Ökosystem

Ökosystem (alt griechisch οἶκος oikós ,Haus‘ und σύστημα sýstema ,das Zusammengestellte‘, ,das Verbundene‘) ist ein Fachbegriff der ökologischen Wissenschaften. Eine allgemein akzeptierte Definition von „Ökosystem“ existiert nicht; weit verbreitet ist die folgende Definition: Ein Ökosystem besteht aus einer Biozönose, also interagierenden Organismen mindestens zweier verschiedener Arten, und deren abiotischer Umwelt, die oftmals als Lebensraum oder Biotop bezeichnet wird, wobei Biozönose und Biotop zusammen als eine übergeordnete Einheit betrachtet werden, deren biotische und abiotische Komponenten durch kausale/funktionale Wechselwirkungen miteinander verbunden sind.[1]

Der Begriff Ökosystem wird in den Naturwissenschaften in einem werturteilsfreien Sinne gebraucht. In Politik und Alltagswelt wird oftmals so gesprochen, als seien Ökosysteme schützenswert an sich. Wenn dies geschieht, dann sind nicht Ökosysteme im Allgemeinen gemeint, sondern ganz bestimmte Ökosysteme, die man als nützlich oder in anderer Weise wertvoll ansieht.

Begriffsgeschichte

Die Ansicht, dass Lebewesen und Lebensräume gemeinsam betrachtet werden müssen, lässt sich in der Wissenschaft bis ins 19. Jahrhundert zurückverfolgen, als John Scott Haldane davon schrieb, dass „die Teile eines Organismus und seine Umgebung ein System formen“. 1928 sprach der Leipziger Biologe und Limnologe Richard Woltereck von „Ökologischen Gestalt-Systemen“.[2]

1935 schuf der britischen Biologe und Geobotaniker Arthur George Tansley unabhängig davon den heutigen Begriff „ecosystem“ (Ökosystem). Seine Definition von „ecosystem“: „das gesamte System (im physikalischen Sinne) unter Einschluss nicht nur des Komplexes der Organismen, sondern auch des ganzen Komplexes der physikalischen Faktoren, die das formen, was wir die Umwelt nennen – die Habitatfaktoren im weitesten Sinn.“ „(In den Systemen)... gibt es ständigen Austausch in verschiedenster Form innerhalb des Systems, nicht nur zwischen den Organismen sondern zwischen organischem und anorganischem Bereich.“ ist in dieser Form bis heute uneingeschränkt weiter gültig. Sein Systembegriff ist der eines teilweise Beobachter-konstruierten, gedanklichen Isolats (mental isolate).[3]

Unmittelbarer Anlass für Tansleys Formulierung war eine Serie von Artikeln des südafrikanischen Ökologen John Phillips über das Wesen der biotischen Gemeinschaft (biotic community).[4] Phillips war angeregt durch den Holismus Jan Christiaan Smuts'. Phillips trat in diesen Artikeln für eine „starke“ Interpretation der biotischen Gemeinschaft im Sinne des von Frederic Edward Clements geprägten Konzepts eines Komplexorganismus ein. Tansley wendet sich mit seinem eher mechanistischen Vorschlag in scharfer Form gegen die Verwendung einer im wissenschaftstheoretischen Sinne idealistischen, empirisch nicht zugänglichen Organismus-Metapher, zu der sein Begriff ausdrücklich als Alternative dienen sollte.

Die Entwicklung eines physikalisch geprägten Ökosystembegriffs hat wichtige Grundlagen in der europäischen und nordamerikanischen Gewässerökologie, insbesondere der Limnologie.[5] 1877 hatte der Kieler Zoologieprofessor Karl Möbius den Begriff der Biozönose für die organismische Vergesellschaftung in Austernbänken geprägt. Stephen Alfred Forbes, ein Limnologe aus Illinois, sprach 1887 Jahren Seen als „organische Systeme“ mit zyklischen Stoffumsätzen (matter cycling) an, in denen übergeordnete Steuerungsmechanismen ein Gleichgewicht aufrechterhielten. Während die Arbeiten Forbes' außerhalb des US-amerikanischen Mittelwestens wenig rezipiert wurden, baute August Thienemann ab 1891 in Plön die Hydrobiologische Abteilung der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft auf. Von dort aus verbreitete Thienemann seine Ansicht von Seen als biotischen Systemen, die sich aus der Interaktion von Lebewesen und Umwelt ergeben ("Lebensraum (Milieu) und Lebensgemeinschaft (Biocoenose) als eine feste, organische Einheit", 1916). Thienemann verwendet dabei den mit „Ökosystem“ weitgehend identischen (aber der holistischen, organismischen Sichtweise von Clements und Phillips näher stehenden) Begriff des Holocoens, den der Entomologe Karl Friedrichs 1927 eingeführt hatte.[6][7]

Ab den 1920er Jahren begannen zunehmend genauere Analysen von Nahrungsketten und den darin ablaufenden Stoff- und Energieumsätzen aufzutauchen (z. B. Charles Sutherland Elton, E.V. Borutsky, Chancey Juday).[8] Diese Studien führten 1939 zu Thiemanns Unterscheidung von Produzenten, Konsumenten (Herbivore und Carnivore) und Reduzenten. Die erste systematische empirische Anwendung erfuhr Tansleys Ökosystemkonzept Ende der 1930er Jahre durch den in Minnesota arbeitenden Limnologen Raymond Laurel Lindeman, der die erste Komplettdarstellung der Energieumsätze in einem (See-) Ökosystem vorlegte. Eine weitere einflussreiche Forschungsrichtung war die vom Russen Vladimir Verdadsky begründete Biogeochemie, die sich den Stoffaustausch zwischen Lebewesen und Umwelt als Austausch innerhalb eines chemischen Systems vorstellte. 1944 schuf der sowjetische Biologe Sukachev daraus seinen Begriff der „Biogeozönose“, der im osteuropäischen Raum lange Zeit anstelle von Ökosystem verwendet wurde (von geographisch geprägten Landschaftsökologen teilweise bis heute). In Zusammenarbeit mit Lindemann verbreitete G. Evelyn Hutchinson den russischen Ansatz.

Zum internationalen Durchbruch verhalf dem Ökosystem-Konzept der amerikanische Ökologe Eugene P. Odum. Odum veröffentlichte 1953 sein kurzes Lehrbuch „Principles of Ecology“. Dessen erste Seiten entfalten implizit jenes Forschungsprogramm, dem die Ökosystemforschung bis Ende der 1960er Jahre weitgehend folgte.[9]

Beschreibung

Zur Definition eines Ökosystems gehören Organismen, physikalische Kräfte und Faktoren, und ein bestimmter Raum. Der Begriff ist in Bezug auf den Raum dabei völlig skalenunabhängig: Von einer Petrischale mit einigen Einzellern darin bis zur gesamten Biosphäre kann alles als ein Ökosystem definiert und betrachtet werden. Der Systembegriff impliziert eine funktionale, über eine bloße Beschreibung hinausgehende Betrachtung. Wird ein Naturausschnitt als Ökosystem betrachtet, soll ein Verständnis der natürlichen Regelmäßigkeiten und Zusammenhänge durch die Bildung eines Modells der Wirklichkeit angestrebt werden. Ein solches Modell kann verbal, graphisch oder mathematisch sein. In der Ökosystemforschung werden beispielsweise meist quantitative Modelle angestrebt, die sich in mathematischer Sprache ausdrücken lassen.[10] Einige Aspekte von Ökosystemen lassen sich durch Systeme von Differentialgleichungen ausdrücken. Verwendet werden auch Begriffe der Thermodynamik und statistischen Physik.

Zur Beschreibung der allgemeinen Eigenschaften von Ökosystemen werden oft folgende Begriffe eingesetzt:

offen
Ökosysteme sind offene Systeme, die zur Erhaltung ihres Systemzustands einen Energiefluss durch das System benötigen.
dynamisch
Ökosysteme verharren meist nicht an festen Punkten ihres Zustandsraumes, sondern es finden auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen dynamische Entwicklungen statt. Zu diesen zählen Sukzessionsvorgänge, aber auch Entwicklungen mit geschlossener Phasenraumkurve und viele andere Formen der Dynamik. Daneben gibt es langfristige Selbstorganisations- und Anpassungsprozesse, die ein Ökosystem fortwährend verändern können;
komplex
Ökosysteme haben biotische und abiotische Elemente und Strukturen. Diese Strukturen sind durch Wechselwirkungen miteinander verbunden. Mit der Anzahl der im System verwirklichten Wechselwirkungen steigt seine Komplexität an. Die Beziehung zwischen der Komplexität einerseits und der Stabilität von Ökosystemen andererseits ist aktives Forschungsgebiet der Ökologie.

Die Anwendung des Ökosystemsbegriffs auf einen Naturausschnitt allein kann jedoch nicht zur Vorhersage der spezifischen Eigenschaften, Strukturen oder Prozesse des Naturausschnitt verwendet werden. Ökosysteme können z. B. vergleichsweise komplex oder einfach aufgebaut sein, sich eher stabil oder eher instabil verhalten, nahe an einem Gleichgewichtszustand verharren oder sich fernab davon bewegen. Die Betrachtung als Ökosystem gibt lediglich einen gewissen analytischen Blickwinkel vor.

Grenzziehung

Als offene Systeme haben Ökosysteme keine tatsächlichen Systemgrenzen gegenüber der restlichen Biosphäre. Abgegrenzte Ökosysteme sind durch den Untersucher ausgewählte Konstrukte. Die Abgrenzung ist also eine pragmatisch (durch die Fragestellung, das Untersuchungsinteresse oder das zur Verfügung stehende Budget) begründete Entscheidung und entspricht keiner tatsächlich bestehenden Grenze in der Natur. Idealerweise sollten Teilsysteme ausgewählt werden, deren Beziehungsgefüge innerhalb bedeutsamer ist als dasjenige nach außen, die also durch möglichst basale und möglichst wenige Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung verknüpft sind. Für die räumliche Abgrenzung und Verortung eines Ökosystems wurde der Begriff Ökotop geprägt, der außerhalb der Landschaftsökologie aber nicht sehr gebräuchlich ist.

Zum besseren Verständnis der Zusammenhänge konstruieren Wissenschaftler gelegentlich stark vereinfachte Ökosysteme im Labor, die nur wenige Arten enthalten; dafür hat sich der Fachbegriff „Mikrokosmen“ eingebürgert.

Zu unterscheiden ist die wissenschaftliche und die landläufige Verwendung des Begriffs Ökosystem: Vieles, was populär unter „Ökosystem“ läuft, würde fachlich meist eher als „Biom“ bezeichnet werden. Der Begriff des Bioms geht ursprünglich auf Clements zurück, erfuhr seine heutige Prägung aber stark durch den Geobotaniker Heinrich Walter. Biome (bzw. als kleinere Einheit: Biogeozönosen) sind empirisch und deskriptiv abgeleitete Ausschnitte der Erdoberfläche, die durch eine bestimmte Lebensgemeinschaft (vor allem: Vegetation) charakterisiert werden können. Der funktionale Aspekt des Öko-„Systems“ kann dabei in den Hintergrund treten. Biome können als Ökosysteme betrachtet werden, müssen es aber nicht; häufig werden sie rein biogeographisch gefasst. Da der Begriff aber außerhalb der Fachöffentlichkeit völlig ungebräuchlich ist, steht in populären Veröffentlichungen dafür meist „Ökosystem“, beispielsweise werden so Wüsten, Regenmoore, die Antarktis, das Ökosystem Stymfalia, die Pampa als Ökosysteme bezeichnet.

Funktionsprinzipien von Ökosystemen

Produzenten und Destruenten im Stoffkreislauf

Die Lebewesen der Biozönose beeinflussen den Stoffkreislauf und werden beeinflusst durch die abiotischen Faktoren (in der Botanik spricht man von Standortfaktoren). Die Organismen können grob unterteilt werden nach ihrer trophischen Funktion im System als

  • Primärproduzenten, die organische Stoffe aus anorganischen Stoffen und Energie (Sonnenlicht, chemische Energie) aufbauen, dies sind Pflanzen und autotrophe Bakterien und Archaeen,
  • Konsumenten, die sich von den Produzenten, anderen Konsumenten oder von Destruenten ernähren. Es handelt sich insbesondere um Tiere einschließlich des Menschen. Konsumenten geben dabei Kohlenstoffdioxid und mehr oder weniger energiereiche organische Substanz ab: (Urin, Kot, Körperabrieb, Haare und Leichen).
  • Destruenten, welche die abgestorbenen Produzenten und Konsumenten, deren Ausscheidungen oder Organe (z. B. Pflanzenstreu und Falllaub), abbauen und zuletzt mineralisieren, also wieder in abiotische Stoffe zurückführen. Die funktional entscheidenden Destruenten sind insbesondere Bakterien und Pilze. Genau so wie im Lebensfresser-Subsystem, das auf lebenden Pflanzen und Phytophagen aufbaut, existiert ein Destruenten-Subsystem eines Ökosystems aus bakterien- und pilzfressenden Arten wie z. B. Nematoden, Oligochaeten, Arthropoden wie Milben und Springschwänzen, und Protozoen. Teilweise nehmen diese Organismen große Mengen toter Biomasse direkt auf. Energetisch entscheidend ist für sie aber meist die Bakterien- oder Pilz-Biomasse darin.

Durch das Ökosystem ist ein Fluss von Substanzen (z. B. Wasser), ja auch von einzelnen Elementen (C, N, P, etc.) verfolgbar und – mit großem Aufwand – bezifferbar und in Form von Stoffflussdiagrammen darstellbar. Gleiches gilt für den Energiefluss. Ein erheblicher Teil der Substanz in einem Ökosystem bewegt sich in Kreisläufen. Allerdings hängt dies von der Art des Ökosystems ab. So ist der Kreislaufanteil in einem Wald hoch, insbesondere für die Elemente, die nicht am Austausch mit der Erdatmosphäre teilnehmen (wie O, H, C und z.T. N). Dagegen ist das Ökosystem eines Flusses entscheidend geprägt vom ständigen Substanzdurchsatz.

Ökosysteme beeinflussen sich gegenseitig durch Substanz- und Energiefluss über ihre Grenzen hinweg. Letztlich beeinflussen alle Ökosysteme der Biosphäre einander, oft durch abiotische Faktoren wie den globalen Luft- und Wasserkreislauf. Z. B. beeinflussen marine Ökosysteme durch ihren Stoff- und Energiehaushalt die Atmosphäre und damit auch terrestrische Ökosysteme. Ein Beispiel globaler Wechselbeziehungen ist die Zunahme des Treibhauseffekts und der dadurch verursachte Klimawandel. Um aus dieser Erkenntnis praktischen Nutzen zu ziehen, muss die relative Stärke der Wechselwirkungen bekannt sein.

Thermodynamische Interpretation

Seit langer Zeit werden physikalische Begriffe aus der Thermodynamik auf Ökosysteme angewendet (v.a. Entropie, Dissipation), meist in qualitativer Form als Analogien. Seit etwa 20 Jahren beginnt sich ein Forschungszweig zu etablieren, der thermodynamische Begriffe für Modellierung und Vorhersagen über Ökosysteme in vertiefter Form nutzbar machen will.

Schlüsselbegriff für die thermodynamische Interpretation ist die Entropie, insbesondere der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Erklärungsbedürftig ist vor allem, warum das Leben und die Ökosysteme so komplex werden konnten, wenn die Entropie global betrachtet nicht absinken darf. Einzige physikalisch mögliche Erklärung dafür ist, dass die anscheinend geringe Entropie in der Biosphäre durch Erhöhung der Entropie in ihrer (physikalischen) Umwelt mehr als ausgeglichen wird. Die Entwicklung und Erhaltung von Leben findet offensichtlich weitab des thermodynamischen Gleichgewichts statt. Dies ist nur in einer Umgebung möglich, die ebenfalls fernab des Gleichgewichts ist. Ein Ökosystem benötigt also einen thermodynamischen Gradienten als Antrieb, es muss einerseits (energetische oder stoffliche) Ressourcen von außen erhalten, und auf der anderen Seite „Abfälle“ mit einer höheren Entropie als diejenige der Ressourcen abgeben. Für die Erde als Ganzes ist dieser Gradient die Differenz zwischen der energiereichen Sonneneinstrahlung und dem kalten Weltall (in das Wärme abgestrahlt werden kann). Ein Ökosystem kann also thermodynamisch nur bestehen, wenn es „Ressourcen“ schneller zu „Abfällen“ verwandelt, als es ein vergleichbares unbelebtes System tun würde.

Die Entropie-Produktion eines Ökosystems ist nicht direkt messbar, da wichtige Teilgrößen (v.a. die chemische Energie der lebenden Biomasse) nicht messbar (bzw.: noch nicht einmal befriedigend definierbar) sind. Ökologen versuchen verschiedene Größen zu definieren, um dieses Problem zu umgehen. Mit diesen Größen sollen allgemeine Aussagen über Ökosysteme möglich werden, die Vorhersagen zur Struktur und Entwicklung von Ökosystemen zulassen. Wichtige Ansätze sind: Ascendency (in etwa: „Aufstieg“. Wird aber als Fachbegriff nicht übersetzt),[11] Emergie (mit einem „m“ in der Mitte!),[12] Exergie und Öko-Exergie.[13][14].

Kontrollmechanismen

In der Ökologie ist es bis heute umstritten, wodurch die Dynamik und Struktur von Ökosystemen letztlich kontrolliert wird. Traditionell gibt es zwei Grundannahmen:

  • Von unten nach oben (engl. „bottom-up“): Primärproduzenten produzieren diesem Ansatz zufolge etwa soviel Biomasse, wie ihre Ressourcen erlauben. Ein Teil davon steht Primärkonsumenten (Herbivoren) zur Verfügung. Aufgrund der energetischen Verluste können diese nicht mehr als 10% der genutzten Nahrungsenergie für den Aufbau ihrer eigenen Biomasse nutzen. Dies setzt sich in den weiteren trophischen Niveaus (Konsumenten zweiter, dritter ... Ordnung) fort. Die Länge der Nahrungsketten wird durch die Produktivität begrenzt, weil irgendwann die verbleibende Energie nicht mehr für ein weiteres trophisches Niveau ausreicht. Als Begründer dieser Theorie gilt der Limnologe Raymond L. Lindeman[15]
  • Von oben nach unten (engl. „top-down“): Diesem Modell zufolge wird die Biomasse und Produktion grünen Pflanzen von den Herbivoren kontrolliert und gesteuert. Die Herbivoren wären durchaus imstande, mehr oder weniger die gesamte Biomasse für sich zu nutzen. Die Welt bleibt nur deshalb so grün, weil auch die Produktion der Herbivoren durch Prädatoren in Schach gehalten wird.[16][17]

Alternativen oder Varianten zu diesen Grundmodellen existieren in größerer Zahl.

  • Ein neueres Modell[18] betont die besondere Rolle von Umwelt-Stressfaktoren auf das Artengefüge. Demnach wirken sich ungünstige Umweltfaktoren stärker auf die Konsumenten als auf die Produzenten aus (z. B., weil die Umwelt weniger vorhersagbar wird und starke Schwankungen für Arten höher in der Nahrungskette stärkere Auswirkungen haben). Demnach wären in für die Organismen günstigen Ökosystemen die Konsumenten entscheidend. Unter ungünstigen Umweltbedingungen (und damit geringer Produktivität) wäre die Konkurrenz der Pflanzen ausschlaggebend.

In der ökologischen Wissenschaft hat jedes dieser Modelle seine Anhänger. Auch Kombinationen der Grundmodelle wurden in großer Zahl vorgeschlagen. (z. B.[19][20]).

Zeitliche Dimension von Ökosystemen

Als natürliche Systeme besitzen Ökosysteme eine räumliche und eine zeitliche Dimension. Auf der zeitlichen Ebene versucht man bei der Erforschung die ablaufenden Veränderungen, das heißt die Dynamik des Systems, zu verstehen. Systeme können dabei mehr oder weniger unverändert bleiben, oder sie unterliegen (gerichteten oder zufälligen) Veränderungen. Da lebende Organismen auf Veränderungen reagieren können, können in Ökosystemen, anders als in unbelebten Systemen, selbstregulierende Prozesse ablaufen, durch die die Reaktion des Systems auf Veränderungen unter Umständen nur schwer vorhersagbar ist. Für die holistisch-organismische Denkschule in der Forschung sind diese selbstregulierenden Prozesse von alles entscheidender Bedeutung, für sie ist ein Ökosystem daher analog zu einem lebenden Organismus. Die stärker reduktionistisch ausgerichtete Hauptströmung der Wissenschaft erkennt die sich bei der Entwicklung der Systeme ergebenden Muster und Regelmäßigkeiten an, hält aber die starke Betonung der Konstanz, die sich aus der Organismus-Metapher ergibt, für nicht angemessen. Völlig chaotisch und ungeregelt ablaufende Veränderungen zu erforschen ist allerdings zwar möglich, aber wissenschaftlich wenig ergiebig, da man so gewonnene Erkenntnisse kaum auf irgendetwas außerhalb des untersuchten Systems selbst verallgemeinern könnte. Die Ökosystemforschung konzentriert sich daher meist auf mehr oder weniger konstante Systeme oder zumindest auf solche, deren Veränderung auf erklärende Faktoren zurückgeführt werden kann. Ausgangspunkt der Forschung sind daher (wie generell in der Wissenschaft) Muster und Regelmäßigkeiten in der Natur selbst.

Dynamik und Konstanz, Stabilität

In zahlreichen untersuchten Ökosystemen beobachtet man bei Untersuchungen über einen längeren Zeitraum keine wesentlichen Veränderungen, sie sind zeitlich stabil. Die Stabilität ist trivial, wenn sich die Umweltfaktoren und die abiotischen Komponenten des Systems nicht verändert haben. Interessanter ist es, wenn ein System auch bei Veränderung äußerer Faktoren seine Stabilität erhalten kann. Die Erforschung dieser Zusammenhänge wurde lange Zeit durch die Mehrdeutigkeit des Stabilitätsbegriffs behindert. Grimm und Wissel fanden z. B. in einer Literaturstudie 163 verschiedene Definitionen von Stabilität, die sich auf 70 Konzepte bezogen[21]). Heute wird (nach Pimm 1984[22]) meist unterschieden: Persistenz (man beobachtet wenig Veränderungen bei Beobachtungen über lange Zeit), Resilienz (Das System kehrt nach Störungen wieder in seinen Ausgangszustand zurück)[23], Resistenz (Das System bleibt bei Störungen lange unverändert).

Stabilität und Konstanz in Ökosystemen sind dabei von der betrachteten räumlichen und zeitlichen Skala abhängig. Die Populationsgröße einer Art mag z. B. Jahr für Jahr schwanken, aber auf längere Sicht in gleicher Höhe bleiben. Stabilität und Stabilitätsbedingungen von Ökosystemen, vor allem der Zusammenhang zwischen Stabilität und Komplexität, sind aktive Forschungsfelder der ökologischen Wissenschaften.

Der Begriff „Störung“

Bei der zeitlichen Entwicklung eines Ökosystems ist der Begriff der Störung ein Schlüsselbegriff. Ohne Störungen unterliegt ein System ausschließlich endogener Dynamik, Veränderungen können z. B. durch Wechselwirkungen der beteiligten Arten untereinander ablaufen. Die Größe einer Population kann durch das Beziehungsgefüge auf einer bestimmten Höhe eingeregelt werden, oder, z. B. durch zeitlich verzögerte Reaktionen, können zyklische Schwankungen auftreten (für Säugetierpopulationen z. B.[24]). Gerichtete, dauerhafte Veränderungen des Systems bezeichnet man als Sukzession. Eine Störung ist ein von außerhalb dieses internen Beziehungsgefüges einwirkender, das System verändernder Faktor. Häufig wird zwischen seltenen und großen Störungen (Katastrophen) und kleineren und wiederkehrenden Störungen unterschieden. Der Störungsbegriff ist dabei ebenfalls skalenabhängig, z. B. kann das Abfressen durch ein weidendes Tier für eine einzelne Pflanze als Störung, für das Ökosystem Wiese aber als konstituierender und systemimmanenter Faktor gewertet werden. Einen Versuch zur absoluten Definition von Störungen haben White und Pickett unternommen.[25] Das zeitliche Muster der Störungen oder Störungsregime ist ein prägender Faktor für viele Ökosysteme, wiederkehrende Störungen wie Mahd oder Beweidung im Grünland, Überflutungen im Auwald, aber auch katastrophische Störungen wie Waldbrand oder Sturmwurf in Waldökosystemen können Struktur und Zusammensetzung eines Ökosystems entscheidend prägen.

Einteilung von Ökosystemen

Ökosysteme lassen sich hinsichtlich ihrer

  • Struktur (Habitatgrößen, Körpergrößen als Raumbedarf; Trophieniveaus), ihrer
  • Lage (z.B. alpine u. nivale Stufe im Gebirge, terrestrische (Land-) oder aquatische (Gewässer-) Ökosysteme) und ihrer
  • Dynamik (Energiefluss, Stoffkreisläufe, Sukzession) betrachten und unterteilen.

Diese Einteilungen überlagern sich dabei.

Wesentliche Merkmale und Regulatoren eines Ökosystems sind jedoch Stoff- und Energiekreisläufe (Trophieniveau) sowie der Raumbedarf bzw. ihre Verteilung. Durchgesetzt hat sich eine grobe Unterteilung, die in Fachkreisen verfeinert behandelt werden. Wenn Ökosysteme nur hinsichtlich ihrer geografischen Verteilung, also ihres Ortes, und nicht hinsichtlich ihrer systematischen Zusammenhänge betrachtet werden, spricht man von Ökotopen.

Werden verschiedene, miteinander verflochtene Ökosysteme eines abgrenzbaren Raumes zur Betrachtung zusammengefasst, verwendet man den Begriff „Ökosystemtyp“ (z.B. Ökosystemtyp Stadt); bisweilen etwas unschärfer auch als Landschaftstyp bezeichnet.

Handelt es sich um die abstrakte Zusammenfassung vergleichbarer Ökosysteme getrennter Großräume (z.B. Borealer Nadelwald, Wüste, Steppe u.ä.) - die zwar nach ihrem Erscheinungsbild ähnlich aufgebaut sind, jedoch nicht in der Artenzusammensetzung - wird in der Fachliteratur je nach Betrachtung u.a. von Pflanzen- oder Vegetationsformationen, Vegetationszonen, „Zonobiomen“ oder Ökozonen gesprochen.

Zusammenhängende großräumige Ökosysteme eines konkreten Raumes hingegen werden als Ökoregion oder Biom bezeichnet.

Gefährdung und Bewertung von Ökosystemen

"Ökosystem" im biologisch-wissenschaftlichen Sinn ist ein wertfreier Begriff. Die Rede von der 'Existenz' eines bestimmten Ökosystems oder der Stabilität eines seiner Zustände impliziert daher auf dieser begrifflichen Ebene nicht von sich aus eine positive Wertschätzung; Bemühungen zum Schutz von Ökosystemen sind gesondert zu begründen. Naturwissenschaft kann solche Begründungen nicht liefern, da sie gehalten ist, immer wertfreie Beschreibungen und Erklärungen zu liefern. So sind die nach Zerstörung eines hoch entwickelten Ökosystems auftretenden Zustände genauso als Ökosystem anzusprechen wie der Ausgangszustand, solange noch irgendeine Form von Leben in ihnen auftritt. Einen Wert besitzt ein Ökosystem nur dann, wenn sie ihm durch eine Wertentscheidung von Menschen zugewiesen worden ist. Die Wertentscheidung steht dabei außerhalb der Naturwissenschaft. Sie kann durch wissenschaftliche Argumente gestützt, aber nicht aus der Wissenschaft oder aus der wissenschaftlich beschriebenen Natur abgeleitet werden (vgl. hierzu: Naturalistischer Fehlschluss, Humes Gesetz).

Werte, die einem Ökosystem zugeschrieben werden, können sich auf seine funktionale Ebene beziehen, man spricht dann oft von Ökosystemfunktionen und "Ökosystem-Dienstleistungen" (engl. ecosystem services). Beispielsweise könnte die Erhaltung eines Waldes mit seiner Funktion als Kohlenstoff-Speicher zur Verhütung des Treibhauseffekts, mit seiner erosionsverhütenden Rolle an Steilhängen oder mit seiner positiven Rolle für die Neubildung von nutzbarem Grundwasser, und nicht zuletzt durch das hier geerntete Holz oder das erlegte Wild begründet werden.

Ökosystem-Dienstleistungen sind in der Regel substituierbar. So ist denkbar, dass mit entsprechendem technischen und finanziellen Aufwand CO2 in tiefe Gesteinsschichten eingepresst und damit der Atmosphäre entzogen wird. Erosionsschutz könnte auch durch Grasland , Grundwasserschutz durch den Einsatz technischer Filter oder aufbereitetes Oberflächenwasser substituiert werden. Umweltökonomische Studien zeigen, dass die Kosten einer technischen Substitution oft jedoch so hoch sind, dass natürliche oder naturnahe Ökosysteme schon aus wirtschaftlichen Gründen nicht leichtfertig degradiert werden sollten. Zu bedenken ist weiterhin, dass die Nutzbarkeit eines Ökosystems auch durch stete Einflüsse graduell immer mehr herabgesetzt werden kann, was bei einer kurzzeitigen Betrachtung nicht erkennbar ist. Innerhalb der Umweltökonomie hat sich zum Studium der Ökosystem-Dienstleistungen ein Spezialgebiet herausgebildet (siehe TEEB-Studie).

Der Schutz natürlicher Ökosysteme beruht zu einem großen Teil allerdings nicht auf dieser rein funktionalen Ebene. Wenn Menschen die Artenvielfalt der Ökosysteme erhalten wollen, tun sie dies in der Regel nicht aus funktionalen Gründen (obwohl sich Menschen finden, die dies z. B. mit der Erhaltung ungewöhnlicher Naturstoffe als Basis für neue Medikamente begründen wollen). Vielmehr wird hier der Vielgestaltigkeit und Komplexität der Natur ein eigener Wert zugesprochen. Umweltökonomen tun sich etwas schwer mit dieser Begründung, weil sie sich nicht in das universelle Wertmedium der Ökonomie, d.h. Geld, umrechnen lässt. Hilfsweise wird versucht, den Wert dadurch zu fassen, dass in Befragungen abgefragt wird, wieviel Geld die Befragten zur Rettung natürlicher Ökosysteme abzugeben bereit wären.

Die menschlichen Bemühungen, Ökosysteme zur Erhaltung der Natur selbst, z. B. der Artenvielfalt, zu schützen, werden als Naturschutz zusammengefasst. Die meisten Bemühungen, die auf die funktionale Ebene, d.h. direkte Nutzbarkeit und Ökosystem-Dienstleistungen abzielen, sind die Domäne des Umweltschutzes.

Die verschiedenen Begründungen und Werte, die zur Erhaltung von Ökosystemen herangezogen werden, können untereinander in Konflikt geraten. Genutzte Ökosysteme werden durch die Nutzung verändert und sind damit nicht mehr völlig autonom und natürlich. Die Ökologie teilt die Ökosysteme nach dem Grad ihrer menschlichen Beeinflussung (Hemerobie) ein. Die Artenvielfalt genutzter Ökosysteme nimmt häufig mit steigender Hemerobie ab, sie kann aber auch zunehmen. Für terrestrische Ökosysteme und deren Biodiversität stellt in Mitteleuropa etwa die Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung von Gunstflächen bei gleichzeitiger Nutzungsaufgabe von marginalen Flächen ein großes Problem dar. Auf traditionelle Nutzungsformen beruhende Lebensräume wie Heiden und Magerrasen versucht der Naturschutz aufgrund ihrer Artenvielfalt zu erhalten. Er schränkt damit ihre Nutzbarkeit für den Menschen ein. Verschärft treten diese Konflikte in ärmeren Staaten mit weiträumigen und artenreichen Ökosystemen, die aber kaum nutzbar sind, auf. Letztes Argument für ihre Erhaltung ist dann oft ihre Bedeutung für den Tourismus aus den reichen Staaten. Zunehmend wird aber auch über direkte Transferzahlungen der reichen an die armen Nationen geredet.[26]

Verwendung des Begriffs außerhalb der Ökologie

Mit dem Begriff digitales Ökosystem wird im übertragenen Sinne vor allem im Bereich der Telekommunikation eine Soft- und Hardware-Architektur bezeichnet, welche auf jeweils ganz eigenen Geräten, Systemen und Zugangsvoraussetzungen beruht und damit entsprechendes Zubehör voraussetzt und hervorbringt.

In der englischen Übersetzung ((business) ecosystem) wird der Begriff im übertragenen Sinn oft auch für die Gesamtheit der Akteure innerhalb einer Branche entlang der Wertschöpfungskette, einschließlich der zugehörigen Geschäftsmodelle, verwendet.

Auch in der Astrobiologie wird der Begriff für möglicherweise existierende extraterrestrische Ökosysteme auf Exoplaneten und Exomonden verwendet.[27]

Siehe auch

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Ökosystem – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Quellenangaben

  1. Matthias Schäfer: Wörterbuch der Biologie. 3. Auflage, Gustav Fischer, Jena 2002, UTB 430, ISBN 3-334-60362-8, S. 231: „Ökosystem (ecosystem): Beziehungsgefüge der Lebewesen untereinander (Biozönose) und mit ihrem Lebensraum (Biotop).“; Kurt Jax: Ecological units: definitions and application. The Quarterly Review of Biology 81 (3): 237–258, 2006.
  2. Richard Woltereck: Über die Spezifität des Lebensraumes, der Nahrung und der Körperformen bei pelagischen Cladoceren und über 'Ökologische Gestalt-Systeme'. Biologisches Zentralblatt 48, 1928, S. 521–551.
  3. A. G. Tansley: The use and abuse of vegetational terms and concepts. Ecology.16, 1935, S. 284-307.
  4. John Phillips: The Biotic Community. Journal of Ecology Vol. 19, No. 1 (Feb., 1931), pp. 1-24
  5. Frank Benjamin Golley (1993) A History of the Ecosystem Concept in Ecology. More than the Sum of the Parts. Yale University Press, New Haven/London, S. 35ff
  6. Frank Benjamin Golley (1993) A History of the Ecosystem Concept in Ecology. More than the Sum of the Parts. Yale University Press, New Haven/London, S. 40
  7. Kurt Jax: Holocoen and Ecosystem – On the Origin and Historical Consequences of Two Concepts. In: Journal of the History of Biology. 31, Nr. 1, S. 113–142. doi:10.1023/A:1004261607170. Abgerufen am 8. Mai 2011.
  8. Frank Benjamin Golley (1993) A History of the Ecosystem Concept in Ecology. More than the Sum of the Parts. Yale University Press, New Haven/London, S. 44ff
  9. Frank Benjamin Golley (1993) A History of the Ecosystem Concept in Ecology. More than the Sum of the Parts. Yale University Press, New Haven/London, S. 62ff
  10. Zum Modellbegriff: S.T.A. Pickett & M.L. Cadenasso: The Ecosystem as a Multidimensional Concept: Meaning, Model, and Metaphor. Ecosystems (2002) 5: 1–10
  11. R.E. Ulanowicz & B.M. Hannon: Life and the production of entropy. Proceedings of the Royal Society London B, 232: 181-192 (1987)
  12. H.T.Odum: Environmental Accounting: Emergy and Environmental Decision Making. Wiley (1996)
  13. Sven Erik Jørgensen: An Integrated Ecosystem Theory. Annals – European Acadademy of Science(Liège): 19-33 (2006-2007) Digitalisat
  14. Einen Überblick über das Fachgebiet gibt Stijn Bruers: Energy and Ecology. On entropy production and the analogy between fluid, climate and ecosystems. Thesis, Universiteit Leuven (2007) Digitalisat
  15. Lindeman R.L. (1942): The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology 23: 399–418.
  16. Hairston N.G., Smith F.E., Slobodkin L.B. (1960): Community structure, population control, and competition. American Naturalist 44: 421–425.
  17. Fretwell, Stephen D.: Food chain dynamics: the central theory of ecology? Oikos 50: 291-301
  18. Menge, B.A., Sutherland, J.P. (1987): Community regulation: Variation in disturbance, competition, and predation in relation to environmental stress and recruitment. American Naturalist 130: 730–757.
  19. Oskanen, L., Fretwell, S.D., Aruda, J. ,Niemelä, P. (1981): Exploitation ecosystems in gradients of productivity. American Naturalist 118: 240–261
  20. Power, M.E. (1992): Top-down or bottom-up forces in food webs: Do plants have primacy? Ecology 73: 733–746.
  21. Volker Grimm, Christian Wissel: Babel, or the ecological stability discussions: an inventory and analysis of terminology and a guide for avoiding confusion. Oecologia (1997) 109: 323–334 (PDF)
  22. Stuart L.Pimm: The complexity and stability of ecosystems. Nature 307(1984): 312-326 (PDF)
  23. Der Begriff Resilienz wurde eingeführt durch: C S. Holling: Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and Systematics 4 (1973):1-23
  24. A.R.E.Sinclair: Mammal population regulation, keystone processes and ecosystem dynamics. Philosophical Transactions of the Royal Society London B (2003) 358, 1729–1740. download unter rstb.royalsocietypublishing.org
  25. vgl.: Peter S. White and Anke Jentsch: The Search for Generality in Studies of Disturbance and Ecosystem Dynamics. Progress in Botany, Vol. 62. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001
  26. Tobias Käufer (29. Juni 2009): Ölförderung in Ecuador: Ablasshandel im Regenwald. In: SPIEGEL ONLINE. Abgerufen am 8. Mai 2011.
  27. Jalasvuori, Matti, et al: On the astrobiological relevance of viruses in extraterrestrial ecosystems. International Journal of Astrobiology, Volume 8, Issue 2, p. 95-100 abstract@ nasa ads; Probing extraterrestrial lifeforms in extreme earth environments europlanet-eu.org, abgerufen am 6. März 2012

Literatur

  • J. Maynard Smith: Models in Ecology. Cambridge University Press, Cambridge 1974, ISBN 0-521-20262-0.

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Meeresbiologie
Schmelzwasser beeinflusst Ökosysteme im Arktischen Ozean
Süßwasser aus Meereis verzögert die biologische Kohlenstoffpumpe um vier Monate, in den Sommermonaten driftet das Meereis der Arktis über die Framstraße in den Atlantik.
12.11.2021
Biodiversität
Die Vielfalt ökologischer Funktionen auf Meeresinseln sinkt
Die Artenvielfalt von Ökosystemen hat sich weltweit unter dem Einfluss des Menschen stark verändert.
12.11.2021
Anthropologie | Klimawandel | Meeresbiologie
Menschliche Einflüsse verändern ein ozeanweites Naturgesetz
Im Rahmen einer weltweiten Kooperation haben Umweltwissenschaftler erstmals in globalem Maßstab die gleichmäßige Verteilung der Meeresbiomasse auf verschiedene Größenklassen - von Bakterien bis zu Walen - untersucht.
03.11.2021
Mikrobiologie | Ökologie | Meeresbiologie
Ein natürlicher CO2-Speicher dank symbiotischer Bakterien
Seegraswiesen bieten einen vielseitigen Lebensraum an vielen Küsten, zudem speichern sie große Mengen Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre im Ökosystem.
14.10.2021
Biodiversität | Insektenkunde
Rückgang von Pflanzenbestäubern bedroht Artenvielfalt
Etwa 175 000 Pflanzenarten – die Hälfte aller Blütenpflanzen – sind für die Samenbildung und damit für ihre Fortpflanzung überwiegend oder vollständig auf tierische Bestäuber angewiesen.
13.10.2021
Biodiversität | Land-, Forst- und Viehwirtschaft | Amphibien- und Reptilienkunde
Empfindliche Frösche: Der Regenwald heilt langsam
Eine über zwanzig Jahre angelegte Langzeitstudie zur Biodiversität im Regenwald ist nun abgeschlossen.
06.10.2021
Botanik | Ökologie | Biodiversität
Wiedervernässte Moore sind neuartige Ökosysteme
Durch die Wiedervernässung von Mooren entstehen hydrologisch, geochemisch und auch in der Vegetation neuartige Ökosysteme.
23.09.2021
Ökologie | Biodiversität
Artenvielfalt ist der Motor der Ökosysteme
Die wichtigen Prozesse in einem Ökosystem funktionieren umso besser, desto höher die biologische Vielfalt ist.
22.09.2021
Ökologie | Biodiversität
Grasland in Gefahr
Graslandschaften sind weltweit Oasen biologischer Vielfalt und stellen eine Vielzahl von Leistungen für den Menschen bereit – darunter Nahrungsmittel, Wasserversorgung und die Speicherung von Kohlenstoff.
26.08.2021
Ökologie | Klimawandel
Hohe Kohlenstoffspeicherung in afrikanischen Bergwäldern
Die tropischen Bergwälder Afrikas speichern in ihrer oberirdischen Biomasse mehr Kohlenstoff pro Hektar als alle anderen tropischen Wälder der Erde.
23.08.2021
Paläontologie
Bernsteinsammlungen erhalten und erforschen
Bernsteine sind wertvolle Forschungsobjekte, da sie Einschlüsse von Pflanzen und Tieren über Jahrmillionen erhalten und daraus Rückschlüsse auf die Ökosysteme vergangener Zeiten möglich machen.
12.08.2021
Klimawandel | Meeresbiologie
Klimafolgen am Meeresboden der Antarktis
Ein Forschungsteam hat die wahrscheinlichen Reaktionen des antarktischen Meeresbodens auf Klimawandel, Fischereidruck und andere anthropogene Einflüsse beschrieben.
06.08.2021
Mikrobiologie | Meeresbiologie
Die „Phytoplanktonfabrik“ – vom Nährstoff zum Algenwachstum
Phytoplankton ist die Grundlage der Ökosysteme der Ozeane: Wie Regenwälder verbrauchen sie Kohlenstoff aus der Atmosphäre, bilden die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes und haben einen entscheidenden Einfluss auf den Fischreichtum und das globale Klima.
30.07.2021
Mikrobiologie | Ökologie | Virologie
Nahrungskette in der Dunkelheit
Die Entdeckung ist bahnbrechend: Im Untergrund unseres Planeten leben bisher unbekannte Viren, sie befallen einzellige Mikroorganismen, die sogenannten Altiarchaeen.
28.07.2021
Ökologie | Toxikologie
Wasser blau – Badestrand grün
Viele klare Seen der Welt sind von einem neuen Phänomen betroffen: In Ufernähe, wo Menschen spielen oder schwimmen, ist der Seeboden mit grünen Algenteppichen bedeckt.
19.07.2021
Ökologie
Mikroplastik in der Arktis
Rund um die Inselgruppe Svalbard (norwegisch für Spitzbergen) im arktischen Ozean stellen sogenannte Rhodolithe, aufgebaut aus kalkabscheidenden Rotalgen, ökologische Nischen für eine Vielzahl von Organismen zur Verfügung.
16.07.2021
Biodiversität | Neobiota | Amphibien- und Reptilienkunde
Italienische Höhlensalamander in Deutschland?
Nicht-einheimische Arten zählen zu den Hauptproblemen für den Verlust der Artenvielfalt.
06.07.2021
Physiologie | Biochemie | Klimawandel
Was macht Mangroven zu effizienten Kohlenstoffspeichern?
Die Fähigkeit von Mangroven, große Mengen an CO2 und anderen Klimagasen als organisches Material einzulagern, hat ein zunehmendes Interesse an diesem Ökosystem geweckt. Doch wie müssen Mangrovenwälder beschaffen sein, um als Kohlenstoffspeicher besonders leistungsfähig zu sein?
10.06.2021
Ökologie | Biodiversität | Meeresbiologie
Untermieter auf Manganknollen: Schwämme sorgen für Artenreichtum
Tief auf dem Meeresgrund lagern wertvolle Rohstoffe – beispielsweise Knollen aus Mangan, Eisen, Kobalt und Kupfer.
25.05.2021
Ökologie | Klimawandel | Meeresbiologie
Schrumpfende Gletscher verändern die Nährstoffversorgung des Ozeans
Die Eisschilde der Erde schrumpfen aufgrund steigender Temperaturen.
07.05.2021
Ökologie
Studie zur Funktionsweise aquatischer Ökosysteme
Die Funktionen wassergeprägter Ökosysteme können durch hydrologische Schwankungen erheblich beeinflusst und verändert werden.
07.05.2021
Klimawandel | Meeresbiologie
Mit Bakterien gegen die Korallenbleiche
Korallen sind das Rückgrat mariner Ökosysteme der Tropen.
03.05.2021
Botanik | Klimawandel | Biodiversität
Klimawandel: Weniger Niederschläge, weniger Pflanzenvielfalt
Wasser ist in vielen Ökosystemen der Erde ein knappes Gut und dieser Mangel dürfte sich im Zuge des Klimawandels weiter verschärfen.
03.05.2021
Vogelkunde | Biodiversität | Land-, Forst- und Viehwirtschaft | Amphibien- und Reptilienkunde
Auf der Kippe: Brasiliens Küstenregenwald
Wissenschaftler haben den Einfluss der aktuellen Landnutzung auf die Vogel- und Amphibienwelt des Atlantischen Regenwalds im südöstlichen Brasilien untersucht.
06.04.2021
Neobiota | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Invasive aquatische Arten verursachen Schäden in Milliardenhöhe
Wenn sich Pflanzen oder Tiere aufgrund menschlicher Aktivitäten in Ökosystemen außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes etablieren, können sie erhebliche wirtschaftliche Schäden verursachen.
31.03.2021
Ökologie | Meeresbiologie
Welche Rolle spielt das Grundwasser für die Küstenmeere?
Eine neue Studie beleuchtet die große Bedeutung von Nährstoffeinträgen durch Grundwasser in die Küstenozeane.
17.03.2021
Botanik | Ökologie | Insektenkunde
Künstliches Licht beeinflusst die Pflanzenbestäubung auch am Tag
Strassenlaternen verändern die Anzahl der Blütenbesuche von Insekten nicht nur nachts, sondern auch tagsüber.
26.02.2021
Neurobiologie | Bionik, Biotechnologie und Biophysik | Insektenkunde
Wie Insekten Farben sehen
Insekten und ihre hochentwickelte Fähigkeit Farben zu sehen und zum Beispiel Blüten unterscheiden zu können, sind von zentraler Bedeutung für die Funktion vieler Ökosysteme.
26.02.2021
Ökologie | Paläontologie
Student entwickelt ein neues Verfahren, um Millionen Jahre alte Ökosysteme zu rekonstruieren
Niklas Hohmann, Masterstudent der Geowissenschaften an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), hat einen neuen Algorithmus entwickelt, mit dem sich die Abfolge von Ökosystemen durch die Erdgeschichte besser rekonstruieren lässt.
27.01.2021
Ökologie | Bioinformatik
KI liefert wichtige Informationen über Afrikas Ökosysteme
Ergebnisse eines internationalen Forschungsprojekts zur Kartierung und Zählung einzelner Bäume in Westafrika können dabei helfen, Ökosysteme zu stärken.
05.01.2021
Botanik | Klimawandel
Klimawandel verursachte Mangrovensterben in Oman
Vor rund 6.
23.11.2020
Ökologie | Biochemie
Unter den Eisschilden der Erde sprudelt eine wichtige Nährstoffquelle
Spurenelemente wie Eisen oder Zink spielen als Mikronährstoffe eine essenzielle Rolle für alle Organismen.
22.10.2020
Klimawandel | Meeresbiologie
Ist das größte Biom auf unserem Planeten in Gefahr?
In einer neuen Studie hat ein Team von Forschenden fossiles Plankton in Meeresablagerungen neu untersucht.
16.10.2020
Anthropologie | Zoologie | Ökologie
Madagaskar: Mensch und Klima verursachten Massen-Aussterben
Die gesamte endemische Megafauna Madagaskars und der östlich davon gelegenen Inselkette der Maskarenen, zu der Mauritius und Rodrigues zählen, wurde im vergangenen Jahrtausend ausgerottet.
28.09.2020
Zoologie | Ethologie | Ökologie
Superfrösche in Berlin
Weltweit verändert der Mensch die Umwelt, meist zu Lasten anderer Arten.
11.09.2020
Zoologie | Ökologie | Säugetierkunde
Wie Wolfsrisse das Leben im Boden des Yellowstone verändern
Wenn Wölfe Huftiere fressen, bleibt ausser Knochen, Haut und Mageninhalt wenig übrig.
07.09.2020
Anthropologie | Ethologie | Meeresbiologie | Fischkunde
Wie reagieren Clownfische im Korallenriff auf die Begegnung mit Menschen?
Durch menschliche Eingriffe geraten Ökosysteme in Meeren und Ozeanen immer stärker unter Druck. In Korallenriffen bedrohen steigende Wassertemperaturen und Ozeanversauerung, Verschmutzung durch Plastikmüll oder Überfischung die dort lebenden Organismen, wie Fische, Seegurken oder Korallen. Doch wie verändert eigentlich die direkte physische Präsenz des Menschen unter Wasser das Verhalten und die Ökologie von Tieren im Korallenriff?
17.08.2020
Ökologie | Klimawandel
Ökosysteme und Kipppunkte: Das Problem mit den Schwellenwerten
Umweltpolitische Entscheidungen basieren häufig auf so genannten Kipppunkten.
04.08.2020
Botanik | Ökologie
Verrotten von Pflanzenresten unter dem Einfluss von Chemie
Das schlechtere Verrotten von Pflanzenresten unter dem Einfluss von Chemikalien ist auf die Beeinträchtigung der Biodiversität zurückzuführen.
03.08.2020
Zoologie | Ökologie
Weiße Flecken in den Böden der Erde
Ein großer Teil der weltweiten biologischen Vielfalt befindet sich in den Böden.
17.07.2020
Biodiversität
Die Biodiversität von Flüssen vorhersagen
Die Biodiversität und damit der Zustand von Flussökosystemen können vorhergesagt werden.
15.07.2020
Botanik | Ökologie | Meeresbiologie
Internationaler Tag der Mangrove am 26. Juli: Ökosystem-Design zum Mangrovenschutz
Am 26.
29.06.2020
Zoologie | Ökologie
Tiefsee in der Übersicht - Tiefseeatlas des Nordwest-Pazifik erschienen
Die Senckenberg-Wissenschaftlerinnen Hanieh Saeedi und Angelika Brandt haben gemeinsam mit rund 40 internationalen Forschenden erstmals eine Bestandsaufnahme der Tiefsee-Lebewesen des Nordwest-Pazifik veröffentlicht.
19.06.2020
Ökologie | Meeresbiologie
Wühlende Organismen sind „Spitzensportler“ am Meeresboden
Hinter den lateinischen Namen Hediste diversicolor, Arctica islandica, Echinocardium cordatum und Amphiura filiformis verbergen sich die Hauptakteure unter den wühlenden Organismen am Meeresboden weiter Bereiche von Nord- und Ostsee.
16.06.2020
Ökologie | Säugetierkunde
Rind vs. Flusspferd: Dung in Flüssen der Savanne
In vielen Regionen der Welt wurden Wildtiere durch die Viehzucht verdrängt, wie beispielsweise in Kenia die Flusspferde von großen Rinderherden.
12.06.2020
Ökologie | Klimawandel | Meeresbiologie | Fischkunde
Gesunde Ozeane – wichtige Basis für viele Prozesse auf der Erde
Die Ausbeutung des Planeten Erde beschränkt sich schon lange nicht mehr auf die Landoberflächen.
19.05.2020
Botanik | Ökologie
Ökologie-Experiment in Münchenbuchsee bringt erste Resultate
Auf einer 3000 Quadratmeter grossen Wiese in Münchenbuchsee starteten Forschende des Instituts für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern vor vier Jahren das grösste Experiment für Biodiversität und Ökosystemfunktionen in der Schweiz.
19.05.2020
Botanik | Ökologie | Klimawandel
Trockene Moorlandschaften sind Brandbeschleuniger in der borealen Vegetationszone
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der kanadischen McMaster Universität (Hamilton) und Beteiligung der Universität Greifswald hat Messdaten aus borealen Wäldern und Mooren der ganzen Welt zusammengetragen, um mehr über den Wasserkreislauf in Ökosystemen der borealen Vegetationszone zu erfahren.
29.04.2020
Mikrobiologie | Ökologie
Simulierter Manganknollen-Abbau beeinträchtigt die Ökosystemfunktion von Tiefseeböden
Tiefseebergbau könnte eine Möglichkeit bieten, dem zunehmenden Bedarf an seltenen Metallen zu begegnen.
15.04.2020
Ökologie | Klimawandel | Video
Regenwürmer kurbeln den Nährstoffkreislauf in arktischen Böden an
In arktischen Böden läuft der Nährstoffkreislauf sehr langsam und geht mit Stickstoffmangel einher.
31.03.2020
Ökologie | Parasitologie
Viele Saugwürmer in Ruhrseen – Gutes Zeichen für Ökosystem
Parasiten haben einen schlechten Ruf, dabei sind diese unsichtbaren Lebewesen wichtig für ein gesundes Ökosystem.
30.03.2020
Ökologie | Vogelkunde | Biodiversität
Ökosystemleistungen kennen keine Grenzen / Studie bewertet und quantifiziert Ökosystemleistungs-Ströme
Was haben Kakao, Zugvögel, Hochwasserschutz und Pandas gemeinsam?
30.03.2020
Ökologie | Vogelkunde | Biodiversität
Forscher warnen: Der Artenverlust in Regenwäldern hat dramatischere Folgen als gedacht
Schon das Verschwinden eines geringen Anteils großer Tierarten könnte ausreichen, um die Leistungen von Tieren im tropischen Regenwald deutlich herabzusetzen.
25.03.2020
Botanik | Ökologie
Vielfalt in der Einheit – Pflanzen der Tundra folgen einem globalen Spielplan
Pflanzen der arktischen und alpinen Tundra haben sich an Extrembedingungen angepasst. Folgen sie dennoch den gleichen Spielregeln wie Pflanzen aus milderen Klimazonen?
19.03.2020
Biodiversität | Meeresbiologie | Bioinformatik
Umfassende Datensynthese trägt zur Identifikation schutzwürdiger Meeresgebiete bei
Satellitenortung von Seevögeln, Pinguinen, Walen und Robben zum Schutz der Ökosysteme des Südlichen Ozeans.
18.03.2020
Ökologie | Meeresbiologie
Zucker bringt viel Kohlendioxid ins tiefe Meer
Die Ozeane sind ein sehr wichtiger Kohlenstoffspeicher im globalen Erdsystem.
12.03.2020
Ökologie | Meeresbiologie
Wie Grundwasser die Küstenökosysteme beeinflusst
Forscher haben das erste Computermodell entwickelt, mit dem der Grundwasserstrom in die Weltmeere global verfolgt werden kann.
04.03.2020
Ökologie | Biodiversität
Biologische Vielfalt erhöht die Effizienz des Energieaustauschs im Grünland
Pflanzen beziehen ihre Energie aus der Sonne. Alle anderen Lebewesen müssen fressen, um zu leben. Doch wie funktioniert der Energiefluss in Ökosystemen und gibt es einen Unterschied zwischen Ökosystemen mit vielen und solchen mit wenigen Arten?
25.02.2020
Botanik | Ökologie
Neue Studie zeigt Erfolg der globalen Bemühungen um den Schutz der Mangroven
Noch vor einem Jahrzehnt wiesen Wissenschaftler darauf hin, dass Mangrovenwälder schneller verloren gehen als fast jedes andere Ökosystem, einschließlich der Korallenriffe und tropischen Regenwälder.
05.02.2020
Botanik | Ökologie
81 Prozent der Ananasgewächse sind vom Aussterben bedroht
Senckenberg-Botaniker Georg Zizka hat gemeinsam mit einem internationalen Team die Verbreitung und den Gefährdungsstatus der Bromeliengewächse untersucht.
23.01.2020
Genetik | Evolution | Insektenkunde
Forscher rekonstruieren 500 Millionen Jahre der Insektenevolution
Durch eine Vielzahl von Anpassungen haben Arthropoden, zu denen neben den Insekten auch Spinnen oder Krebstiere gehören, alle wichtigen Ökosysteme der Erde erobert und nehmen eine wichtige Rolle für das ökologische Gleichgewicht unseres Planeten ein. Doch was sind die genetischen Grundlagen für diesen evolutionären Erfolg?
23.01.2020
Ökologie | Biodiversität
Gestörte Ökosysteme erholen sich, aber nicht vollständig
Die Artenzusammensetzung verändert sich nach kurzzeitigen Eingriffen oft dauerhaft, berichten Oldenburger Forscher im Fachblatt Ecology Letters.
22.01.2020
Ökologie | Biodiversität
Auch tote Tiere sind wichtig fürs Ökosystem
Tierkadaver spielen eine wichtige Rolle für die Artenvielfalt und das Funktionieren von Ökosystemen – auch über längere Zeiträume.
16.01.2020
Genetik | Klimawandel | Biodiversität
Erbgut liefert schnellere Vorhersage zu Gewinnern und Verlierern des Klimawandels
Forschende des Senckenberg und des LOEWE-Zentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik wollen mit einem neuen Forschungsansatz schneller und für eine größere Anzahl an Arten vorhersagen, welche Tiere und Pflanzen es schaffen können, sich an den Klimawandel anzupassen und welche nicht.
10.12.2019
Ökologie | Klimawandel | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Forschungsgruppe unter Göttinger Leitung untersucht Kohlenstoffsenken und Landnutzung auf Java
Um den globalen Klimawandel einzudämmen, sind natürliche Kohlenstoffsenken und das Verständnis ihrer Funktionsweise entscheidend.
09.12.2019
Ökologie | Klimawandel
Wie ganze Ökosysteme langfristig auf die Erderwärmung reagieren
Ein internationales Team unter Beteiligung des Ökologen Andreas Richter von der Universität Wien untersuchte in einem einzigartigen Experiment die Reaktionen des subarktischen Graslands auf mehr als 50 Jahre Erwärmung.
04.12.2019
Anthropologie | Ökologie | Land-, Forst- und Viehwirtschaft | Fischkunde
Die Wohlfühl-Connection / Deutschland nutzt Ökosysteme in weit entfernten, oftmals ärmeren Regionen
Soja und Rindfleisch aus Südamerika, Holz aus Russland, Fisch aus China – in Zeiten der Globalisierung ist Mitteleuropa zu einem Markt für Tier- und Pflanzenprodukte aus aller Welt geworden.
03.12.2019
Ökologie | Biochemie
Wie sich in Europa die Wasserqualität verbessern lässt / Policy Briefs bieten Handlungsempfehlungen
Giftstoffe aus Landwirtschaft, Industrie und Haushalten gefährden die Wasserqualität in Europa – und damit Ökosysteme und die menschliche Gesundheit.
12.11.2019
Ökologie | Biodiversität
Naturschutzforschung in der Praxis anwenden
Eine Million Arten sind vom Aussterben bedroht, viele davon bereits in den nächsten Jahrzehnten. Das sind mehr als jemals zuvor gemessen. Dieser beispiellose Verlust der Artenvielfalt gefährdet wertvolle Ökosysteme und das menschliche Wohlergehen. Doch was hindert uns daran, Erkenntnisse aus der Naturschutzforschung in die Praxis umzusetzen?
24.10.2019
Klimawandel | Biodiversität
Lokale Regenwurm-Vielfalt in Europa größer als in den Tropen
An einem Ort der gemäßigten Breiten gibt es meist mehr Regenwürmer und mehr Regenwurmarten als an einem Ort gleicher Größe in den Tropen.
21.10.2019
Land-, Forst- und Viehwirtschaft | Primatologie
Makaken können durch das Jagen von Ratten Palmölproduktion nachhaltiger und effizienter machen
Der Südliche Schweinsaffe hat in Malaysia keinen sonderlich guten Ruf und gilt gemeinhin als Plantagenschädling.
17.10.2019
Biodiversität | Meeresbiologie
Veränderung der Arten-Zusammensetzung in Ökosystemen weltweit
An vielen Orten auf der ganzen Welt finden rasante Veränderungen der Biodiversität statt.
15.10.2019
Botanik | Klimawandel | Meeresbiologie
Blasentang zeigt gekoppelte Reaktionen auf Umweltveränderungen
Mehr kurzzeitige Hitzewellen, langfristig Erwärmung und Versauerung, zunehmende Überdüngung und Sauerstoffarmut – marine Ökosysteme sind vielfältigen Veränderungen ausgesetzt.
04.10.2019
Anthropologie | Ökologie
Freiburger Hydrologin zeigt mit neuen Zahlen, wie sinkende Grundwasserspiegel die Vitalität der Ökosysteme bedrohen
Grundwasser ist die weltweit größte Süßwasserressource und von entscheidender Bedeutung für die Produktion von Nahrungsmitteln.
02.10.2019
Anatomie | Paläontologie | Evolution | Fischkunde
Fossiler Fisch gibt neue Einsichten in die Evolution
Experiment der Natur nach Massen-Artensterben der Kreidezeit.
16.09.2019
Anthropologie | Ökologie | Klimawandel
Klimawandel: Es gibt zu wenig realistische Experimente zu den Folgen für Ökosysteme
Wenn es um die Folgen des Klimawandels für Ökosysteme geht, gibt es bisher noch eine große Wissenslücke.
12.09.2019
Botanik | Klimawandel
Alpine Ökosysteme im Klimawandel: Auf den Boden kommt es an
Die Alpenflora verändert sich rasant mit dem Klimawandel.
10.09.2019
Anthropologie | Insektenkunde | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Globaler Samenhandel verbreitet Schadorganismen
Der weltweite Handel mit Baumsamen ist nicht so sicher wie bisher angenommen.
02.07.2019
Taxonomie | Paläontologie
Fossiler Wasserfloh erwacht zum Leben / Ausgestorben geglaubte Krebsart wiederentdeckt
Senckenberg-Wissenschaftler Kay Van Damme hat in Zusammenarbeit mit einem internationalen Team einen als ausgestorben geglaubten Wasserfloh in einem See in Finnland wiederentdeckt.
22.05.2019
Ökologie | Paläontologie | Klimawandel | Meeresbiologie
Fossiles Zooplankton zeigt, dass marine Ökosysteme im Anthropozän angekommen sind
Der von Menschen verursachte Klimawandel wirkt sich auf die Artenvielfalt und Ökosysteme aus, und marine Ökosysteme sind keine Ausnahme.
20.05.2019
Ökologie | Biodiversität
Auf die Größe kommt es an
Ökologe der Universität Jena und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) entwickelt Methode, mit der sich die Anfälligkeit von Ökosystemen vorhersagen lässt.
01.05.2019
Zoologie | Physiologie | Ökologie
Nilpferde, die tierischen Siliziumpumpen
Die Exkremente von Nilpferden spielen eine wichtige Rolle im Ökosystem der afrikanischen Seen und Flüsse.
26.04.2019
Ökologie | Biodiversität
Naturnahe Landschaften?
Forscher fordern in „Science“ Umdenken bei Renaturierungsprojekten! Egal, ob einzelne Auenlandschaften oder ganze Nationalparks: Der Erfolg von Renaturierungsprojekten hängt nicht nur davon ab, ob einzelne Pflanzen- oder Tierarten wieder in einem Gebiet angesiedelt werden.
12.04.2019
Ökologie | Biochemie
Plastikmüll stört Kommunikation: Bayreuther Studie zeigt Risiken für Ökosysteme auf
Plastikmüll beeinträchtigt im Wasser lebende Organismen auf eine bisher wenig beachtete Weise: Botenstoffe, die für die Kommunikation unter Wasser unentbehrlich sind, reichern sich an der Oberfläche von Plastikteilchen an und können dadurch ihre ökologischen Funktionen nicht mehr erfüllen.
29.03.2019
Zoologie | Ökologie | Biodiversität
SCIENCE-Publikation: Forschung sieht große Tierwanderungen der Serengeti in Gefahr
Steigender Siedlungsdruck treibt Tiere tiefer in Kernzonen / fehlende Wanderung gefährdet ganzes Ökosystem / Forscher der Uni Hohenheim mahnen dringenden Handlungsbedarf an.
27.03.2019
Ökologie | Klimawandel | Biodiversität
Kilimandscharo: Ökosysteme im globalen Wandel
Die Landnutzung in tropischen Bergregionen führt zu starken Veränderungen in der Artenvielfalt und in natürlichen ökologischen Funktionen.
11.03.2019
Taxonomie
Neue Fadenwurm-Art in Nordhessen entdeckt
Pflanzenwissenschaftler der Universität Kassel haben auf einem Versuchsfeld der Universität in Neu-Eichenberg (Lkr.
29.01.2019
Paläontologie | Evolution | Biochemie
Wie sich Leben beim Auftauen der Schneeball-Erde weiter entwickelte
Nach einer globalen Vereisung ermöglichte räuberisches Plankton offenbar die Entwicklung heutiger Ökosysteme.
22.01.2019
Ökologie | Klimawandel
Trockene Gewässer sind unterschätzte „Player“ im Klimawandel
Dürrejahr 2018 – im Klimawandel werden immer mehr Gewässer zumindest temporär austrocknen, viele Seen schrumpfen permanent und verschwinden dauerhaft.
21.01.2019
Mikrobiologie | Immunologie
Mut zu weniger Reinlichkeit - Bakterien und Co. könnten dabei helfen, Krankheiten zurückzudrängen
Gelten auf unserem Körper und in unseren Häusern die gleichen Gesetze der biologischen Vielfalt wie draußen in der Natur?
09.01.2019
Paläontologie
Erster direkter Nachweis eines Wal jagt Wal - Szenarios in früheren Ozeanen
In einer im open-access Journal PLOS ONE publizierten Studie, liefern Manja Voss, Paläontologin am Museum für Naturkunde Berlin, und ihre Kollegen den ersten Nachweis fossilen Mageninhalts des Urwals Basilosaurus isis aus Wadi Al Hitan („Tal der Wale“) in Ägypten.
04.12.2018
Ökologie | Biodiversität
Mehr Diversität als zuvor
Eine Studie der Universitäten Konstanz und Glasgow findet Hinweise auf die Erholung eines Ökosystems nach einer Verschmutzung.
14.11.2018
Ökologie | Insektenkunde
Insektensterben, eine schleichende Katastrophe
Wespen sind wichtige ökologische Regulatoren, sagt der Biologe Bruno Streit, Seniorprofessor für Ökologie und Evolution der Goethe-Universität, doch wer denkt schon daran, wenn sie auf dem Zwetschgenkuchen sitzen?
18.10.2018
Ökologie | Biodiversität
Artenvielfalt kann Ökosysteme auch destabilisieren
Artenreiche Ökosysteme sind stabiler gegenüber Störungen wie Dürren, Hitzeperioden oder Pestiziden, lautet die vorherrschende Meinung.
10.09.2018
Botanik | Mikrobiologie | Ökologie
Wann Pflanzen und Mikroorganismen kooperieren oder konkurrieren, um an Nährstoffe zu kommen
Je nach Düngung unterschiedliche Reaktion - Pflanzen und Mikroorganismen haben sehr unterschiedlichen Bedarf an Nährstoffen: Pflanzen brauchen relativ gesehen mehr Stickstoff, während Mikroorganismen eher Phosphor benötigen.
10.09.2018
Zoologie | Ökologie | Biodiversität
Kleine Tiere, grosse Wirkung: Wirbellose halten Ökosysteme am Laufen
Ob gross oder klein - pflanzenfressende Tiere wie Hirsche, Murmeltiere, Mäuse, Schnecken oder Insekten spielen eine zentrale Rolle im Ökosystem Wiese.
24.08.2018
Ökologie | Meeresbiologie | Neobiota
Neue Quallenart im Nord-Ostsee-Kanal
Eine neue Quallenart hat sich im Nord-Ostsee-Kanal etabliert.
21.08.2018
Klimawandel | Meeresbiologie
Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme
Der Klimawandel beeinflusst in zunehmendem Maße auch die Ozeane.
10.08.2018
Ökologie | Meeresbiologie
Meeresmüll in entlegensten Regionen
Die Osterinsel im Südpazifik ist eine der entlegensten Regionen der Erde.
09.08.2018
Botanik | Zoologie | Ökologie
Tiere und Pflanzen dirigieren ihr Zusammenleben gemeinsam
Ökosysteme sind gewaltige Netzwerke, in denen Tier- und Pflanzenarten vielfältig miteinander zusammenhängen.
06.07.2018
Klimawandel | Meeresbiologie
Hitzewellen können Küstenökosysteme verändern
Modellrechnungen sagen als Folge des Klimawandels eine Zunahme von Extremereignissen wie zum Beispiel Hitzewellen voraus.
04.07.2018
Zoologie | Ökologie
Schnecken-Shuttle-Service – Milben werden gefressen, überleben, und breiten sich so schneller aus
Auf der Speisekarte von Nacktschnecken stehen nicht nur Moose, Flechten und Gartengemüse, sondern auch winzig kleine Hornmilben, die sie unweigerlich mit ihrer Nahrung aufnehmen.
02.07.2018
Botanik | Ökologie
Göttinger Wissenschaftler analysieren Kosten und Perspektiven des Palmölanbaus
Palmöl gehört zu unserem Alltag – es wird für Lebensmittel, Kosmetika und als Biokraftstoff verwendet.
13.06.2018
Zoologie | Ökologie | Meeresbiologie
Seegurken: die Staubsauger der Meere
Seegurken sind farblich eher unscheinbar, von schlichtem Körperbau und sicher keine Sympathieträger unter den Meeresbewohnern.
05.06.2018
Mikrobiologie | Ökologie | Fischkunde
Was die Größenverteilung der Organismen über die energetische Effizienz eines Sees verrät
Die Größenverteilung der Organismen in einem See lässt zuverlässige Rückschlüsse auf die energetische Effizienz im Nahrungsnetz zu, wie Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und internationale KollegInnen empirisch zeigen konnten.
14.05.2018
Mikrobiologie | Ökologie | Klimawandel
Ökosystemforschung: Wohin Störungen im System führen
Wie sich Störungen wie Überschwemmungen oder zunehmende Trockenheit auf ein Ökosystem auswirken, lässt sich bislang nur schwer vorhersagen.
08.05.2018
Ökologie | Paläontologie | Evolution | Insektenkunde
Bernsteinfossilien: Vor lauter Bäumen den Wald nicht sehen
Senckenberg-Wissenschaftlerin Mónica Solórzano Kraemer hat gemeinsam mit einem internationalen Team die Aussagekraft von Bernsteinfossilien für die Rekonstruktion vergangener Ökosysteme überprüft.
21.03.2018
Botanik | Ökologie
Berge werden Inseln: Ökologische Gefahren der zunehmenden Landnutzung in Ostafrika
Die Berge in Ostafrika sind bis heute Schatzkammern der Biodiversität.
16.11.2015
Biodiversität
Langzeitforschung: Verlust von Artenvielfalt vor schmelzenden Küstengletschern
Sedimentation beeinflusst ein ganzes Ökosystem am Meeresboden.
17.10.2015
Ökologie | Klimawandel | Biodiversität
Artenvielfalt stärkt Ökosysteme im Klimawandel
Ökosysteme, die eine große Artenvielfalt aufweisen, sind dadurch besser gegen Dürre und andere extreme Wetterereignisse gewappnet.
13.02.2015
Ökologie | Paläontologie | Meeresbiologie | Fischkunde
Frischer Fisch: 150 Millionen Jahre alt
Ein Forscherteam untersuchte in einer Forschungsgrabung in den jurazeitlichen Plattenkalken von Ettling ein einzigartiges marines Ökosystem.
11.10.2013
Zoologie | Ökologie
Kunststoffpartikel in Süßwasser-Ökosystemen: eine unterschätzte Gefahr
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