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Setzen Sie die Kurven zueinander in Beziehung und erklären Sie die Abhängigkeiten.
Die dargestellten Kurven in der Grafik zeigen den Verlauf unterschiedlicher Faktoren in einem Ökosystem, das eines Sees, über die Zeit. Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die jeweiligen Konzentrationen oder Mengen darstellt.
1.
Sauerstoffgehalt (1): Wichtig ist zuerst die Erklärung, dass der Sauerstoffgehalt für alle aeroben Lebewesen im See, sowohl für die Produzenten (z.B. Pflanzen, Algen) als auch für die Konsumenten (z.B. Fische, Kleintiere) und die Sauerstoff verbrauchenden Mineralisierer (Destruenten), von entscheidender Bedeutung ist. Sauerstoff wird von den Produzenten durch Fotosynthese erzeugt und wird von den Konsumenten sowie den Destruenten verbraucht.
2.
Mineralsalze (2): Die Mineralsalze dienen als Nährstoffe für die Produzenten. Ihre Zunahme ermöglicht in den Anfangsphasen ein verstärktes Wachstum der Produzentenpopulation.
3.
Produzenten (3): Ihre Zahlen nehmen zunächst mit der Zunahme der Mineralsalze zu, da sie mehr Ressourcen für das Wachstum haben. Sie sind die Basis der Nahrungskette und produzieren den benötigten Sauerstoff.
4.
Konsumenten (4): Als nächste Ebene in der Nahrungskette profitieren sie vom Wachstum der Produzenten, da ihre Nahrungsquelle zunimmt. Ihre Population wächst folgerichtig nach der Zunahme der Produzenten.
5.
Faulschlamm-Bildung (5): Faulschlamm entsteht durch den Tod von Organismen und deren anschließende Zersetzung durch die Destruenten. Mit zunehmender Biomasse im See steigt auch die Menge an sich zersetzendem organischen Material.
6.
Sauerstoff verbrauchende Mineralisierer (Destruenten) (6): Diese Organismen zersetzen abgestorbene Organismen und verbrauchen während dieses Prozesses Sauerstoff. Mit zunehmender Menge an abgestorbenen Organismen und Faulschlamm steigt auch die Aktivität der Destruenten, was wiederum den Sauerstoffverbrauch erhöht.
Die Kurvenverläufe zeigen also deutlich interdependente Beziehungen: Ein anfänglicher Anstieg der Mineralsalze fördert das Wachstum der Produzenten, was wiederum die Konsumenten bevorteilt. Gleichzeitig steigt dadurch aber auch langfristig der Anteil an Faulschlamm, was die Menge der Destruenten und deren Sauerstoffverbrauch erhöht, was wiederum den Sauerstoffgehalt reduziert und das System in ein Ungleichgewicht bringen kann.
Begründen Sie, warum trotz steigender Mineralsalzkonzentration die Anzahl der Produzenten nach einiger Zeit zurückgeht.
Trotz einer anfänglichen Zunahme der Mineralsalzkonzentration, die die Produzentenpopulation fördert, kommt es nach einiger Zeit zu einem Rückgang der Produzenten. Das liegt an mehreren Faktoren:
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Sauerstoffmangel: Wie oben erwähnt, steigt der Sauerstoffverbrauch durch die Zunahme der Destruenten, die organische Materie abbauen. Ein sinkender Sauerstoffgehalt im Wasser kann für aerobe Produzenten (und Konsumenten) schädlich sein und ihre Population reduzieren.
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Störung der Symbiose: Sellbstproduzierende Lebewesen (Produzenten) sind auf klare, sauerstoffreiche Gewässer angewiesen. Sinkende Sauerstoffwerte und zunehmender Faulschlamm (Trübung des Wassers) können die Fotosyntheseleistung verringern.
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Toxizität: Eine zu hohe Konzentration von Mineralsalzen kann auch toxisch für bestimmte Arten von Produzenten werden. Diese Situation, oft als Eutrophierung bezeichnet, kann in einer Verschiebung der Artenzusammensetzung resultieren, wobei empfindliche Arten absterben.
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Konkurrenz und Schichtung: Mit steigenden Nährstoffgehalten kann es auch zu einer verstärkten Konkurrenz zwischen verschiedenen Produzenten kommen, wodurch manche verdrängt werden. Zudem kann eine starke Schichtung im See Wasserbewegung einschränken, was den Transport von Nährstoffen und Sauerstoff limitiert.
Somit führt der anfangs positive Effekt einer erhöhten Nährstoffzufuhr auf die Produzenten über die Zeit zu negativen Rückkopplungen, die die anfänglichen Wachstumsvorteile letztendlich zunichtemachen.
