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Tutorium Physische Geographie im SS 2008 6. Sitzung Tutorin: Claudia Weitnauer Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische.

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1 Tutorium Physische Geographie im SS Sitzung Tutorin: Claudia Weitnauer Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden Prof. Dr. Jucundus Jacobeit

2 Wiederholungsfragen Boden 1. Was verstehen wir unter zonalen Böden? Nennen Sie 2 Beispiele mit den dazugehörigen Ökozonen! 2. Welchem Bodentyp ordnen Sie die Horizontabfolge Ah-Al-Bt-C zu? Erklären Sie die einzelnen Horizontbezeichnungen, stellen Sie die maßgeblichen pedogenetischen Prozesse dar und geben Sie eine geoökologische Zone an, in der dieser Bodentyp weitverbreitet auftritt. 3. Differenzieren Sie die Prozesse der Verwesung/Mineralisierung, Humifizierung und Vertorfung.

3 Biogeographie Vegetations- und Tiergeographie

4 Grundlagen Biota = Gesamtheit aller auf der Erde oder in einem bestimmten Gebiet vorhandenen Pflanzen und Tiere Biota = Gesamtheit aller auf der Erde oder in einem bestimmten Gebiet vorhandenen Pflanzen und Tiere Flora = Pflanzen Flora = Pflanzen Fauna = Tiere Fauna = Tiere Vegetationsgeographie befasst sich mit dem Artbestand, Verbreitung, Entstehung, Entwicklung und Dynamik der Flora. Außerdem beschäftigt sie sich mit der Struktur, Ordnung, Funktion, Wechselbeziehungen und der Geschichte der Pflanzen im Ökosystem. Vegetationsgeographie befasst sich mit dem Artbestand, Verbreitung, Entstehung, Entwicklung und Dynamik der Flora. Außerdem beschäftigt sie sich mit der Struktur, Ordnung, Funktion, Wechselbeziehungen und der Geschichte der Pflanzen im Ökosystem.

5 Arbeitsweisen und Methoden Methoden: Floristische VG  Arealkunde Floristische VG  Arealkunde Pflanzensoziologische VG  Vegetationskunde Pflanzensoziologische VG  Vegetationskunde Historisch- genetische VG  Vegetationsgeschichte Historisch- genetische VG  Vegetationsgeschichte Biozönologische VG Biozönologische VG Ökologische VG Ökologische VG

6 Arbeitsweisen und Methoden

7 Sippensystematik Begründer: Carl von Linne ( ) Begründer: Carl von Linne ( ) Erde wird von vielen Lebewesen bevölkert, Zahl unbekannt Erde wird von vielen Lebewesen bevölkert, Zahl unbekannt Ziel der Sippensystematik ist es die Vielfalt der Organismen unterschiedlicher Form und Lebensweise zu ordnen. Ziel der Sippensystematik ist es die Vielfalt der Organismen unterschiedlicher Form und Lebensweise zu ordnen. Man unterscheidet bei den Organismengruppen Individuum, Taxa, Populationen und Lebensgemeinschaften. Man unterscheidet bei den Organismengruppen Individuum, Taxa, Populationen und Lebensgemeinschaften.

8 Sippensystematik Individuum: unteilbare, selbstständig lebende Einheit Individuum: unteilbare, selbstständig lebende Einheit Taxa (Einzahl Taxon): entspricht der Sippe (systematische Einheit jeder Rangstufe). Organismen (Pflanzen, oder Tiere) mit gleichen Verwandtschafts- und Ähnlichkeitsmerkmalen Taxa (Einzahl Taxon): entspricht der Sippe (systematische Einheit jeder Rangstufe). Organismen (Pflanzen, oder Tiere) mit gleichen Verwandtschafts- und Ähnlichkeitsmerkmalen Population: Alle Individuen einer Art, die miteinander in Kontakt und Genaustausch treten können. Auch als Fortpflanzungsgemeinschaft bezeichnet. Bei sehr großen Gebieten kann sich die Gesamtpopulation in mehrere lokale oder Teilpopulationen aufspalten. Population: Alle Individuen einer Art, die miteinander in Kontakt und Genaustausch treten können. Auch als Fortpflanzungsgemeinschaft bezeichnet. Bei sehr großen Gebieten kann sich die Gesamtpopulation in mehrere lokale oder Teilpopulationen aufspalten.

9 Sippensystematik Hierarchisch gestuftes System Hierarchisch gestuftes System Jedes Taxon erhält nach dem Prinzip der abnehmenden Verwandtschaft und Ähnlichkeit seinen ihm aufgrund der Stammesentwicklung (Phylogenese) gebührenden Platz. Jedes Taxon erhält nach dem Prinzip der abnehmenden Verwandtschaft und Ähnlichkeit seinen ihm aufgrund der Stammesentwicklung (Phylogenese) gebührenden Platz. Durch molekularbiologische Verfahren (DNA- Tests) ist heute eine exaktere Einordnung möglich! Durch molekularbiologische Verfahren (DNA- Tests) ist heute eine exaktere Einordnung möglich!

10 Sippensystematik Das System gliedert sich in verschiedene Ordnungsebenen (Kategorien). Das System gliedert sich in verschiedene Ordnungsebenen (Kategorien). An der Basis des Systems stehen die Arten. Diese Grundkategorie umfasst Gruppen von Individuen, die in allen wesentlichen erblichen Merkmalen übereinstimmen und in freier Natur miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können. An der Basis des Systems stehen die Arten. Diese Grundkategorie umfasst Gruppen von Individuen, die in allen wesentlichen erblichen Merkmalen übereinstimmen und in freier Natur miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können. Wenig von einander abweichende Arten werden zu einer GATTUNG zusammengefasst. Wenig von einander abweichende Arten werden zu einer GATTUNG zusammengefasst. Verwandte Gattungen werden zu einer FAMILIE zusammengefasst. Verwandte Gattungen werden zu einer FAMILIE zusammengefasst. Verwandte Familien werden zu einer ORDNUNG zusammengefasst. Verwandte Familien werden zu einer ORDNUNG zusammengefasst. Mehrere Ordnungen werden zu einer KLASSE zusammengefasst Mehrere Ordnungen werden zu einer KLASSE zusammengefasst

11 Sippensystematik Klassen werden zu ABTEILUNGEN (Stämmen) zusammengefasst. Klassen werden zu ABTEILUNGEN (Stämmen) zusammengefasst. Stämme werden zu REICHEN zusammengefasst (Tier-, Pflanzenreich). Stämme werden zu REICHEN zusammengefasst (Tier-, Pflanzenreich).  Man kann innerhalb eines Systems Abstufungen vornehmen (z.B. Unterarten).  Unabhängig von der Ranghöhe kann man Mitglieder jeder systematischen Einheit zu einem Taxon zusammenfassen.

12 Sippensystematik Binominale Nomenklatur (Namensgebung) der Arten: Ein Gattungsname, ein spezif. Beiname (Epitheton = Artname) sowie die zusätzliche Kennzeichnung mit dem Namen des erstbeschreibenden Autors (bzw. dessen Abkürzung). Beispiel Schwarzerle: Alnus glutinosa (L.) Gaertn. Beispiel Stubenfliege: Musca domestica L. L. für Linné; Gaertn. für J. Gaertner

13 1. Klassifikationsbeispiel Klasse: Säugetiere Unterklasse: lebend gebärende Säugetriere (Theria) Überordnung: Plazentatiere (Eutheria/ Placentalia) Ordnung: Raubtiere (Carnivora) Unterordnung: Landraubtiere (Fissipedia) 1. Überfamilie: hundeartige (Canoidae) z.B. Marder, Bär 2. Überfamilie: katzenartige (Feloidae) z.B. Hauskatze Jeweils mehrere Arten und Varietäten

14 2. Klassifikationsbeispiel Stamm: Gliederfüßler (Anthropoda) Klasse: Insekten (Insecta) Ordnung: Hautflügler (Hymenoptera) Familie: echte Biene (Apidae) Unterfamilie: Honigbienen (Apinae) Gattung: Apis Art: westl. Honigbiene Unterart: Italienerbiene (A.m. ligustica)

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16 Gliederung im Pflanzenreich

17 Pflanzenmorphologie

18 Energieflüsse Wiederholung Photosynthese

19 Energieflüsse 1. Photosynthese Pflanzen nehmen Lichtenergie (Primärenergie) auf und wandeln diese in Sekundärenergie um  Photosynthese. Pflanzen nehmen Lichtenergie (Primärenergie) auf und wandeln diese in Sekundärenergie um  Photosynthese. Pflanzen nehmen über Spaltöffnungen in den Blättern (Stomata) Energie CO2 aus der Luft auf. Pflanzen nehmen über Spaltöffnungen in den Blättern (Stomata) Energie CO2 aus der Luft auf. Unter Ausnutzung der Sonnenenergie, Wasser und katalytischer Mitwirkung von Chlorophyll werden Glucose und Stärke (Kohlenhydrate) erzeugt. Unter Ausnutzung der Sonnenenergie, Wasser und katalytischer Mitwirkung von Chlorophyll werden Glucose und Stärke (Kohlenhydrate) erzeugt. Wasser und O2 werden dabei freigesetzt (Transpiration). Wasser und O2 werden dabei freigesetzt (Transpiration).

20 Blattaufbau Epidermis Die Epidermis dient als Schutz- und Stützschicht, sie ist lichtdurchlässig Stomata die Stomata ermöglichen den Gasaustausch Palisadengewebe das Palisadengewebe enthält chloroplastenreiche Zellen für die Photosynthese Schwammgewebe das lockere Schwammgewebe dient dem Gasaustausch und besitzt ebenfalls Chloroplasten

21 Photosynthese

22 Photosynthese Man unterscheidet Assimilation (Energiebindung) und Dissmilation (Energieabgabe, Atmung). Man unterscheidet Assimilation (Energiebindung) und Dissmilation (Energieabgabe, Atmung). Photosynthese abhängig von Temperatur, Licht, Wasserangebot und CO2- Konzentration. Photosynthese abhängig von Temperatur, Licht, Wasserangebot und CO2- Konzentration.

23 Photosynthese Man unterscheidet 3 Physiotypen nach ihrem Kohlenstoffmetabolismus, d.h. Kohlenstofffixierung auf 3 Wegen: 1. C 3-Pflanzen: Kontinuierlich ablaufende CO2-Aufnahme und Transpiration 1. C 3-Pflanzen: Kontinuierlich ablaufende CO2-Aufnahme und Transpiration. Bei Pflanzen in temperierten Gebieten verbreitet, wo kein Wassermangel und zu große Hitze besteht und im inneren tropischen Regenwald.

24 Photosynthese 2. C 4-Pflanzen: Räumliche Trennung der nebeneinander ablaufenden CO2-Fixierung und Umwandlung im Blatt. Dies ist energieintensiver, bewirkt aber eine höhere Photosyntheseleistung. Effektiv bei hohen Temperaturen, Wassermangel und hohem Lichtangebot. Verbreitet in den semiariden Subtropen und Tropen (Savannen). Xeromorphe Blätter typisch, z.B. trop. Gräser. 3. Zeitliche Trennung des CO2- Metabolismus: Crassulaceen-Säure- Stoffwechsel. nachts Stomata offen und CO2- Aufnahme tagsüber Stomata geschlossen (geringer Wasserverlust durch Transpiration) und CO2-Metabolismus. Die CAM-Pflanzen sind somit sehr gut an aride, trocken-heiße Umweltbedingungen angepasst. Die Pflanzen sind Blatt- oder Stammsukkulenten, z.B. Kakteen. 3. CAM-Pflanzen: Zeitliche Trennung des CO2- Metabolismus: Crassulaceen-Säure- Stoffwechsel. nachts Stomata offen und CO2- Aufnahme tagsüber Stomata geschlossen (geringer Wasserverlust durch Transpiration) und CO2-Metabolismus. Die CAM-Pflanzen sind somit sehr gut an aride, trocken-heiße Umweltbedingungen angepasst. Die Pflanzen sind Blatt- oder Stammsukkulenten, z.B. Kakteen.

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26 2. 2. Wasser- und Mineralhaushalt Pflanzen benötigen zum Leben und Wachsen Wasser und die darin enthaltenen Nährelemente. Pflanzen benötigen zum Leben und Wachsen Wasser und die darin enthaltenen Nährelemente. Wasser und Nährelemente werden über die Wurzeln vom Boden aufgenommen und durch die Wasserleitungsbahnen des Xylems an die Verbrauchsstellen transportiert. Wasser und Nährelemente werden über die Wurzeln vom Boden aufgenommen und durch die Wasserleitungsbahnen des Xylems an die Verbrauchsstellen transportiert. Der Transport erfolgt durch den Transpirationssog und in geringem Maße durch den Wurzeldruck. Der Transport erfolgt durch den Transpirationssog und in geringem Maße durch den Wurzeldruck. Über die Verdunstung (Transpiration) verliert die Pflanze das Wasser als Wasserdampf. Über die Verdunstung (Transpiration) verliert die Pflanze das Wasser als Wasserdampf.

27 3. Energieflüsse im Ökosystem Organismen, die in der Lage sind aus Primärenenergie und anorganischen Stoffen organische Substanz aufzubauen nennt man autotroph (Pflanzen, einige Bakterien). Organismen, die in der Lage sind aus Primärenenergie und anorganischen Stoffen organische Substanz aufzubauen nennt man autotroph (Pflanzen, einige Bakterien). Man unterscheidet photoautotrophe und chemoautotrophe, sowie arobe und anaerobe Organismen. Man unterscheidet photoautotrophe und chemoautotrophe, sowie arobe und anaerobe Organismen. Die autotrophen Organismen gelten als Primärproduzenten. Die autotrophen Organismen gelten als Primärproduzenten.

28 3. Energieflüsse im Ökosystem Die heterotrophen Organismen decken ihren Energie- und Stoffbedarf aus organischen Substanzen, die zuvor von anderen Lebewesen aufgebaut wurden. Die heterotrophen Organismen decken ihren Energie- und Stoffbedarf aus organischen Substanzen, die zuvor von anderen Lebewesen aufgebaut wurden. Heterotrophe Organismen sind Konsumenten. Heterotrophe Organismen sind Konsumenten. Da Konsumenten auch organische Substanz herstellen, sind sie auch Sekundärproduzenten. Da Konsumenten auch organische Substanz herstellen, sind sie auch Sekundärproduzenten.

29 Unterscheidung Konsumenten Die Frisch- oder Lebendmaterialfresser untergliedern sich in: - Pflanzenfresser (Herbivore, Phytophagen) - Fleischfresser (Karnivore, Zoophagen) - Allesfresser (Omnivore) - Pflanzen- und Tierparasiten

30 Unterscheidung Konsumenten Von totem Material leben die Destruenten (Zersetzer). Sie reduzieren (zerkleinern) und/oder mineralisieren das organische Ausgangsmaterial (  Bodenbildung). Diese untergliedern sich in: - Detritusfresser (Detritovore): Verzehr von totem Tier- u. Pflanzenmaterial - Aasfresser (Nekrovore) - Kotfresser (Koprovore) - Saprovore: Verzehr von verwesenden Abfällen.

31 Nahrungketten und trophische Ebenen: Organismen, die ihr Nahrung dem gleichen Glied der Nahrungskette entnehmen, gehören derselben trophischen Ebene an: Organismen, die ihr Nahrung dem gleichen Glied der Nahrungskette entnehmen, gehören derselben trophischen Ebene an: 1. Pflanzen (Primärproduzenten) 2. Pflanzenfresser (Primärkonsumenten) 3. Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern ernähren (Sekundärkonsumenten) 4. Fleischfresser, die sich von Fleischfressern ernähren (Tertiärkonsumenten) 5. Große Fleischfresser, die sich von Fleischfressern ernähren (Quartärkonsumenten) Ausnahme: fleischfressende Pflanzen

32 Nahrungketten und trophische Ebenen: Von Trophiestufe zu Trophiestufe nimmt die Energie ab. Nur 10% der Energie kann pro Stufe verwendet werden (90% gehen verloren, z.B. Haut, Haare usw.). Von Trophiestufe zu Trophiestufe nimmt die Energie ab. Nur 10% der Energie kann pro Stufe verwendet werden (90% gehen verloren, z.B. Haut, Haare usw.). Infolge des Energieverlustes ist die Anzahl der Trophieebenen begrenzt. Infolge des Energieverlustes ist die Anzahl der Trophieebenen begrenzt. Mehr Lebewesen können bei pflanzlicher Ernährung ernährt werden. Mehr Lebewesen können bei pflanzlicher Ernährung ernährt werden.

33 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!


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