Naturschutz | 1

Naturschutz Ausbildung

Thema:

Ökofaktoren

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Naturschutz | 2

Ökofaktoren oder Umweltfaktoren sind von der Umwelt ausgehende fördernde oder schädigende Einwirkungen auf einen Organismus, die als Faktoren den ökologischen Standort bestimmen.

Abiotische Ökofaktoren

Unbelebte, physikalische und chemische Einwirkungen in Ökosystemen

Biotische Ökofaktoren

Einwirkungen, an denen Lebewesen erkennbar beteiligt sind, z.B. Wechselwirkungen zwischen einzelnen Arten innerhalb eines Ökosystems (Konkurrenz, Fressfeinde, Symbiosen usw.)

Sozioökonomische Ökofaktoren

Einwirkungen des wirtschaftenden Menschen, z.B. durch Besiedelung, Landwirtschaft oder Industrie

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Ökofaktoren

Naturschutz | 3

Beispiele:

KlimaTemperatur, Luftfeuchtigkeit, Wärme, Strahlungsverhältnisse,

Licht Wasser Grundwasserstand, Niederschläge,Luftfeuchtigkeit chemische FaktorenKohlendioxid- und Sauerstoffkonzentration, Nährstoffe,Salinität, Gift- und Schadstoffe, pH-Wert mechanische FaktorenWind, Schneelast

Feuer

ReliefHangneigung, Hangrichtung

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Abiotische Ökofaktoren

Naturschutz | 4

Lebensprozesse laufen im allgemeinen zwischen 0C und 40C ab. Unterschreiten dieses Temperaturbereichs kann zum Gefrieren des Zellwassers, Überschreiten zur Gerinnung der Zelleiweiße führen. Viele Organismen ertragen aber kurzzeitig oder längerfristig niedrigere oder höhere Temperaturen (z.B. können Nadelbäume noch bei Minusgraden Fotosynthese durchführen, einige Bakterien leben in der Nähe heißer Quellen von über 60C).

Reaktionsgeschwindigkeit- Temperatur- Regel (RGT- Regel)Bei chemischen Reaktionen nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit bei steigender Temperatur zu, sie verdoppelt sich etwa bei einer Temperaturzunahme um 10 C.

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

Naturschutz | 5

Bezogen auf die Regulationsfähigkeit der Körpertemperatur unterscheidet man gleichwarme Organismen, die selbst zur Regulation ihrer Eigentemperatur fähig sind (Vögel, Säuger) von wechselwarmen Organismen, deren Körpertemperatur im wesentlichen der Außentemperatur entspricht (Fische, Amphibien, Reptilien, Wirbellose).

Gleichwarme Organismen sind von der Umgebungstemperatur unabhängig, müssen dafür jedoch einen beträchtlichen Energieaufwand betreiben, der einen erhöhten Nahrungsaufwand bedingt.

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

Naturschutz | 6

Tiere können abhängig von der Außentemperatur Ruhezustände einnehmen, die ihnen das Überleben bei extremen oder ungünstigen Umweltbedingungen ermöglichen, z.B. Winterruhe und Winterschlaf bei gleichwarmen Tieren oder Kältestarre und Trockenstarre bei wechselwarmen Tieren.

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

Naturschutz | 7

Kältestarre

Absinken der Körpertemperatur bei wechselwarmen Tieren; die Körpertemperatur folgt (passiv) der AußentemperaturBeispiele: Lurche, Reptilien, Schnecken

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

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Winterruhe

Gleichbleibende Körpertemperatur; eingeschränkte Stoffwechselaktivität und Herzschlagfrequenz; Erwachen, um Beute zu suchen oder von um von zuvor gesammelten Vorräten zu fressenBeispiele: Dachs, Eichhörnchen, Braunbär

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

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Winterschlaf

Niedrige Körpertemperatur; Körperwärme folgt der Außentemperatur bis zu 5°C, Verringerte Atmung, Energieverbrauch ca. 10% des NormalwertesBeispiele: Murmeltier, Igel, Fledermaus

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

Naturschutz | 10

Allen´sche Regel (Proportionsregel)Bei Vögeln und Säugetieren haben einige Arten in kalten Klimazonen kürzere Ohren, Schwänze oder Extremitäten als nahe verwandte Arten oder Unterarten in wärmeren Klimazonen. An langen äußeren Körperteilen kann Wärme abgestrahlt werden, kürzere Körperteile verhindern zu große Wärmeverluste.

Polarfuchs

Rotfuchs

Wüstenfuchs

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

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Berg´mannsche Regel (Größenregel)Einige Vögel- und Säugetierarten sind in kälteren Klimazonen (höhere Breiten oder Gebirgen) größer als nahe verwandte Arten in wärmeren Klimazonen, da große Tiere im Verhältnis zum Volumen eine kleinere Ober-fläche haben. Es gibt aber viele Arten, die von dieser Regel abweichen.

Schwarzbär

Eisbär

Koalabär

7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme)

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Licht ist die Energiequelle für die Photosynthese und eine Wärmequelle für die Organismen. Licht steuert Aktivitäten und Entwicklungsprozesse. Bei Tieren dient das Licht zur räumlichen und zeitlichen Orientierung.

• Stimmungen beim Menschen

Beispiele für den Einfluss des Lichts

• Sommer- und Winterfell

• Winterruhe/Winterschlaf

• Vogelzug

• Orientierung (Bienen)

• Gesang der Singvögel

• Tag- und Nachtrhythmus

• Blühperioden

• Steuerung des Hormonhaushalts

7.2.3.2 Licht | 2010

Ökofaktor Licht

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In dichten Pflanzenbeständen wechseln die jahreszeitlichen Lichtverhältnisse erheblich. Frühjahrsblüher sind Pflanzen in Laubwäldern, die früh im Jahr blühen. Mit dem Laubaustrieb der Bäume und Sträucher beenden sie ihre Entwicklung.

Sie haben besondere Speicherorgane, aus denen sie die Energie beziehen, die für den frühen Blütezeitpunkt notwendig ist. Frühjahrsblüher sind an die Periodik der sommergrünen Laubwälder angepasst.

Laubwald

Nadelwald

Jahreszeitliche Veränderung der Lichtdurchlässigkeit der Baumschicht

Aug. Jan.Durchlässigkeit hoch

Durchlässigkeit gering

Sonnenstand hoch

Sonnenstand nieder

Sonnenstand nieder

7.2.3.2 Licht | 2010

Ökofaktor Licht

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Wasser ist eine Grundvoraussetzung für die Lebensfähigkeit eines Organismus. Nur wenige Arten oder Teile von Organismen (Samen, Sporen) können längere Zeit ohne Wasser überdauern. Ein Standort wird sowohl durch die Art und die zeitliche Verteilung des Niederschlages als die geographische Lage beeinflusst.

Wasser dient den Organismen als

• Bestandteil der wesentlichen

Stoffwechselvorgänge

• Transportmittel

• Mittel zur Stabilisierung (Wanddruck

bei Pflanzenzellen)

• Lösungs- und Quellmittel

• Mittel zur Kühlung (Transpiration)

7.2.3.3 Feuchtigkeit | 2010

Ökofaktor Feuchtigkeit (Wasser)

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Tiere in Trockengebieten

Verdunstungsschutz durch Wachsbezüge aus Chitin bei Insekten sowie Horn- und Haarbildungen (hell) bei Säugern, Vögeln und Reptilien

Ausscheidungsprodukte sind wasserarm, hochkonzentriert

Atmung durch Lungen oder Tracheen

Tiere in feuchten Gebieten (Auen, Gewässer, Uferregionen, Moore)

Feuchte, schleimige, dünne Haut, durch die Haut wird Feuchtigkeit aufgenommen und abgegeben

kein Verdunstungsschutz nötig

Sauerstoffaufnahme durch Lunge und Haut

Tiere suchen in der Regel Lebensräume mit ausreichendem Wasserangebot auf oder meiden Lebensräume, in denen die Verdunstung die Wasseraufnahme übersteigt. Wasser wird bei höheren Lebewesen durch spezialisierte Organe (z.B. Darm) oder als Feuchtigkeit aus der Luft (Amphibien) aufgenommen.

7.2.3.3 Feuchtigkeit | 2010

Ökofaktor Feuchtigkeit (Wasser)

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Für das Pflanzenwachstum und damit für den Aufbau und Erhalt von Ökosystemen sind verschiedene Nährstoffe essentiell: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor, Calcium, Kalium, Magnesium, Eisen. Diese Verbindungen werden z.B. für den Aufbau von Kohlehydraten, Proteinen, Nukleinsäuren benötigt.

Je nach dem Standort der Pflanze werden die Nährstoffe aus der Luft, dem Wasser und dem Boden entnommen. Dabei handelt es sich meistens um anorganische Verbindungen und Ionen wie Wasser (H2O), Kohlendioxid (CO2), Nitrat (NO3

-), Phosphat (PO43-), Sulfat (SO4

2-) und Kalium (K+).

Desoxyribonukleinsäure (DNA)

Chlorophyll

Amylopektin

7.2.3.4 Nährstoffe | 2010

Ökofaktor Nährstoffe

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Stickstoffkreislauf im Boden

7.2.3.4 Nährstoffe | 2010

Ökofaktor Nährstoffe

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Die Verfügbarkeit der Nährstoffe ist unterschiedlich. Sie hängt v.a. von den Standortbedingungen ab. Da die Nährstoffe in einem bestimmten Mengenverhältnis benötigt werden, begrenzt der knappste Nährstoff das Wachstum der Pflanzen.

Verluste an Nährstoffen entstehen vor allem durch Wind, Wassererosion oder Auswaschung. Durch Düngung kann das Nährstoffangebot für Kulturpflanzen erhöht und somit das Wachstum gesteigert werden. Werden die Kulturen zu stark gedüngt, können die Erträge jedoch sinken. Bei einer Überdüngung werden Düngerbestandteile in das Grundwasser ausgeschwemmt und können dessen Qualität gefährden. Zudem führt das nährsalzreiche Wasser, wenn es in Oberflächengewässer gelangt, zu einem Überangebot an Mineralstoffen (Eutrophierung).

7.2.3.4 Nährstoffe | 2010

Ökofaktor Nährstoffe

Naturschutz | 20

Wind ist als Faktor bei der Verbreitung mancher Arten als Transportmittel von Pollen und Samen von Bedeutung, auch kleine Insekten und Spinnen können durch Winddrift neue Lebensräume besiedeln.

Weide

Löwenzahn

Ahorn

Birke

Linde

Weidenröschen

7.2.3.5 Wind | 2010

Ökofaktor Wind

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Wind kann aber auch die Erosion des Bodens oder Windbruch bei Bäumen verursachen und hat durch die mechanische Wirkung Einfluss auf das Pflanzenwachstum. Wind hat zudem eine austrocknende und auskühlende Wirkung.

• Im Hochgebirge liegen die Windstärken um ein mehrfaches über denen des Tieflandes

• Die zerstörende Kraft des Windes wird noch verstärkt, wenn Sandkörner, Schnee oder Eiskristalle mitgeführt werden

• An Windkanten können sich nur sehr niedrige und austrocknungsresistente Pflanzenarten halten

7.2.3.5 Wind | 2010

Ökofaktor Wind

Naturschutz | 22

Die Höhenlage beschreibt die Ausprägung von Flora und Fauna eines Gebietes in Abhängigkeit von der Höhe über dem Meer. Da die Vegetation leichter zu kartieren ist, hat sich diese als Indikator einer Höhenlage bzw. Höhenstufe durchgesetzt. Man spricht auch von Vegetationsstufen.

Mit zunehmender Höhe ändern sich die Biozönosen v.a. durch die abnehmende Dauer der Vegetationsperiode, aber auch durch zunehmende Temperaturschwankungen oder UV-Strahlung. Da die Vegetationsperiode durch Tageslänge und Temperatur bestimmt wird, sind die Höhenstufen auch vom Breitengrad und Großklima abhängig. In den Tropen sind die äquivalenten Höhenstufen wesentlich höher als in Mitteleuropa.

Zugspitze (2962m)

Annapurna (8091m)

7.2.3.6 Höhenlage | 2010

Ökofaktor Höhenlage

Naturschutz | 23

nivale Stufeab ca. 3000 m

alpine Stufeca. 2000-3000 m

kolline Stufeca. 400-800 m

montane Stufeca. 600-1800 m

subalpine Stufeca. 1500-2500 m

Obst- und Weinstufe

Fels-und

Schnee-stufe

Mattenstufe

Krummholzstufe

Misch- und Laubwaldstufe

Nadelwaldstufe

Vegetationsstufen der Alpen

Mit steigender Höhe nehmen Wind und Sonneneinstrahlung zu, pro 100m nimmt die Temperatur um -0,5°C ab. Mit dem Temperaturgefälle werden Höhenstufen mit einer typischen Flora und Fauna ausgebildet. Ab einer bestimmten Höhe wachsen keine Pflanzen mehr.

7.2.3.6 Höhenlage | 2010

Ökofaktor Höhenlage

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KlimaSonneneinstrahlungWasserTemperaturWind Mechanische

FaktorenSchneedruck

BodenNährstoffgehalt

BesonderheitenWiderstandsfähigkeit gegen Temperatur (–70°C bis +50°C ) und Wind (bis 40m/s)Wasseraufnahme auch durch Blätter (Tau, Schmelzwasser)Fettspeicherung als Energiereserve (bis 11% der Trockensubstanz)Wurzelsymbiose mit Stickstoffsammelnden Pilzen

Beispiel: Gämsheide (Loiseleuria procumbens)

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Anpassung an den Standort Windkante

Naturschutz | 25

BesonderheitenDrüsensekrete als Schutz gegen FressfeindeNiedrige Körpertemperatur, geringer Stoffwechsel, geringer NahrungsbedarfTrächtigkeit je nach Höhenlage und Klima 1-3 JahreUnabhängig von Laichgewässern, da lebendgebärend (wenige voll ausgebildete, lungenatmende Jungtiere)

KlimaKurze SommerperiodeTemperaturWasser

Biotische FaktorenFressfeindeNahrungsangebot

Beispiel: Alpensalamander (Salamandra atra)

Höhenlagebis 2500m

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Anpassung an alpine Lebensräume

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Danke für die Aufmerksamkeit !

7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Naturschutz | 277.2.3 Ökofaktoren | 2010

Präsentation: Ökofaktoren © 2010 Bergwacht Bayern

Konzept, Inhalt: Arbeitskreis Naturschutz der Bergwacht-Region Hochland

Ausarbeitung: Dr. Christine Gross (BW München)

Layout: Georg Schober jun.

1. Auflage: 2010