Grundlagen der Umweltwissenschaften I

WS 06/07

Ralf Schulz

Vorläufige Gliederung

• Einführung UWSGrundlegende PhänomeneKritisches Denken über Umwelt Systeme und Dynamik

• Globale PerspektivenStoff - Zyklen Die menschliche Bevölkerung als Umweltproblem Welternährungsproblematik

• Ökologie und NachhaltigkeitÖkosysteme Biologische Diversität BiogeographieProduktivität und EnergieflussRestaurationsökologie und Ökosystemmanagement

Ökologie und Nachhaltigkeit

Biogeographie (Forts.)

Inselbiogeographie

Ökologie und Nachhaltigkeit - Biogeographie © 2003 John Wiley and Sons Publishers

• Wie verhält es sich mit der Biodiversität auf Inseln?Vergleich mit Festland?Wichtige Einflussfaktoren?

Artenstehung durch Evolution: adaptive Radiation

Inselbiogeographie

Ökologie und Nachhaltigkeit - Biogeographie © 2003 John Wiley and Sons Publishers

Inselbiogeographie: Distanz und Größe

Ökologie und Nachhaltigkeit - Biogeographie © 2003 John Wiley and Sons Publishers

Inselbiogeographie: Gleichgewichtstheorie

Ökologie und Nachhaltigkeit - Biogeographie

MacArthur & Wilson 1976

Seen als Inseln: Nahrungsgruppen von Buntbarschen

Goldschmidt 1999

Fisch (134)

Insekten(29)

unbekannt (53)

Algen (10)

Zooplankton(21)

Schnecken(21)

org. Abfall (16)

Krabbe (1)Garnele (13)

Pflanzen (2)

Parasiten (2)

Ökologie und Nachhaltigkeit

Produktivität und Energiefluss

Energiefluss durch Lebensgemeinschaften

• Substituierbare RessourcenNitrat und Ammonium für die meisten PflanzenWeizen und Gerstenkörner für HühnerZebras und Gazellen für Löwen

• Die Wichtigkeit der FlächeBeschreibung der Aktivitäten von LG pro FlächeneinheitWert der�Fläche liegt in den bereitgestellten Ressourcen

• Energie als essentielle RessourceEnergiequelle Strahlung setzt die ultimative Grenzen für biologische

Aktivitäten auf jedem Stück Land und WasserLindemann 1942: Energetik in der ÖkologieInternationales biologisches Programm IBP (1960er und 1970er

Jahre): „Die biologische Grundlage der Produktion und des menschlichen Wohlergehens“

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss

Einige Definitionen

• BiomasseSumme der lebenden (standing crop) und toten (Nekromasse) Masse

der Organismen pro Flächeneinheit (Masse oder Energie pro Flächen- oder Raumeinheit)

• PrimärproduktionRate der Erzeugung von Biomasse pro Flächeneinheit von Pflanzen

(Primärproduzenten) (Masse oder Energie pro Fläche und Zeit)Photosynthese: 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2Chemoautotrophe Bakterien

• Bruttoprimärproduktion (BPP oder GPP)Gesamte durch Primärproduktion fixierte Energie

• Nettoprimärproduktion (NPP)BPP minus respiratorische Wärme (R)

• Sekundärproduktion (BSP - R = NSP)Produktionsrate von Biomasse durch heterotrophe Organismen

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss

Maßeinheiten für Biomasse und Produktion

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss © 2003 John Wiley and Sons Publishers

Globale Verteilung der NPP auf dem Land

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss Begon et al. 1991

Globale Verteilung der NPP in Meeren

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss Begon et al. 1991

Abhängigkeit der NPP vom Breitengrad

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss Begon et al. 1991

Grasland Kulturpflanzen

Seen

Autochthones und allochthones Material: Bsp. Fluss

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss Begon et al. 1991

Wichtigkeit allochthonen Materials für Gewässer

Ökologie und Nachhaltigkeit - Produktivität und Energiefluss Begon et al. 1991

Organisatorisches

• Bis nächste Woche!