Teil Geobotanik /Pflanzenökologie Grundstudium – Modul Bio 8 Teil Geobotanik /Pflanzenökologie SS 2007 - 10., 11. Stunde, 21. u. 28. 06.2007 Projektionen, Stichworte u.ä.

Modul Bio 8 – Teil Geobotanik (Pflanzenökologie) 1.    Fragestellungen, Aufgaben und Teilgebiete der Geobotanik Floristik und kartographische Dokumentation des Vorkommens von Pflanzenarten 2.1  Das Areal einer Pflanzenart 2.2 Geoelemente der Flora – Arealtypen 2.3 Florenreiche 2.4  Florenregionen der Holarktis 3.    Vegetationskunde 4.    Vegetations- und Florengeschichte 4.1  Präkambrium 4.2  Paläophytikum 4.3 Mesophytikum: Trias, Jura 4.4 Kontinentaldrift 4.5  Neophytikum Kreide - Tertiär 4.6           Quartär 4.6.1        Kaltzeiten (Eiszeiten) 4.6.2        Spät- u. Nacheiszeit Mitteleuropäische Grundsukzession 4.6.3        Prägung der mitteleuropäischen Vegetation durch den Menschen 5.  Pflanzenökologie 5.1   Autökologie 5.1.1 Pflanzlicher Strahlungs- u. Energiehaushalt

Elektromagnetische Strahlung trifft die Pflanzen   - in Form von UV-Strahlung (schädlich), ·  - mit Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich ·  - mit Infrarotstrahlung. Heliophyten = Lichtarten | Skiophyten = Schattenarten Sichtbares Licht  Photosynthetisch aktive Strahlung:  Gewinn von Stoffwechselenergie für die Pflanze,  Umwelteffekt für Vorgänge der Gestaltbildung  Stimulus für Bewegungsvorgänge

T e m p e r a t u r Fühlbare Wärme Latente Wärme Vereinfachte Energie-Eintrag durch die Global- strahlung Wärme-Dissipation durch langwellige Abstrahlung Fühlbare Wärme Konvektiver Wärmeaustausch mit der umgebenden Atmosphäre Organ- Erwärmung Latente Wärme Vereinfachte Wärmebilanz-Gleichung: Rn = M + S +  E Netto- metabolisch fühlbare latente Energie- verbrauchte Wärme Wärme Gewinn Energie Verdunstungs-Kühlung durch die Transpiration (Energieaufwand für Wasser- verdunstung:  = 2,45 MJ kg-1 H2O)

Kardinalpunkte der Temperatur . . . . Latenzgrenze Letalgrenze Verschiebungen: Modulativ <> modifikativ Stoffwechselvorgang Optimum Psychrophil Thermophil mesophil Temperaturbereich  unteres oberes Pessimum Pessimum modulative Veränderung: kurzfristig und voll reversibel modifikative Veränderung: mittelfristig erfolgend, weitgehend irreversibel, im Zuge der individuenspezifischen Ontogenese Kardinalpunkte der Temperatur

Erkältungsempfindlich (chilling sensitive): Schädigung bei > 0°C Frostempfindlich : Schädigung zwischen 0°C und ca. –10°C Frosttolerant: Schädigung erst bei Temperaturen < ca. –10°C Gefrier-Exotherme

Kältehärtung und –enthärtung im Herbst bzw. Frühjahr Vorruhe Vollruhe Nachruhe Austrieb abhärtungsbereit enthärtungsbereit

Osmotika-Anreicherung (Zucker!) Vakuolen-Aufteilung Biomembran-Umbau Kältehärtung: Osmotika-Anreicherung (Zucker!) Vakuolen-Aufteilung Biomembran-Umbau partielle Zellentwässerung spezifische Gen-Expression („anti-freeze proteins“, „cold adaption proteins“)

Lebensformen nach Raunkiaer

. . . . .  

(= hartlaubige) Blätter skleromorphe (= hartlaubige) Blätter Trocken- substanz mesomorphe Blätter sukkulente Blätter bis 70 % 90 % 98% Wasser- gehalt

poikilohydre Pflanzen Hydratations- Depot- freies wasser wasser Wasser homoiohydre Pflanzen schadensloser Wasserverlust poikilohydre Pflanzen

Poikilohydrie Homoiohydrie Poikilohydre Thallophyten: Algen, Pilze, Flechten, Moose Poikilohydrie Homoiohydrie (nahezu alle Kormophyten) Einige Farne und Blütenpflanzen Poikilohydre Kormophyten

Syndrom der Poikilohydrie: - kleinlumige Vakuolen -  Fähigkeit zur partiellen Stabilisierung von Membranen und Makromolekülen unter Wasserentzug - geregelter Ab- und Wiederaufbau von Organellen bei weitgehender Austrocknung - Produktion austrocknungsspezifische Proteine mit Chaperon- bzw. Schutzstoff-Charakter

SPAC = Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuum Bodenwasser: — Haftwasser — Senkwasser • Feldkapazität

= Verdunstung offener Wasserflächen Transpiration = stomatär geregelte Luft- feuchte Evaporation = Verdunstung offener Wasserflächen Transpiration = stomatär geregelte Wasserabgabe der Blätter photo- synthet. aktive Strahlung Gesamt Transpi- ration des Baumes

Stomataweiten: Faktoren-Abhängigkeit (schematisch)

Mittagsdepression

Dürre-Resistenz von Pflanzen   Wasserstress-Toleranz (tolerance) Wasserstress-Vermeidung (avoidance) - Blattflächenverkleinerung - Profilstellung der Blätter - ledrige, wasserarme Konsistenz der Blätter - Kleinzelligkeit des Mesophylls - Verdickung der Epidermisaussenwände Verdickung der Kutikula - eingesenkte Stomata - kleine Stomata in großer Anordnungsdichte - dichte Blattbehaarung Sukkulenz