Energieflüsse und Stoffkreisläufe in Biozynosen

Einführung

• Thematischer Zusammenhang mit Nahrungsbeziehungen zwischen Organismen in Ökosystemen.
• Nahrungsnetze als Veranschaulichung von Energieflüssen.

Energiefluss in Biozynosen

Grundlagen

• Energie fließt zwischen Arten, hauptsächlich durch Nahrungserwerb.
• Nahrungsnetze bestehen aus verschiedenen Trophie-Ebenen.
  • Organismen beziehen Energie von niedrigeren Trophie-Ebenen.
  • Omnivore beziehen Energie aus mehreren Trophie-Ebenen.
• Energie wird in Biomasse gespeichert.

Quellen des Energieflusses

• Hauptsächlich die Sonne als Energiequelle.
• Photoautotrophe Organismen (z.B. Pflanzen, Algen, Cyanobakterien) nutzen Sonnenenergie für Photosynthese.
  • Umwandlung von CO2 und Wasser in energiereiche organische Verbindungen.
• Chemosynthese bei Chemoautotrophen Organismen (anorganische Stoffe als Energiequelle).
  • Beispiele: Hydrothermale Quellen.

Energieproduktion

• Netto-Primärproduktion: Biomasseproduktion abzüglich Zellatmung der Pflanzen.
• Energiefluss durch Nahrungsketten:
  • Primärproduzenten → Herbivore → Höhere Trophie-Ebenen (Raubtiere).
• Energieverlust bei jeder Trophie-Ebene (~90% Energieverlust).

Stoffkreislauf

Grundlagen

• Stoffe zirkulieren im Kreislauf.
  • Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor aus Boden, Wasser, Atmosphäre.
• Destruenten zersetzen organische Stoffe in anorganische Stoffe.

Zersetzung und Mineralisierung

• Detritus wird von Detritusfressern (z.B. Regenwürmer) in kleinere Bestandteile zerlegt.
• Endgültige Zersetzung durch Bakterien und Pilze.
• Entstehung von CO2 und H2O.
• Mineralisierung: Umwandlung von organischem Material in anorganische Verbindungen.

Bedeutung

• Zersetzung und Mineralisierung vollenden den Stoffkreislauf.
• Freisetzung von Gasen (z.B. CO2, Methan) in die Atmosphäre.
• Stoffe werden durch Atmosphäre und Wasser wieder in das Ökosystem eingebracht.