Vorlesung 1 Einführung Flashcards
(69 cards)
1
Q
Was wird von der Ökologie erwartet?
A
Naturwissenchaftliche Lösungsvorschläge
Bsp:
- Überbevölkerung und Ressourcenverbrauch
- Erhalt der Biodiversität
- Eindämmung der Klimaveränderung
2
Q
Was sind die zwei Kerngebiete laut Haeckel von der Ökologie
A
- BEZIEHUNG: Interaktionen zwischen Organsimen und Stofflüssen
- UMWELT: belebte und unbelebte Faktoren und Elemente der Umgebung
3
Q
Warum ist Ökologie keine (be)wertende Wissenschaft?
A
- analysierende Wissenschaft
- kein Synonym für Umwelt
- nicht gleichzusetzen mit Umweltschutz welcher bedeutet:
- Ziel die Umwelt zu verbessern
- Aktivität im Bereicch der Öffentlichkeitsarbeit
4
Q
Definition: Ökologie (Was ist Ökologie)
A
- abgeleitet vom griech. oikos (Haus, Haushalt) und logis (Lehre)
-> Lehre vom Haushalt der Natur
5
Q
Von wem wurde der Begriff Ökologie geprägt?
A
- Ernst Haeckel im Jahr 1866 (in seinem Buch “Generelle Morphologie der Organismen”)
- er beschreibt Öko als wissenchaftliche Erforchung der Beziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt
6
Q
Welche 2 Hauptfaktoren bestimmen die Nutzung der natürlichen Ressourcen?
A
-Bevölkerungszahl
-Pro-Kopf-Verbrauch
–> kontinuirlicher Anstieg beider Größen
7
Q
Womit beschäftigt sich die Humanökologie?
A
Wechselbeziehung zwischen Mensch und Umwelt
8
Q
Was versteht man unter einem Ökosystem?
A
- Organsimen treten innerhalb von Ökosystemen (Umgebung in der Organsimen) mit ihrer spezifischen Umwelt in Wechselwirkung
- Auszeichnung von Ökosystemen durch bestimmte strukturelle und fuinktionelle Eigenschaften
sowohl biologische ökologische als auch technische Systeme (Ottomotor eines Autos) - Stabilität durch Komplex an Komponenten gewährleistet
-> diese Komponenten sind gesetztmäßig und regelhaft angeordnet
- stehen gegenseitig in positiver und negativer Wechselbeziehung
9
Q
Wie wird die Menge der Ressourcen bestimmt und wann liegt eine nachhaltige Ressourcennutzung vor (Input-Output-Verhältnis)?
A
-Die Menge wird durch Input (Zufuhr) und Output (Verbrauch) ermittelt
- wenn Input = Output liegt eine nachhaltige Ressourcennutzung vor
10
Q
Wie lauten die 2 Grundbausteine (Komponenten) des Ökosystems
A
belebte (biotische-> Lebensgemeinschaften (Biozönose)
unbelebte (abiotische)-> Lebensraum (Biotop)
11
Q
Definition: Biozönose laut Möbius
A
(Lebensgemeinschaft)
- Gemeinschaft von lebenden Wesen, für eine den durchschnittlichen äußeren Lebensverhältnissen entsprechenden Auswahl und Anzahl von Arten und Individuen, die sich geegenseitig bedingen und durch Fortpflanzung in einem abgemessenen Gebiet dauernd erhalten
-> an Umwelt angepasste Lebensgemeinschaft,m die sich in einem bestimmten Gebiet selbst ernährt
12
Q
Was waren die Erkentnisse von Möbius (Biozönose)
A
- jede Austernbank ist eine (nicht zufällige!) Gemeinde lebender Wesen
- diese stellt eine bestimmte Auswahl von Arten und eine Summe von Individuen dar
- die Arten finden an dieser Stelle Bedingungen für Besiedlung und Erhaltung
13
Q
Definition Biotop
A
Lebensraum
- Lebensstätte einer Biozönose
Bsp: Regenwald Biotop für alle darin vorkommenden Arten
14
Q
Definition: Habitat
A
- bezeichnet den typischen Standort einer Pflanze oder eines Tieres
15
Q
Definition: Assoziation
A
Pflanzengemeinschaft
- Regionen mit ähnlichen KLima beherbergen Pflanzen mit ähnlichen Lebensformtyp
- (Arten können taxonomisch sehr
verschieden sein, ihre strukturellen und funktionelle Eigenschaften spiegeln jedoch die
Umweltbedingungen am Standort wider)
16
Q
Was bedeutet ökologische Nachhaltigkeit?
A
-Beruht auf dem Gleichgewicht zwischen Zufuhr und Verbrauch
- Ziel: langfrisitge Erhaltug von Ressourcen
-Nutzung darf Regeneration nicht überschreiten
17
Q
Beispiel Assoziation Sukkulenten in Wüste
A
- Vorkommen von
Sukkulenten in der Wüste - Diese Pflanzenarten sind taxonomisch meist wenig verwandt, zeigen
aber eine physiognomische Ähnlichkeit, z.B. Wasserspeichergewebe oder Reduktion der
Blätter - Solche Sukkulenten stellen die typische Pflanzengemeinschaft (oder Assoziation) der
Wüsten dar.
18
Q
Was ist die Turnuszeit (Regenerationszeit) und von was ist diese abhängig?
A
-Zeitraum die benötigt wird, um nach der Baumernte wieder die gleiche Biomasse zu erreichen
-Vorraussetzung für nachhaltige Holznutzung
- abhängig von Baumart (Wachstumsgeschwidigkeit) und Umweltbedingungen (Klima, Boden…)
19
Q
Was versteht man unter das Ökosystemkonzept
A
- Zusammenfassen Organismen und ihre Umwelt als funktionelle Einheiten
- stellen ein Gefüge aus Biotop und Biozönose dar
- Ökosystem bildet übergeordnete Ganze
20
Q
Definition: Ökosystem
A
- beinhalten Stofflüsse und deren Regelmechanismen (Nährstoffkreisläufe und trophische Beziehungen zwischen Organismen)
- gekennzeichnet durch Entwicklung und Evolution
-> d.h. Organismen unterligen natürliche Auslese (Selektion) und Adaption an Umwelt - gekennzeichnet durch Energiefluss, Stoffkreisläufe, Manningfaltigkeitmuster in Raum und Zeit, Regelmechanismen, Entwicklung und Evoltuion
- verschiedene Ökosysteme der Erde stehen untereinander in Kontakt und bilden golabe übergeordnete System der Biosphäre
21
Q
Was passiert wenn die Turnuszeit nicht eigehalten wird?
A
-Waldbestand kann sich nicht regenerieren
-Erträge fallen geringer aus
-Qualität und Quantität sinken
22
Q
Was ist nicht-nachhaltige Ressourcennutzung?
A
-Nutzung der Ressource über natürliches Maß hinaus
-Regeneration geringer als Verbrauch
-führt zum Abbau oder Verschwinden der Ressource
23
Q
Was ist das Zweck der quantitativen Ökologie
A
- Hypothese zu überprüfen
- Schlussfolgerungen daraus zu ziehen
- in kartesischen Koordinatensystem werden empirische Daten wie folgt aufgetragen:
X-Achse: unabhängige (erklärende) Variable
Y-Achse: abhängige (Response) Variable
Bsp:Zusammenhang zwischen Pflanzen-
produktion und Stickstoffverfügbarkeit
in einem Grasland-Ökosystem
N-Verfügbarkeit => erklärende Variable
(unabhängige Variable)
Produktivität => Response-Variable
(abhängige Variable)
24
Q
Was ist eine Beipiel von nicht-nachhaltiger Ressourcennutzung und was waren die Ursachen dessen?
A
-Der Aralsee
-zwischen 60er und 90er Jahren Seeflächenrückgang von 60 % und Verdopplung des Salzgehalts
-Bewässerung von landwirtsschaftlicher Fläche
25
Warum kann man keine Schlussfolgerung zur Ursache-Wirkungs-Beziehung durch quantitative Ökologie schließen?
1. Die gefundene Korrelation könnte rein zufällig sein.
2. Andere Faktoren können wirken, z.B. pH-Wert, Bodenfeuchtigkeit
- Aus einer Korrelation lassen sich keine
kausalen Schlüsse ziehen
man kann nur eine Hypothese formulieren und diese
experimentell unter kontrollierten Bedingungen testen
26
Positive Korrelation Stickstoff und Pflanzenproduktion? (Freilandhypothese)
- kontrollierte Änderung der unabhängigen Variable (Stickstoffgehalt)
- Messung der Änderung der abhängigen Variable (Pflanzenwachstum)
⇒ Vergleich Produktionsunterschied gedüngte und ungedüngte Flächen
27
Was bedeutet logistisches Populationswachstum?
-Wachstum startet langsam, beschleungit sich und verlangsamt sich wieder
- Begrenzung durch Kapazitätsgrenze K (keine Berucksichtigung von Ressourcenentnahme durch Menschen)
-K bestimmt durch dichteabhängige Umweltfaktoren (zb Nahrungsfaktoren)
-S-förmige Wachstumskurve
28
Was passiert bei Populationsgröße = K/2?
- Populationswachstum ist am höchsten
-Maximaler Ertrag pro Zeiteinheit
- MSY= K/2
29
Welche Faktoren führten zum Zusammenbruch der Sardinenpopulation an der nordamerikanischen Pazifikküste, und was waren die Folgen?
Hauptfaktoren:
-1) Überfischung --> nur Jungtiere blieben erhalten
-2) ungüsntige Umweltbedingungen --> keine anpassung der Jungtiere
-3) Konkurenz durch Sardellen --> Population Sardinen bricht zusammen
Folgen: 1950er-1960er Jahre Zusammenbruch der Sardienenpopulation bis 60er Jahre das Aussterben folgte
30
Positive Korrelation Stickstoff und Pflanzenproduktion? (Laborhypothese )
- kontrollierte Umweltbedingungen (Gewächshaus)
- Vergleich Wachstum unterschiedlich gedüngter Pflanzen
⇒ Ergebnisse nicht direkt auf Bedingungen im Freiland übertragbar
⇒ prinzipielle Reaktion der Pflanzen kann bestimmt werden
31
Was zeigt das Beispiel der Sardinen für die Ökologie?
Der Zusammenbruch war durch mehrere Faktoren verursacht:
-->Überfischung, Umwelt, Konkurrenz
Zeigt die Bedeutung von Populationsdynamik & Ökosystemzusammenhängen
32
Welche Kenntnisse sind wichtig für die nachhaltige Nutzung einer Population?
-Populationsdynamik (z.B. Altersstruktur)
-abiotische Faktoren (Umwelteinflüsse & Kapazitätsgrenze K)
-biotische Interaktionen (z.B. Konkurrenz)
33
Warum ist ein ökosystemarer Ansatz wichtig für nachhaltige Nutzung?
-genutzte Arten werden meist als voneinander getrennte
biologische Einheiten betrachtet
- jede einzelne Art wird wirtschaftlich maximal genutzt
-Ein gewisser Teil einer Population muss erhalten bleiben, um:
*ökologische Aufgaben zu erfüllen
* das Nahrungsnetz stabil zu halten
Ohne diese Sichtweise:
-Arten werden wirtschaftlich „ausgenutzt“
-Ökosysteme können aus dem Gleichgewicht geraten
34
Was sind die Hauptursachen für den Anstieg des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre?
-Verbrennung fossiler Energieträger (z. B. Kohle, Öl, Gas)
-Abholzung und Brandrodung von Wäldern
-Veränderte Landnutzung (z. B. Umwandlung von Wald zu Ackerland)
35
Was sind kurzfristige Effekte erhöhter CO₂-Konzentration auf Pflanzen?
-Höhere Photosyntheserate
-Weniger Transpiration (weil Stomata öfter geschlossen bleiben)
-Besserer Wasserhaushalt
-->führt zu kurzfristig mehr Pflanzenwachstum vor allem bei C3 Pflanzen
36
Wie verändert sich der Effekt von CO₂ auf Pflanzen im Laufe der Zeit?
-Anfangs steigt das Pflanzenwachstum (PMZ), oft deutlich
-Mit der Zeit nimmt der Effekt wieder ab
Gründe:
-Weniger RUBISCO-Enzym
-Weniger Spaltöffnungen → geringerer CO₂-Austausch
-Weniger Wasserverlust, aber auch reduziertes Wachstum
37
Was ist das FACE-Experiment und was zeigt es?
-CO₂ wird in einem Ring freigesetzt
-Pflanzen wachsen unter "Zukunftsbedingungen"
Ergebnis:
-->Nettoprimärproduktion (NPP) steigt nur, wenn auch Wasser und Nährstoffe ausreichend vorhanden sind
38
Was zeigt das GFDL-Klimamodell zur Verbreitung von Rotahorn und Virginiakiefer bei verdoppelter CO₂-Konzentration?
-Beide Baumarten nehmen stark ab
-Virginiakiefer zeigt besonders starke Rückgänge – viele Gebiete werden nicht mehr besiedelt
-Rotahorn bleibt zwar innerhalb der bisherigen Verbreitungsgrenze, aber mit veränderter Häufigkeit
-In manchen Gebieten keine Veränderung --> Klimaeffekte können durch Standortfaktoren gepuffert werden
39
Wie wird die Häufigkeit der Baumarten im Klimamodell dargestellt?
-Über einen Indexwert, zusammengesetzt aus:
*Anzahl der Individuen
*Fläche der Baumquerschnitte in Brusthöhe
*Baumanzahl insgesamt
-Zeigt Verbreitungsstärke und -dichte der Arten im Raum
40
Wie beeinflusst der Klimawandel die menschliche Gesundheit?
Direkt:
-Hitzestress
-Herz-Kreislauf-Erkrankungen
-Atemwegserkrankungen
Indirekt:
-Verbreitung & Übertragung von Infektionskrankheiten z. B. durch Parasiten oder neue Krankheitsüberträger
41
Was verursacht Massenaussterben?
Umweltfaktoren:
- Habitatsverlust (!!)
- Fragmentierung der Lebensräume
- Isolation
Der Mensch:
- Jagd besonders in den letzten Jahrhunderten
- Fragmentierung
42
Wie entsteht der Rückgang von Habitate?
Hauptgrund:
- Ausweitung des menschlichen Lebensraums
- Eingriffe in die Umwelt durch den Menschen
43
Warum sind tropische Regionen Brennpunkte des Artensterbens?
Sehr ausgeprägtes Artenreichtum:
- bei verminderter Fläche fehlt dann den bestimmten Arten das Habitat und die Nische zum Überleben
Schnell wachsende Bevölkerung:
- In tropischen Regionen ist der Bevölkerungswachstum des Menschen groß
- Es besteht mehr Bedarf an Fläche zum Leben
Schnelle Wirtschaftsentwicklung:
- Bäume werden geholzt und in Produkte verarbeitet
- Illegale unübersichtliche Rodungen auch für Bodenschätze
44
Nenne ein Beispiel einer tropischen Region, dessen Habitat größtenteils für Tiere verloren ging
Madagaskar:
- 90% der ursprünglichen Waldfläche ist zerstört worden
45
Was beschreibt die Fragmentierung von Habitaten
Aufstellen von Ausbreitungsbarrieren (Mensch):
- Isoliert Arten vom Rest des Ökosystems
Einschlagschneisen in Wäldern (Mensch):
- Lösen die Dichte des Waldes auf
- Landschaft wird lichter
Kleinparzellige Streuung:
- Gleichmäßige Schneisen
- Betroffenes Gebiet hat nur noch wenig Funktion als Habitat
- Hängt kaum noch mit dem Ökosystem zusammen
46
Nenne Beispiele für die Arten der Fragmentierung von Habitaten
Ausbreitungsbarrieren:
- Straßen im Regenwald
Einschlagschneisen von den Straßen aus:
- Rodungsgebiet im Amazonasbecken
Kleinparzellige Streuung:
- gemäßigte Breiten
47
Für was steht MDA?
Minimallebensraum (:DE)
Minimum Dynamic Area (:EN)
48
Von welchen Faktoren hängt der MDA ab?
1. Aktionsradius
2. Körpergröße
3. Lebensweise (Herbivore, Carnivore, Omnivore,...)
49
Wie wird eine MDA-Grafik gelesen?
- Je nach funktioneller Gruppe (Lebensweise) wird der Flächenbedarf dargestellt
- Es wird ein Verhältnis von der Größe des Gebiets zu der Populationsdichte der bestimmten Art dargestellt
- Die Körpergröße wird innerhalb einer funktionellen Gruppe dargestellt
50
Was ist die Gleichung zur Berechung des MDA?
Flächenbedarf * Individuendichte = MDA
## Footnote
Große Carnivoren können nur in großen zusammenhängenden Gebieten überleben;
Wenn ihr Gebiet fragmentiert wird, sterben sie aus
51
Für was steht MVP?
Minimale überlebensfähige Populationsgröße (:DE)
Minimum Viable Population (:EN)
52
Was bedeutet MVP in der Populationsgenetik?
Die Mindestanzahl an Individuen, welche das langfristige Überleben einer Art sichert, trotz unvorhersehbarer negativer Vorfälle
53
Was ist das MVP bei Wirbeltieren und Invertebraten?
(In beiden Fällen wird geschätzt)
1. Wirbeltiere MVP:
N = 100 Individuen
2. Invertebraten MVP:
N = 10000
54
Welche Faktoren spielen in den MVP rein?
1. Habitatsstruktur
2. Zu und Abwanderungen der Quellpopulationen
55
Was sind Quellpopulationen?
- Populationen der Art außerhalb des bestimmten Habitats
- Wandern durch bestimmte Zugwege zum bestimmten Habitat und mischen sich teilweise unter die Population bevor sie wieder umziehen
- Ohne Quellpopulationen stirbt die Art aus
56
Problematik der A8 an Aichelberg (:Fragmentierung)
1. Zunehmende Verkehrsbelastung (auch Umweltbelastung)
2. Neubau der Autobahn (weiteres Einschneiden in die Landschaft)
3. Stillgelegte Fahrtwege existieren und unterteilen die Landschaft
57
Gegenmaßnahme der A8 Fragmentierung
1. Rückbau:
- Wiederherstellung von Landschaft
2. Grünbrücken:
- Verbindungswege der wild lebenden Quellpopulationen
- Aufstellen nur an bekannten Wildwechselorten
- bepflanzt, 50m breit und vom Verkehr abgeschirmt
58
Problemtik mit dem Rheinkraftwerk Iffezheim (:Fragmentierung)
1. Ausbreitungsbarrieren
- Staumauern
- Wehre
- Schleusen
2. Langdistanzwanderfische werden behindert und können nicht flussaufwärts schwimmen
- Meerforelle
- Meerneunauge
- Lachs
59
Gegenmaßnahme Rheinkraftwerk Iffezheim
Fischpässe
- Lockung der Fische in einen künstlichen Wasserlauf
- Schwimmen gegen den Strom
- Fischtreppe mit Ausruhbecken
60
Was sind Invasive Arten
Aus anderen Orten oder transkontinental eingeschleppte Arten, die sich im Habitat der einheimischen Arten rasant verbreiten und Letztere auch verdrängen.
61
Was sind die Fachbegriffe für invasive Arten? Erkläre die Unterschiede
1. Apophyten:
Einheimische Arten, die sich aufgrund von bestimmten Umweltfakoren im bestimmten Habitat besser verbreiten können und damit andere ansässige, einheimische Arten verdrängen
2. Adventive Pflanzen:
Wurden durch den Menschen in ein komplett ortsfremdes Habitat angesiedelt.: Fallopia Japonica (Asien -> Europa)
- Archäophyten: wurden vor 1492 eingebracht
- Neophyten: wurden nach der Entdeckung Amerikas eingeführt
62
Was beschreibt die Hybridiserung?
Die Kreuzung von (Schwester-)Arten
63
Inwiefern ist die Hybridisierung eine Art des Artensterbens?
Durch das verschmelzen der Schwesterarten, verschwinden bestimmte Phänotypen. Die Arten werden homogenisiert.
64
Was wäre ein gutes Beispiel für die Hybridisierung als Gefahr für den Artenreichtum?
1. Tierwelt der Arktis: schrumpfendes Eis löst Barrieren auf
- Hybride aus Grizzly und Eisbär
(Braune Flecken auf dem weißen Fell):
wurden von Jägern schnell erkannt und konnten so geschossen werden
- Walarten
2. Schweiz Fischarten: Eutrophierung der Seen
- Weißfische
(Je nach Felschenart wird in verschiedenen Meerestiefen gelaicht)
die Sauerstoffzehrung in der Tiefe veranslasst die Tiefseefische mit den Flachwasserfischen zu laichen
65
Beim Erhalt von Lebensräumen und ganzen Lebensgemeinschaften sollte man sich auf was konzentrieren?
1. Wechselbeziehungen der Arten untereinander (Konkurrenz, Jäger)
2. Topographie
3. Geomorphologie
4. abiotische Umweltfaktoren
66
Was ist die SLOSS Problematik?
Bezieht sich auf die Gründung eines Schutzgebiets,
stellt sich die Frage auf die Größe oder Verteilung des Gebiets:
Ein großen Gebiet oder mehrere kleine Gebiete
67
Welche Art von Arten können nur in großen Flächen überleben?
(mit ausreichnder Anzahl): große seltene Arten, Spitzenräuber
68
Wie verläuft die Artenarealkurve und warum?
- Sigmoidaler Verlauf
- Ab einer bestimmten Flächengröße nimmt, bei weiterer Flächenvergößerung, die Artenzahl nur noch langsam zu
- Zum Erhalt weiterer Arten ist es dann ratsam Gebite in der Nähe erschließen, d.h. viele kleine Flächen
69
Was wird durch viele kleine Flächen als Gebiete in der Nähe erschlossen?
1. Verbindung über Korridore (Quellpopulationen, Gentransfer)
2. Netzwerk mit hoher Habitatvielfalt
3. besserer Schutz gegen Naturkatastrophen, Krankheiten und invasive Arten
