Naturschutz Ausbildung Thema: Ökofaktoren 7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Ökofaktoren 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

Abiotische Ökofaktoren Beispiele: Klima Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wärme, Strahlungsverhältnisse, Relief Hangneigung, Hangrichtung Licht Wasser Grundwasserstand, Niederschläge, Luftfeuchtigkeit chemische Faktoren Kohlendioxid- und Sauerstoffkonzentration, Nährstoffe, Salinität, Gift- und Schadstoffe, pH-Wert mechanische Faktoren Wind, Schneelast Feuer 7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme) Lebensprozesse laufen im allgemeinen zwischen 0C und 40C 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 60C). 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) 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) 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) Kältestarre Absinken der Körpertemperatur bei wechselwarmen Tieren; die Körpertemperatur folgt (passiv) der Außentemperatur Beispiele: Lurche, Reptilien, Schnecken 7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme) Winterruhe Gleichbleibende Körpertemperatur; eingeschränkte Stoffwechselaktivität und Herzschlagfrequenz; Erwachen, um Beute zu suchen oder von um von zuvor gesammelten Vorräten zu fressen Beispiele: Dachs, Eichhörnchen, Braunbär 7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme) Winterschlaf Niedrige Körpertemperatur; Körperwärme folgt der Außentemperatur bis zu 5°C, Verringerte Atmung, Energieverbrauch ca. 10% des Normalwertes Beispiele: Murmeltier, Igel, Fledermaus 7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme) 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. Wüstenfuchs Rotfuchs Polarfuchs 7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Temperatur (Wärme) Eisbär Schwarzbär Koalabär 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. 7.2.3.1 Temperatur | 2010

Ökofaktor Licht 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. Beispiele für den Einfluss des Lichts Sommer- und Winterfell Winterruhe/Winterschlaf Vogelzug Orientierung (Bienen) Gesang der Singvögel Tag- und Nachtrhythmus Blühperioden Steuerung des Hormonhaushalts Stimmungen beim Menschen 7.2.3.2 Licht | 2010

Ökofaktor Licht 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 Feuchtigkeit (Wasser) 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 Lösungs- und Quellmittel Mittel zur Kühlung (Transpiration) Mittel zur Stabilisierung (Wanddruck bei Pflanzenzellen) 7.2.3.3 Feuchtigkeit | 2010

Ökofaktor Feuchtigkeit (Wasser)

Ökofaktor Feuchtigkeit (Wasser) 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. 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 7.2.3.3 Feuchtigkeit | 2010

Desoxyribonukleinsäure (DNA) Ökofaktor Nährstoffe 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. Desoxyribonukleinsäure (DNA) Chlorophyll Amylopektin 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 (SO42-) und Kalium (K+). 7.2.3.4 Nährstoffe | 2010

Ökofaktor Nährstoffe Stickstoffkreislauf im Boden

Ökofaktor Nährstoffe 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 Wind 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. Löwenzahn Weidenröschen Birke Weide Ahorn Linde 7.2.3.5 Wind | 2010

Ökofaktor Wind 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 Höhenlage 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. Zugspitze (2962m) Annapurna (8091m) 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. 7.2.3.6 Höhenlage | 2010

Ökofaktor Höhenlage Vegetationsstufen der Alpen nivale Stufe ab ca. 3000 m alpine Stufe ca. 2000-3000 m kolline Stufe ca. 400-800 m montane Stufe ca. 600-1800 m subalpine Stufe ca. 1500-2500 m Obst- und Weinstufe Fels- und Schnee- stufe Mattenstufe Krummholzstufe Misch- und Laubwaldstufe Nadelwaldstufe 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

Anpassung an den Standort Windkante Beispiel: Gämsheide (Loiseleuria procumbens) Klima Sonneneinstrahlung Wasser Temperatur Wind Mechanische Faktoren Schneedruck Boden Nährstoffgehalt Besonderheiten Widerstandsfähigkeit 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 7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Anpassung an alpine Lebensräume Beispiel: Alpensalamander (Salamandra atra) Biotische Faktoren Fressfeinde Nahrungsangebot Klima Kurze Sommerperiode Temperatur Wasser Höhenlage bis 2500m Besonderheiten Drüsensekrete als Schutz gegen Fressfeinde Niedrige Körpertemperatur, geringer Stoffwechsel, geringer Nahrungsbedarf Trächtigkeit je nach Höhenlage und Klima 1-3 Jahre Unabhängig von Laichgewässern, da lebendgebärend (wenige voll ausgebildete, lungenatmende Jungtiere) 7.2.3 Ökofaktoren | 2010

Danke für die Aufmerksamkeit ! 7.2.3 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 7.2.3 Ökofaktoren | 2010