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4.2 Ökosystem See

Einteilung der Gewässer

unterirdisch: Grundwasser und Höhlengewässer

oberirdisch:

fließend

• - Quellen und Quellabflüsse

• - Gebirgsbäche

• - Flüsse, Ströme

stehend

• Seen, Weiher (ohne Tiefe): natürlich, ständig Wasser führend

• Teiche, Stauseen: künstlich

• Tümpel: nur zeitweilig Wasser führend (z.B. Schmelzwassertümpel)

Uferzonierung eines Sees 

·      Erlenbruchwald, Streuwiesen

·      Röhrichtzone

·      Schwimmblattzone

·      Tauchblattzone

·      Tiefenalgenzone

Sauerstoffhaushalt

Zufuhr durch

·      Atmosphäre

·      Photosynthese

Verbrauch durch

·      Atmung

·      Destruktion

Der See im Jahreslauf

Dichteanomalie des Wassers: Wasser hat bei 4°C die größte Dichte. Es wird bei Abkühlung unter 4°C spezifisch leichter.

Ursache: Beim Schmelzen des Eises Volumenverminderung durch Auflösung der lockeren Gitterstruktur und Aggregatbildung: engere Packung durch frei bewegliche Cluster. Bei weiterer Erwärmung überwiegt die thermische Ausdehnung.

Bedeutung:

·      Tiefenwasser des Sees kann nicht kälter sein als 4°C (wegen Dichtemaximum)

·      Gewässer frieren von der Oberfläche her zu, die Eisdecke schützt die tieferen Partien vor dem Zufrieren (das Eis würde sonst auch im Sommer nicht tauen wegen geringer Wärmeleitfähigkeit)

·      Stabilität thermisch geschichteter Wassermassen

Temperaturschichtung im See im Lauf eines Jahres

Bedeutung für den Stoffhaushalt (z.B. Sauerstoffhaushalt)

Nährstoff- und Stoffverteilung im See

Grundlegende Vorgänge:

·      Rhythmus von Zirkulation und Stagnation

·      Bioaktivität der Organismen (Produktion, Konsumtion, Destruktion)

·      Deportation von Stoffen in das Sediment

Trophie: Intensität der organischen Produktion

oligotroph: schwach produktiv

eutroph: hoch produktiv

Bei Vollzirkulation gelangt sauerstoffreiches Wasser bis auf den Grund.

Messung der Produktion

a) Messung der Sauerstoffproduktion bei der Photosynthese mit Licht-(Nettoproduktion) und Dunkelflaschen (Respiration)

Nettoproduktion = Bruttoproduktion - Respiration

b) Radiokarbon-Methode (ist empfindlicher)

Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration von Zirkulation und Stagnation:

Vollzirkulation

Im Zustand der Vollzirkulation eines holomiktischen Sees gelangt sauerstoffreiches Wasser bis auf den Seegrund. Am Ende der Zirkulationsperiode tritt im gesamten Wasserkörper eine annähernd gleiche Sauerstoffkonzentration auf.

Stagnation

Während der Stagnationsphase ist kein vertikaler Stoffaustausch zwischen Epilimnion und Hypolimnion möglich.

Biogene Einflüsse auf die Sauerstoffkonzentration während der Stagnationsphase

Das Epilimnion nimmt auch während der Stagnationsphase laufend Sauerstoff aus der Luft auf.

- Photosynthese als Sauerstoffquelle

- tagsüber können Sauerstoffübersättigungen bis 150% auftreten

Im Hypolimnion gibt es nur sauerstoffzehrende Vorgänge, die den Sauerstoffvorrat aus der Zeit der Vollzirkulation stark angreifen. Sauerstoffverbrauch durch Abbau organischer Pflanzen- und Tierreste (Detritus)

- Sedimentbildung (abhängig von der Primärproduktion im Epilimnion)

Sprungschicht: absinkendes Plankton wird gebremst (Dichte und Viskosität (Zähigkeit) des Wassers nehmen stark zu.

Die gegenseitige Abhängigkeit der Organismen in der Lebensgemeinschaft - die Nahrungskette

Der biogene Stoffumsatz spielt sich auf drei Ebenen ab:

Produzenten bauen aus anorganischen Verbindungen (Kohlenstoffdioxid, Wasser) mit Hilfe von Strahlungsenergie (oder chemischer Energie) organische Materie auf.

Konsumenten gewinnen Energie durch Umbau organischer Materie (alle Tiere und parasitisch lebende Pflanzen)

Destruenten gewinnen Energie aus dem Abbau toter organischer Materie bis zu anorganischen Bestandteilen (die meisten Bakterien)

pelagische Konsumentenkette

Regulierung von Fließgewässern

Beispiel: Salzach bei Eham vor und nach der Verbauung (1835 - 1980)

nach Regulierung:

·      Fehlender Uferbewuchs (=>Erwärmung des Wassers) oder standortfremde Bäume, die nichts zur Uferbefestigung beitragen

·      Hochwässer fallen aus (=>fehlende Düngung)

·      Wasser fließt schneller => Eintiefung, Grundwasserabsenkung

·      verringerte Selbstreinigung

Vorteile natürlicher Uferbefestigung durch Erlen und Weiden:

·      Schatten (Temperatur, Sauerstoffgehalt)

·      Lebensraum für Tiere (Wurzeln, Startplatz)

·      Ufer wird nicht unterspült

·      erneuert sich selbst

 Wurzelausbildung am Gewässerrand

Nahrungsbeziehungen

exemplarische Besprechung eines Nahrungsnetzes unter Nennung eingebundener Pflanzen- und Tierarten