Aufgaben: Ökosysteme in unserer Umgebung

Betrachte das Schema zur Einteilung der Ökosysteme. Gib an, in welches Feld (1, 2 oder 3) du jedes dieser Ökosysteme einordnen würdest: einen Steineichenwald, ein Korallenriff, einen Bergsee, eine Dehesa (lichter, beweideter Eichenhain in Spanien), eine Seegraswiese (Posidonia) und einen Fluss.

Nenne zwei charakteristische Landökosysteme der Iberischen Halbinsel und eines, das für die Kanarischen oder Balearischen Inseln typisch ist, und führe jeweils eine typische Art an.

Beschreibe das Ökosystem, das deinem Wohnort am nächsten liegt: Gib an, ob es terrestrisch oder aquatisch ist, nenne drei Lebewesen, die dort leben, und einen wichtigen abiotischen Faktor.

Ordne diese Ökosysteme den terrestrischen oder aquatischen zu: ein See, ein Buchenwald, ein Salzmarschgebiet, eine Wiese, ein Riff und ein Buschland.

Gib an, ob diese Ökosysteme Süßwasser- oder Meeresökosysteme sind: der Rhein, die Nordsee, ein Bergsee, ein Teich und der Atlantische Ozean.

Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen einem natürlichen und einem vom Menschen veränderten Ökosystem und nenne je ein Beispiel.

Nenne zwei charakteristische Arten des mediterranen Waldes und zwei des atlantischen Waldes der Iberischen Halbinsel.

Was ist ein Stadtökosystem? Nenne drei Lebewesen, die an deinem Wohnort leben, und einen abiotischen Faktor, der für diesen Lebensraum typisch ist.

Nenne zwei Unterschiede zwischen einem Süßwasser- und einem Meeresökosystem und erkläre, warum die meisten Fische nicht von einem Lebensraumtyp in den anderen wechseln können.

Die Dehesa ist ein vom Menschen aufgelichteter Wald aus Steineichen oder Korkeichen, der als Weideland und Anbaufläche genutzt wird. Erkläre, warum sie als vom Menschen veränderte Ökosystem gilt und zugleich ein Beispiel für nachhaltige Nutzung mit großer Biodiversität ist.

Auf den Kanarischen Inseln gibt es Arten wie die Rieseneidechse von El Hierro, die nirgendwo sonst auf der Welt vorkommen (Endemiten). Erkläre, welche Rolle die Isolation der Insel bei der Entstehung von Endemiten spielt.

An einem Fluss, der ein Eichenwaldgebiet durchquert, wachsen Schwarzpappeln, Pappeln und Weiden und bilden einen Auwald. Erkläre, welcher abiotische Faktor diesen Wald möglich macht, der sich so deutlich von seiner Umgebung unterscheidet.

Salzmarschen sind Übergangsökosysteme zwischen Fluss und Meer, in denen sich der Salzgehalt mit den Gezeiten und dem Regen verändert. Erkläre, was diese Schwankung für die Lebewesen bedeutet und warum die Arten der Salzmarschen stark spezialisiert sind.

In den Bergen verschwinden oberhalb einer bestimmten Höhe die Bäume (Waldgrenze). Nenne zwei abiotische Faktoren, die ihr Wachstum auf den Gipfeln verhindern, und erkläre, wie einer von ihnen wirkt.

Ein Meerwasseraquarium und ein Süßwasseraquarium erfordern sehr unterschiedliche Pflege. Bringe diese Unterschiede mit den Bedingungen im natürlichen Lebensraum der jeweiligen Fischart in Zusammenhang.

In den Küstendünen leben nur wenige Arten, die aber sehr gut angepasst sind. Nenne zwei harte Bedingungen dieses Lebensraums (wandernder Sand, Salzgehalt, Wind, Mangel an Süßwasser) und erkläre eine Anpassung der Dünenpflanzen.

Beim Ausbau eines Sportboothafens über einer Wiese des Neptungrases (Posidonia oceanica) erhöhen die Bauarbeiten die Trübung des Wassers drastisch und lagern feine Sedimente auf dem Meeresboden ab. Der Projektträger behauptet: „Die Wiese wird keinen Schaden nehmen, da die Mole in 50 Metern Entfernung gebaut wird und wir keine einzige Pflanze direkt ausreißen.“ Widerlege seine Behauptung, indem du die physiologischen Auswirkungen von Trübung und Sedimentation auf diese Meerespflanzen erklärst. Sage außerdem zwei ökologische Folgewirkungen (Kaskadeneffekte) für das Küstenökosystem und die lokale Fischerei voraus.

Eine ehrenamtliche Umweltgruppe schlägt vor, die Flussmündung eines Flusses wieder zu besiedeln, indem Bachforellen eingesetzt werden, die im Oberlauf desselben Flusses gefangen wurden. Sie argumentiert: „Da es sich um dasselbe Flusseinzugsgebiet handelt, wird sich die Art problemlos akklimatisieren.“ Widerlege die ökologische und physiologische Durchführbarkeit dieses Vorschlags, indem du analysierst, wie sich drei abiotische Faktoren (Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Konzentration des gelösten Sauerstoffs, Salzgehalt) zwischen beiden Abschnitten unterscheiden. Begründe, warum die Anpassungen dieser ansässigen Forellen bei einem Transport ohne vorherige Akklimatisierung ihr Überleben in der Mündung sehr unwahrscheinlich machen würden.

Du möchtest die Biodiversität eines Kiefernforsts mit der eines nahe gelegenen Steineichenwalds vergleichen. Entwirf eine einfache Untersuchung: Gib an, was du beobachten oder zählen würdest, wie du die Messungen vergleichbar machen würdest und welches Ergebnis du erwartest.

Untersucht wird die pflanzliche Biodiversität von drei Parzellen mit je 500 m² in einem mediterranen Ökosystem: ein alter Steineichenwald (24 Arten), ein Kiefernforst (9 Arten) und eine Eukalyptus-Plantage (5 Arten). Nach einer Phase extremer Trockenheit und einer Plage blattfressender Insekten verlor die Eukalyptus-Plantage 65 % ihrer Blattmasse, während der Steineichenwald kaum betroffen war (weniger als 8 % Schaden). Deute diese Ergebnisse, indem du die Artenvielfalt, die Schichtung der Vegetation (Kraut-, Strauch-, Baumschicht) und die ökologischen Nischen mit der Widerstandsfähigkeit und der Selbstregulation des jeweiligen Ökosystems in Beziehung setzt.

Nachdem eine Küstenlagune trockengelegt wurde, um sie in Felder mit intensiver Bewässerung umzuwandeln, beobachten die Bewohner der Region in den folgenden Jahren drei Probleme: Überschwemmungen durch Starkregen sind schlimmer geworden, die Süßwasserbrunnen sind brackig geworden und Insektenplagen vermehren sich in den Ernten. Ein Vertreter der Gemeinde behauptet: „Diese Probleme sind Zufall, denn das Feuchtgebiet war nur ein sumpfiges Gelände ohne Nutzen.“ Widerlege seine Behauptung, indem du die ökologischen und hydrologischen Mechanismen erklärst, durch die das Feuchtgebiet diese drei Ökosystemleistungen erbrachte und diese Probleme verhinderte.

Sowohl die heiße Wüste als auch die Tiefsee (abyssale Zone) sind extreme Ökosysteme mit sehr geringer oder fehlender Biomasse an fotosynthetisch aktiven Produzenten:

1. a) Erkläre, welcher abiotische Faktor in jedem dieser beiden Lebensräume der wichtigste begrenzende Faktor für die Primärproduzenten ist, und leite ab, woher die organische Substanz stammt, die die abyssalen Nahrungsnetze fernab der hydrothermalen Quellen trägt.
2. b) Ein Tiefseefisch hat wenig mineralisierte Knochen, keine Schwimmblase und einen extrem langsamen Stoffwechsel, während ein Wüstennager hochkonzentrierten Urin und nachtaktive Gewohnheiten hat. Begründe, warum jede dieser Anpassungen auf die besonderen Einschränkungen ihres Lebensraums antwortet und was geschehen würde, wenn die beiden ihre Lebensräume tauschten.

Nach der Wiederansiedlung des Bibers in einem Gebirgsfluss verringern die Dämme die Strömungsgeschwindigkeit von 1,4 m/s auf 0,1 m/s, fördern die Ablagerung von Schlamm am Gewässergrund, erhöhen die Sommertemperatur um 3 °C und senken den gelösten Sauerstoff. Infolgedessen verschwinden die Forellen und die Makroinvertebraten der Fließgewässer aus dem Abschnitt, aber es siedeln sich Amphibien, Ufervögel und Wasserpflanzen an, die es zuvor im Tal nicht gab. Deute diese Daten: Begründe, warum die neuen abiotischen Bedingungen die ursprünglichen Fische ausschließen, und sage die Auswirkung dieses Tieres als „Ökosystemingenieur“ auf die Biodiversität in der gesamten Landschaft voraus.

Eine einheimische Fischart lebt im Unterlauf eines Flusses, angepasst an langsames, trübes und warmes Wasser (22 °C im Sommer), wo sie auf schlammigem Grund laicht und sich vor Fressfeinden tarnt. Flussaufwärts wird ein Staudamm gebaut, der die Sedimente zurückhält (das Wasser wird klarer) und regelmäßig Tiefenwasser aus dem Grundablass mit 11 °C abgibt. Sage voraus und begründe, wie sich diese abiotischen Veränderungen auf die Überlebensfähigkeit der Population dieses Fisches im Hinblick auf Fortpflanzung, Räuberdruck und die mögliche Invasion gebietsfremder Arten aus kaltem, klarem Wasser auswirken werden.

Themenprojekt. Werde Umweltberater deiner Gemeinde und bewerte den Zustand eines nahe gelegenen städtischen Ökosystems (ein Park, ein Garten oder ein Brachgrundstück). Gehe dazu so vor:

1. Biotop und Klima: Rufe die Website des Deutschen Wetterdienstes (DWD) auf und notiere die mittlere Temperatur (zum Beispiel $T = 16,4\text{ }^\circ\text{C}$) und den Niederschlag des letzten Monats an deinem Wohnort. Halte außerdem zwei vor Ort beobachtete abiotische Faktoren fest (Bodenart, Sonnenstunden oder Feuchtigkeit).

2. Biozönose und Wechselwirkungen: Bestimme mindestens $5$ vorkommende Lebewesen (ordne sie in Produzenten, Konsumenten und Destruenten ein). Beschreibe zwei beobachtbare ökologische Beziehungen zwischen ihnen (zum Beispiel Mutualismus zwischen Pflanze und Insekt oder Konkurrenz um Raum).

3. Nahrungsnetz und Vorschlag: Entwirf ein Schema mit den beobachteten Nahrungsbeziehungen und formuliere zwei realistische Maßnahmen, um die Biodiversität zu fördern und die Auswirkungen des Menschen in diesem Gebiet zu verringern.

Verfasse als Endprodukt einen kurzen einseitigen Bericht mit deinen Daten, dem Nahrungsnetz und deinem Vorschlag.

Bewertet wird:

• Genauigkeit beim Erheben und Auswerten der Klimadaten des DWD und der Biotopfaktoren.

• Fachliche Richtigkeit bei der Einordnung in Nahrungsebenen und bei den Beziehungen zwischen Lebewesen.

• Ökologische Stimmigkeit und Umsetzbarkeit der vorgeschlagenen Verbesserungsmaßnahmen.