehr heftig. Nach solchen Regenschauern blüht die Wüste auf. Es wachsen farbenprächtige Wüstenpflanzen, die aber wegen des fehlenden Wassers einen kurzen Lebenszyklus haben. 83 Begrenzende Faktoren: Die besonderen Merkmale der Wüste in Bezug auf die Lebensbedingungen: • Wassermangel, extrem seltene Regenfälle, nur kurze, heftige und unregelmäßige Gewitterschauer • große Hitze, die Sonneneinstrahlung wird nicht durch Wolkendecken gemildert, sondern trifft nahezu unvermindert auf der Erdoberfläche auf • arides Klima (Verdunstung ist höher als Niederschlagsmenge) • große Temperaturunterschiede, die Atmosphäre kann aufgrund der geringe, Luftfeuchtigkeit die Wärme nicht speichern, bei Nacht fällt die Temperatur nicht selten um 60°C • die trockenen Luft führt zur Verdunstung und dadurch zur Versalzung • Nahrungsmangel, wegen der Armut an grünen Pflanzen. Wasser ist in der Wüste der limitierende Faktor. Wasser ist für alle Lebewesen auf verschiedenste Art wichtig. Es dient als • Reaktionspartner bei biochemischen Prozessen, wie der Fotosynthese • Lösungsmittel bei allen Reaktionen des Stoffwechsels • Kühlmittel, Transpiration ermöglicht Kühlung durch Verdunstung • Lebensraum. Biozönose: 84 Flora: Um im Ökosystem Wüste überleben zu können entwickelten Flora und Fauna spezielle Methoden. Beispielsweise gibt es wassersparende,wasserspeichernde,unterirdisch überdauernde und Pflanzen mit kurzer Vegetationszeit.So gelingt es Pflanzen auch während längerer Dürreperioden ihren Wasserhaushalt aufrechtzuerhalten. Beispiele für typische Wüstenpflanzen: • mehrjährige Pflanzen: Tamarisken, Dattelpalmen oder Büffelgras ▪ einjährige Pflanzen: Cactaceae, Euphorbiaceae, Chenopodiaceae, Crassulaceae oder Aizoaceae Fauna: In vielen Wüsten der Welt sind trotz der vermeintlich lebensfeindlichen Bedingungen zahlreiche Tierarten anzutreffen.Besonders häufig sind diverse Reptilienarten anzutreffen (z. B. Insekten und Skorpione) Um sich von der großen Hitze besser schützen zu können, haben Insekten meist außergewöhnlich lange Beine.So und durch schnelle Fortbewegung können sie sich vor Überhitzung schützen. Beispiele für typische Wüstentiere: Echsen, Schlangen, Insekten, Spinnentiere, Springmäuse, Rennmäuse, Wüstenfüchse oder Wildkamele. Einige kommen mit sehr wenig Wasser aus, andere müssen überhaupt nicht trinken. Spezialgebiete (Wüste) Die größten Wüsten Nr. Fläche (km²) Name Kontinent 1. 13.200.000 Antarktika Antarktis 2. 8.7000.000 Sahara Afrika 3. 1.560.000 Australische Wüsten Australien 4. 1.300.000 Arabische Wüsten Asien 5. 1.040.000 Gobi Asien 6. 900.000 Kalahari Afrika 7. 330.000 Takla Makan Asien 8. 320.000 Sonora Nordamerika 9. 273.000 Karakum Asien 10. 273.000 Tharr und Cholistan Asien 85 Antarktika: Antarktika liegt vollständig südlich des 60° südlichen Breitengrades und ist vom Südlichen Ozean umgeben. Zum Kontinent gehören neben dem antarktischen Festland zahlreiche vorgelagerte Inseln auf dem Kontinentalschelf, sowie die zahlreichen Schelfeistafeln. Antarktika liegt heute im Zentrum einer Kontinentalplatte und ist an allen Seiten von mittelozeanischen Rücken umgeben. Nur die der Antarktischen Halbinsel vorgelagerten Südlichen Shetlandinseln liegen auf einer eigenen Mikroplatte. Temperatur Antarktika ist der kälteste Kontinent der Erde. Die inländische Jahresdurchschnittstemperatur liegt bei −55 °C. Die Monatsmitteltemperaturen variieren aufgrund der Tageslänge. Auf dem Polarplateau erreichen die Temperaturen zwischen −40 und −68 °C und an der Küste zwischen ca. −18 °C im Juni und einigen Grad über null im wärmsten Monat Januar. Die tiefste jemals auf der Erde in der freien Natur gemessene Temperatur beträgt −89,2 °C, sie wurde am 21. Juli 1983 von der sowjetischen Wostok- Station auf dem Polarplateau aufgezeichnet. Niederschlag In der Regel handelt es sich bei den antarktischen Niederschlägen um Schnee. Im Jahresdurchschnitt sind das etwas über 40 l/m 2 im Inneren des Erdteils.Nach niederschlagsorientierter Definition sind diese Gebiete also eine Wüste (und zwar die größte der Welt). Zur Küste hin nimmt der Schneefall jedoch deutlich zu. Sahara Sie erstreckt sich von der afrikanischen Atlantikküste bis zur Küste des Roten Meeres und bildet annähernd ein Trapez von 4500 bis 5500 Kilometern westöstlicher und 1500 bis 2000 Kilometern nordsüdlicher Ausdehnung. Die Sahara ist größtenteils eine Steinwüste oder Felswüste. Die überwiegend bekannte Sandwüste ist 20% der ganzen Wüste. 86 Temperatur Im Sommer schwanken die Temperaturen zwischen 60°C und 30°C. Im Winter kann es im Winter sogar auf -10°C fallen. Niederschlag Die durchschnittliche Niederschlagsmenge in der Sahara beträgt ca. 45,5 mm. Manche Jahre regnet es jedoch gar nicht. Der Einfluss der Sahara auf das globale Klima ist nur teilweise geklärt. Steppe Als Steppe bezeichnet man eine aride baumlose Graslandschaft der gemäßigten Breiten beiderseits des Äquators bezeichnet. Steppentypen Grassteppe (Prärie, Pampa) Krautsteppe (Gebüsch) Salzsteppe (Salzpflanzen) Zu den Steppen der gemäßigten Zone gehören: die Eurasische Steppe, die sich von der Puszta in Ungarn und der Bărăganin Rumänien bis in die östliche Mongolei erstreckt. Teile der Halbwüste Gobi die Prärien und Great Plains in Nordamerika die Pampa in Südamerika Teilgebiete des Outbacks in Australien die High Country auf Neuseeland das Veld in Südafrika 87 88 89 Lebensraum: Stadt Historische Entwicklung von Städten Im 9./8. Jahrhundert vor Chr. entstand die erste Entwicklung einer Stadt und zwar in Palästina. Jericho allerdings gilt als älteste bekannteste Stadt. Im Jahr 1800 lebten etwa 2 Prozent der Weltbevölkerung in Städten, im Jahr 1950 schon 30%. Das bedeutet jeder Dritte lebt in einer Großstadt. 2000 lebten 47% in Städten, fast jeder zweite. Im Jahr 2008 lebten bereits mehr Menschen (3,3 Mrd.) in 'Megacities' als im Umfeld und Land. Laut Forschungen und Wissenschaftlern werden 2030 2/3 der Menschen In Großstädten leben (60%). 180.000 Menschen ziehen täglich vom Land in die Stadt. 1950 gab es mit New York nur eine einzige Stadt mit über 10 Millionen Einwohner, 2000 waren es dann mittlerweile 19. 90 Biotop: Große Städte zeigen häufig ein mosaikartiges Muster und sind sehr vielfältig strukturiert. Es gibt sehr unterschiedliche Gebiete, teils sind diese dicht besiedelt und asphaltiert. Teils werden auch Grünflächen wie Parks und Friedhöfe angelegt . Der Stadtkern ist eigentlich immer dicht besiedelt, am Rand einer Stadt befinden sich häufig grüne Flächen und kleine Wälder. Fast 50% der Weltbevölkerung lebt in Städten, in Europa sind das fast 70%. Die Temperaturen in Stadtkern sind oft höher als im Umland. Im Wärmehaushalt spielen Bodenoberflächen, Häuser und Heizungen eine wichtige Rolle im Bezug auf den Strahlungshaushalt, Wärmetransport und Verdunstung. Da Häuser und asphaltierte Flächen Wärme besser aufnehmen können, werden sie als Wärmeinsel genutzt. Auf Grünflächen ist die Verdunstung und Luftfeuchtigkeit höher als auf asphaltierten Flächen. Wien: Trockenrasen, Feuchtwiesen und Teiche werden geschützt und Ziel ist der Erhalt von den abgegrenzten biologischen Einheiten. 91 Biozönose: Der Großteil denkt dass es in Städten kaum Tiere und Pflanzen zu finden gibt, doch dies ist ein Irrtum. Durch die vom Menschen ständig veränderte Umgebung, gibt es auch in Städten eine Vielfalt von Pflanzenarten. Diese konzentrieren sich auf ihre Fortpflanzung (r-Strategen), und das Ökosystem Stadt kann sich daher nie im Klimaxstadium (ausgereifter Zustand) befinden außer an Friedhöfen und in Parks. Die vorhandenen Pflanzen passen sich gut an ihre ständig wechselnden Bedingungen an. Städte haben gegenüber dem umgebenen Land eine eigene Klimatische struktur. 92 Stoffkreislauf & Energiefluss: Die Gesamtheit der Energie, die eine Lebensgemeinschaft benötigt stammt von der Sonne. Nur die grünen Pflanzen können diese Energie gemeinsam mit anorganischen Stoffen (Kohlenstoff, Wasser, Mineralstoffe) zu Zuckerverbindungen (Nährstoffe) umwandeln. Dieser Vorgang heißt Photosynthese. Von der Sonne ausgehend fließt die Energie förmlich durch die Nahrungskette. In jeder Stufe der Nahrungskette wird viel Energie verbraucht. Deshalb gibt es auch vielmehr Biomasse an Pflanzen als an Pflanzenfresser und auch mehr Pflanzenfresser als Fleischfresser. Die letzte Kategorie von Lebewesen in der Nahrungskette sind die Zersetzer (verschieden Insektenarten, Würmer, Pilze, Bakterien). Sie zersetzen totes Material von Tieren und Pflanzen (Kot, Kadaver, Laub etc.) unter Verbrauch der enthaltenen Energie wieder zu anorganischen Grundstoffen. Diese Stoffe stehen wieder den Pflanzen für die Photosynthese zur Verfügung, die wieder organische Substanzen aufbauen.Dadurch ist der Stoffkreislauf geschlossen. 93 Spezialgebiet Wien: ... ist die Bundeshauptstadt von Österreich und hat 1,7 Millionen Einwohner. Wien wird als Stadt mit der höchsten Lebensqualität gewertet. Es gibt 23 Bezirke, die von innen nach außen geordnet sind. Im äußeren Raum befinden sich meist grüne Flächen und Wälder. Es liegt am östlichen Rand Österreichs. Am Westrand befindet sich das Wiener Becken wo die Donau zu finden ist. Wien ist eine der bedeutendsten Städte Mitteleuropas da es sich zwischen den nordöstlichen Ausläufern der Alpen im nordwestlichen Bereich des Wiener Beckens. In der Stadt leben außerdem viele Tiere wie zum Beispiel:Hunde, Katzen, Tauben, Hasen, Hamster, Fische, Rehe, Schlangen, Gelsen, Fliegen, Bodentiere( Asseln, Ameisen, ... ). Natürlich gibt es im Tiergarten Schönbrunn auch Tiere dessen natürlicher Lebensraum nicht die Stadt ist. 94 95 Die SchülerInnen der 6c (2011/2012) danken für Ihr Interesse! 96