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Malin Esseln, 2016-06

 

Ökosystem See

1. Einleitung

Stehende Gewässer erfahren heutzutage eine vielfältige Nutzung durch den Menschen und stehen in Verbindung mit Erlebniswerten, Erholungsmöglichkeiten oder auch Energiegewinnung. Diese menschlichen Einflüsse haben jedoch auch große Auswirkungen. Stehende Gewässer werden vom Menschen verändert, und somit verändert sich auch die Tier- und Pflanzenwelt dieses Ökosystems. Durch Ufernutzung, Eutrophierung und Zuschütten von Gewässern sind viele aquatische Arten vom Aussterben bedroht, weshalb vermehrt stehende Gewässer in Reservate umgewandelt werden.

2. Beschreibung des Ökosystems

Bei stehenden Gewässern unterscheidet man zwischen Tümpeln, Teichen und Seen:

2.1     Tümpel

Ein Tümpel ist ein Gewässer, das nur zeitweilig im Jahr mit Wasser gefüllt ist. Die Lebewesen sind an wechselnde Trocken- und Feuchtphasen gewöhnt und passen sich durch Ortswechsel an, Trockenstarre oder sie vergraben sich im feuchten Grund. In Tümpeln dominieren amphibische Pflanzen und Sumpfpflanzen.


2.2 Teiche und Stauseen

Ein Teich oder ein Stausee ist ein künstlich angelegtes Gewässer, was in regelmäßigen Abschnitten ganz oder teilweise abgelassen wird. Durch die dadurch entstehenden Schwankungen des Wasserspiegels können Unterwasserpflanzen, Röhricht und Sumpfpflanzen nicht existieren, genauso wenig wie Kleintiere, welche auf Unterwasserpflanzen angewiesen sind.

Alpiner See

See in den Alpen


2.3 Seen und Weiher

Seen und Weiher sind natürliche oder künstlich angelegte und sich selbst überlassene Gewässer, die dauerhaft Wasser führen. Die Unterscheidung zwischen Weiher und See geschieht durch die Gewässertiefe und das Lichtklima, also in wie weit Photosynthese am Grund des Gewässers möglich ist. Der Weiher hat eine Tiefe von 3 bis 5 Metern und am gesamten Grund ist Fotosynthese möglich. Der See ist tiefer als 5 Meter und Photosynthese ist nur in den Uferbereichen möglich.
Die meisten Gewässernamen beziehen sich nicht auf diese Richtlinien und sind somit falsch.

See in der Toskana - Lago di Massaciucoli

See in der Toskana - Lago di Massaciucoli

3. Abiotische Faktoren

Das Ökosystem See ist ein typisches Biotop unserer Landschaft.
Man gliedert den See in mehrere Zonen, die trophogene Zone, die Kompensationsebene und die tropholytische Zone.


3.1 Trophogene Zone

Die trophogene Zone beschreibt die Wasserschicht unterhalb der Wasseroberfläche. Sie ist eine warme Zone mit Temperaturen von 18 bis 20°C im Sommer, welche vom Wind durchmischt ist. Aufgrund der guten Lichtverhältnisse ist Photosynthese in der gesamten Zone möglich. Dadurch kommt es zu einem hohen Sauerstoff- und Biomassengehalt.


3.2 Kompensationsebene

Die Kompensationsebene liegt abhängig von der Trübung des Wassers in 5 bis 20 Metern Tiefe. Es findet ein starker Temperaturabfall statt, mit Temperaturen um 11 und 12°C im Sommer. Photosynthese ist kaum möglich, da der Lichteinfall sehr schwach ist.


3.3 Tropholytische Zone

Die tropholytische Zone setzt unter der Kompensationsebene an. Die Wassertemperatur nimmt auf 9°C im Sommer ab und es findet keine Durchmischung statt. Auch Photosynthese ist in der tropholytischen Zone nicht möglich, es gibt keinen Lichteinfall in diese Zone. Da die Photosynthese nicht möglich ist, ist die tropholytische Zone auf die organischen Substanzen und den Sauerstoff angewiesen, der aus der trophogenen Zone absinkt. Tritt der Fall ein, dass der Sauerstoffgehalt niedriger ist als 1 mg/l, so bilden sich giftige Schwefelgase, welche die Organismen dieser Schicht abtöten.

Quelle: Public domain by Wikicommonsuser Hati; https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:See3.png

 

4. Abiotische Faktoren

4.1 Anpassung von Ufer- und Wasserpflanzen

Um unter gewissen Bedingungen in einem Ökosystem überleben zu können müssen sich die Pflanzen an diese anpassen.
Als Beispiel für Anpassungen von Pflanzen im Ökosystem See kann man die Seerose nehmen. Die Seerose hat besondere Luftkanäle in ihren Wurzeln über welche sie mit Sauerstoff versorgt wird, als Anpassung auf das sauerstoffarme Bodenwasser. Auch herrscht in einem stehenden Gewässer ein Wellenschlag, weshalb die Seerose ein Schwammparenchym als Schwimmpolster ausgebildet hat. Außerdem ist die Blattunterseite der Seerose benetzt, um eine bessere Haftung an der Wasseroberfläche zu gewährleisten. Stoffwechsel und Blattaufbau entspricht bei der Seerose dem einer Landpflanze.
Bei der Wasserpest, einem weiteren Beispiel von Anpassung, entspricht weder Stoffwechsel noch Blattaufbau dem einer Landpflanze. Die Wasserpest versorgt sich aus dem umgebenden Wasser, hat dünne Blätter und keine Epidermis oder Kutikula. Aufgrund des Wellenschlags dienen die Wurzeln als Bodenverankerung und zur Atmung besitzt die Wasserpest Luftkanäle.


4.2 Anpassung von Wassertieren

Als Beispiel für die Anpassung von Wassertieren an das Ökosystem See dient der Rückenschwimmer. Um in diesem Ökosystem zu überleben musste er sich an gewisse Eigenschaften des Sees anpassen. Besonders seine Form und seine Fortbewegung sind angepasst.
Der Rückenschwimmer hat einen stromlinienförmigen Körperbau, Kiele an Rücken und den Körperseiten, eine Lufthülle welche die Unebenheit an seiner Bauchseite ausgleichen soll und ein drittes Beinpaar was umfunktioniert wurde zu Schwimmbeinen. Diese körperlichen Anpassung sollen den wasserwiderstand verkleinern.
Um sich in der Fortbewegung zu verbessern hat der Rückenschwimmer an Vorder- und Mittelbeinen benetzbare Spitzen und Stopphaare an seinem Körperende.
Auch im Sinne der Atmung und des Wellengangs hat sich der Rückenschwimmer auf das Ökosystem See eingestellt. Er besitzt eine unbenetzbare Atemöffnung am Hinterleibsende mit welcher er atmosphärische Luft atmet und reagiert stark auf Erschütterungen der Seeoberfläche.

Kormoran am See trocknet Flügel

Kormoran am See trocknet Flügel


4.3 Anpassung bei Plankton

Plankton ist unabhängig vom Halt am Untergrund oder der Oberfläche. Es bewegt sich in Aufstiegsphase und Verdauungsphase im See auf und ab. Um sich in der Schwebe halten zu können hat das Plankton eine Dichte, die nur knapp über der des Wassers liegt und bewegt sich mithilfe von Ruderorganen oder Schlägen vorwärts. Durch filtern nimmt es Nahrung aus dem Wasser während der Aufstiegsphase auf und lässt sich dann in der Verdauungsphase absinken. Dieses Absinken findet in den kühleren Wasserschichten statt, da dort eine größere Reibung herrscht, das Plankton langsamer absinkt und somit Energie sparen kann.
Plankton kann auch in Kolonien auftreten, in welchen sich Gasblasen oder Öltropfen einlagern und den Sinkwiderstand der Kolonie erhöhen.


4.4 Konkurrenzvermeidungsprinzip

Um Konkurrenz zu vermeiden versuchen die unterschiedlichen Arten in Bereiche auszuweichen, in denen ihre Konkurrenz aufgrund der abiotischen Faktoren nicht überleben kann. Dieses Prinzip kann man im Ökosystem See gut erkennen. Ein von Menschen unveränderter See oder Weiher kann in sechs Zonen eingeteilt werden, in welchen unterschiedliche Pflanzen wachsen: ist ein Hochwald vorhanden, beinhaltet dieser Eichen, Buchen und Kiefern, die Erlenzone Erlen, oder falls keine Erlen existieren Weiden. Das Gewässer wird Aufgeteilt in Röhrichtzone, Schwimmblattzone, Tauchblattzone und Tiefalgenzone. Kommt es vor, dass eine dieser Arten in einem stehenden Gewässer nicht existiert, können sich die konkurrierenden Arten auch über ihre Zone hinaus verbreiten, solange die benötigten abiotischen Faktoren gegeben sind.

5. Energiefluss

In einem Ökosystem gibt es keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss. Mit jedem Glied in der Nahrungskette geht 90% der Energie verloren. Der Konsument der ersten Ordnung, welcher sich von den Produzenten, also grünen Pflanzen, ernährt, erhält 100% der Energie. Bevor der Konsument der zweiten Ordnung jedoch den Konsument der ersten Ordnung verspeist, wird der Großteil der erhaltenen Energie in Wachstums-, Wärme- und Bewegungsenergie umgewandelt.
Ein Energiefluss bedeutet auch, dass ein Konsument dritter oder vierter Ordnung weit mehr Nahrung zu sich nehmen muss, um die nötige Energie zu erhalten, als ein Konsument erster oder zweiter Ordnung.

6.  Nahrungsnetze und Stoffhaushalt

In einem geschlossenen Gewässer gibt es nicht nur Nahrungsketten, sondern auch komplexe Nahrungsnetze. Ein Beispiel hierfür ist die Nahrungskette von der Schlammschnecke bis zum Angler. Die Schlammschnecke wird vom Gelbrandkäfer gefressen, welcher wiederrum vom Hecht gefressen wird, welcher vom Angler gegessen wird. Da aber die Schlammschnecke und der Gelbrandkäfer auch tote Fische und anderes Aas fressen, wird aus der Nahrungskette ein Nahrungsnetz. Das Nahrungsnetz beginnt und endet immer mit grünen Pflanzen, welche aus Nährsalzen, CO2, Wasser und Sonnenenergie organische Produkte herstellt. Diese organischen Produkte werden dann wiederrum von anderen Lebewesen gefressen. Der Kreislauf der Stoffe ist geschlossen.
Durch diese Nahrungsbeziehungen wird die Bestandsdichte reguliert. Kommt es zu einer Massenvermehrung einer Art, wird diese zum bevorzugten Fressen der anderen Arten. So stellt sich ein biologisches Gleichgewicht ein.
Beispiel für ein Nahrungsnetz:


Quelle: Public domain by Wikicommonsuser Hati; https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NahrungsnetzSee.png


7. Besonderheiten des Ökosystems See

7.1  Eutrophierung

Unter Eutrophierung versteht man eine direkte oder indirekte Zufuhr von Pflanzennährstoffen, welche zu einem übermäßigen Wachstum der biologischen Produktion, eine Umstellung im Stoffhaushalt und eine Veränderung des biologischen Gleichgewichts führen kann. In einem geschlossenen Gewässer hat die Eutrophierung eine besonders starke Bedeutung, aufgrund der Geschlossenheit des Ökosystems.
Die Zufuhr von Pflanzennährstoffen kann durch eingeleitete Haushaltsabwässer, ungeklärte Abwässer oder Düngereinschwemmungen zustande kommen. Diese Zufuhr hat Auswirkungen auf die Pflanzen- und Tierwelt, da diese auf ein normalerweise Nährstoffarmes Ökosystem eingestellt sind. Zwischen den Jahren 1960 und 1980 stiegen die Fälle von Eutrophierung stark.
Bei einer Nährstoffzufuhr in ein geschlossenes Gewässer kommt es zu einer starken Vermehrung weniger Planktonalgenarten. Zwar bedeutet dies auch ein besseres Nahrungsangebot, jedoch häufen sich auch Giftstoffe die zum Beispiel beim Stoffwechselvorgang von Blaualgen entstehen an. Zusätzlich zu den Giftstoffen kommt es durch die Vermehrung von Wasserblüten zu einer Einschränkung in der Tiefenausdehnung, da ihre Blätter das Sonnenlicht abschirmen. Der Bestand der Unterwasserpflanzen geht zurück, was Auswirkungen auf die Kleintiere, die im Gewässer leben, hat.
Eutrophierung erkennt man an Blaualgen-Wasserblüten mit einer langen Blütendauer und das Fehlen von Armleuchteralgen ab einer Tiefe von 3-4 Metern.


7.2  Verlandung

Verlandung beschreibt die Erhöhung des Gewässergrundes durch beispielsweise nicht zersetzte organische Substanzen. Dieses Phänomen hat ein Vorrücken der Ufervegetation und ein Zuwachsen des Gewässers zur Folge.
Verlandung wird ausgelöst durch mineralische Einschwemmungen, welche Phosphat an sich binden und es beim Absinken in den Boden einbringen. Aufgrund des Nährstoffmangels wird die biologische Produktion teilweise eingestellt. Dadurch kann die Ufervegetation in die Wasserfläche hineinwachsen. Es entsteht ein Flachmoor, bei starken Niederschlägen ein Hochmoor.
Durch Abwassereinleitung kommen organische Ablagerungen oft vor, Verlandungen können jedoch nur in windgeschützten Gewässern stattfinden, da sonst die organischen Substanzen in die Tiefe gespült werden.

 

8. Fazit

Das Ökosystem See ist ein in Deutschland weit verbreitetes Ökosystem, was von Menschen stark genutzt und für eigene Zwecke verändert wird. Die Lebewesen dieses Ökosystems sind an die Eigenschaften des Sees angepasst und werden durch Eingriffe des Menschen gefährdet. Das Ökosystem See ist ein gutes Beispiel, wie sich der Mensch die Natur zu Nutze macht und sie dabei verändert.

 

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