Umweltwissenschaft Se1

4 Ökosysteme
Kapitel 54
Das Ökosystem-Konzept in der Ökologie
Der Weg des Energieflusses und die Art der Stoffkreisläufe in einem Ökosystem hängen von
dessen Trophiestruktur ab. Energie und Nährstoffe werden von den Primärproduzenten (Autotrophe)
an die Primärkonsumenten (Herbivoren) und anschliessend an die Sekundärkonsumenten
(Carnivoren) weitergereicht. Die Energie fliesst durch ein Ökosystem; ihr Eintrag erfolgt in Form
von Licht, ihr Austrag als Wärme. Nährstoffe zyklisieren innerhalb eines Ökosystems.
Das Destruentensystem verbindet alle trophischen Ebenen. Destruenten, vor allem Bakterien und
Pilze, machen Nährstoffe wieder verfügbar, indem sie organisches Material zersetzen und in das
anorganische Reservoir zurückführen.
Ökosysteme gehorchen den thermodynamischen Grundgesetzen. Auf Basis der thermodynamischen
Grundgesetze können wir den Energiefluss durch Ökosysteme verstehen. Die in den
Nährstoffen gespeicherte Energie bleibt erhalten, wird aber durch ökosystemare Prozesse in
Wärme umgewandelt.
Die Primärproduktion in Ökosystemen
Der Energiehaushalt eines Ökosystems ist von der Primärproduktion abhängig. Durch die Photosynthese
wird nur ein geringer Teil der auf der Erde eintreffenden Sonnenenergie assimiliert; durch
sie wird der globale Energiehaushalt festgelegt. Die Bruttoprimärproduktion ist die in einer bestimmten
Zeit durch ein Ökosystem assimilierte Gesamtenergie. Die Nettoprimärproduktion ist die in
autotropher Biomasse gespeicherte Energie und entspricht der Bruttoprimärproduktion abzüglich
der durch die Atmung der Primärproduzenten verbrauchten Energie. Nur sie steht den
Konsumenten zur Verfügung.
Totale Sonneneinstrahlung auf die Erde ungefähr 10 22 Joule/Tag = 160 Atombomben/Tag
Aus dieser Energie werden täglich 170 Milliarden Tonnen organische Substanz (= Biomasse) pro
Jahr gebildet. Das entspricht ungefähr der Nutzung von 1% der total eingestrahlten Sonnenenergie.
Der Prozess der zu Bruttoprimärproduktion führt, ist die Photosynthese. Ganzer Kreislauf:
Zellatmung der Pflanze = abgegebene Biomasse der Pflanze. = Respiration
Brutto-Primär-Produktion – Respiration = Netto-Primär-Produktion
Für die Primärproduktion in terrestrischen Ökosystemen sind Temperatur, Feuchtigkeit und
Nährstoffe die limitierenden Faktoren. Klimatische Parameter, wie Temperatur und Feuchtigkeit,
beeinflussen die terrestrische Primärproduktion auf geographischer Ebene. Lokal sind häufig die
Bodennährstoffe die limitierenden Faktoren.
Umweltwissenschaft Se1.doc Irène Stücheli Seite 20 / 39