Das Ökosystem

Ökosystem – Definition

Der Wald und seine Bewohner sind dir sicherlich vertraut. Aber wusstest du auch, dass der Wald ein eigenes Ökosystem ist? Welche Ökosysteme es außerdem gibt und was die Merkmale eines Ökosystems sind, erfährst du im nachfolgenden Text.

Ökosystem – Eigenschaften

Überall dort, wo es Leben auf der Welt gibt, gibt es Ökosysteme. Doch woran erkennt man ein Ökosystem? Die Merkmale eines Ökosystems sind folgende:

Ökosystem – Größe und Grenzen

Ökosysteme sind ganz unterschiedlich groß. Auch wenn Übergänge zwischen verschiedenen Ökosystemen fließend sind, kann man Ökosysteme grob voneinander abgrenzen. Dazu betrachtet man das jeweilige Biotop (Lebensraum) und die Biozönose (Lebensgemeinschaft), die für das Ökosystem charakteristisch sind. So ist das Ökosystem Mischwald beispielsweise gekennzeichnet von der relativ kühlen Lufttemperatur, unzähligen Laub- und Nadelbäumen und Rehen, Vögeln usw., die darin leben. Eine benachbarte Wiese können wir als Ökosystem davon abgrenzen, indem wir ebenfalls Biotop und Biozönose betrachten: Die Lufttemperatur ist deutlich wärmer. Außerdem kommen dort zum Beispiel besonders viele Gräser, Blumen und Schmetterlinge vor.

Ökosystem – Offenheit

Alle natürlichen Ökosysteme sind offene Systeme. So gibt es keine klaren Grenzen zwischen verschiedenen Ökosystemen, die Übergänge sind fließend. Lebewesen können von einem Ökosystem zum anderen wechseln und miteinander interagieren. Dabei gibt es abhängige Ökosysteme, wie beispielsweise ein Fließgewässer, das auf die ständige Zufuhr von Wasser angewiesen ist. Zudem ist jedes natürliche Ökosystem auf den Energieeintrag durch Sonnenlicht angewiesen. Das Gegenteil dazu stellt ein autarkes (geschlossenes) Ökosystem dar. Da es in keinerlei Stoff- oder Energieaustausch mit der Umwelt steht, sind diese Ökosysteme in der Natur nicht vorhanden.

Ökosystem – Komplexität

Das wohl wichtigste Merkmal eines Ökosystems ist das komplexe Zusammenspiel von Lebewesen und ihrer Umwelt. Man spricht auch von abiotischen und biotischen Faktoren. Abiotische Faktoren umfassen die nicht lebenden Bestandteile eines Ökosystems, wie Klima und Bodenbeschaffenheit. Biotische Faktoren beziehen sich auf alle lebenden Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze). Die abiotischen und biotischen Faktoren eines Ökosystems interagieren ständig miteinander. Regen (abiotisch) ist wichtig für das Pflanzenwachstum (biotisch). Pflanzen wiederum fangen den Regen ab, sodass er weniger intensiv auf dem Boden ankommt. Dadurch wird der Boden (abiotisch) vor Abtragung geschützt.

Ökosystem – Dynamik

Durch äußere und innere Einflüsse können sich Ökosysteme verändern. Von außen betrachtet scheint ein Ökosystem ein perfekt organisiertes, im Gleichgewicht stehendes System zu sein. Dafür sind jedoch ständige Anpassungsprozesse notwendig und in Wahrheit gibt es kein perfektes Gleichgewicht. Nehmen wir als Beispiel die Räuber-Beute-Beziehung zwischen Fuchs und Hase im Ökosystem Wald. Gibt es viele Beutetiere (Hasen), nimmt die Anzahl der Räuber (Füchse) zu. Irgendwann gibt es die Situation, dass es zu wenig Beutetiere für zu viele Räuber gibt. Ab diesem Punkt nimmt die Anzahl der Beutetiere ab und weil die Nahrung für die Räuber knapp wird, reduziert sich auch deren Anzahl. So gibt es ständig Veränderungen in den Populationen dieser Arten, da sie in Abhängigkeit zueinander stehen.
Auch äußere Einflüsse wie klimatische Veränderungen führen zu Anpassungsprozessen eines Ökosystems. Als Beispiel ist hier der Wechsel von Regen- zu Trockenzeit in den Savannen zu nennen. In der Regenzeit wachsen Pflanzen- und Tierpopulationen explosionsartig, während in der Trockenzeit viele Tiere abwandern und viele Pflanzen vertrocknen. Ökosysteme verändern sich aber auch durch menschliche Einflüsse, wie den Klimawandel oder die Überfischung der Meere.

Ökosystem – Energiefluss

In jedem Ökosystem wird Energie in einem Stoffkreislauf weitergegeben. Allerdings muss die benötigte Energie in Form von Sonnenlicht immer wieder zugeführt werden. Sonnenlicht ist die Voraussetzung für die photosynthetische Aktivität der Pflanzen und die Produktion von Biomasse. Als Biomasse bezeichnet man in der Biologie die gesamte Masse aller Lebewesen.

• Produzenten: Pflanzen stellen in dem Kreislauf eines Ökosystems die Produzenten dar. Mittels Photosynthese stellen sie aus anorganischen Stoffen energiereiche organische Stoffe her. So ergeben sich Nahrungsbeziehungen, bei der die produzierte Energie in Form von organischen Verbindungen weitergegeben wird.

• Konsumenten: Die weiteren Glieder einer Nahrungskette nach den Pflanzen werden als Konsumenten bezeichnet. Pflanzen werden von Pflanzenfressern gefressen, Fleischfresser wiederum ernähren sich von anderen Tieren.

• Reduzenten/Destruenten: Am Ende wird tote Biomasse (abgestorbene Pflanzen und tote Tiere) von Mikroorganismen und Pilzen, den Reduzenten, zersetzt und die Nährstoffe werden zurück in den Boden geleitet. Reduzenten werden auch als Destruenten bezeichnet.

Während der beschriebenen Prozesse wird ständig Energie in Form von Wärme an die Umwelt abgegeben. Diese muss durch Sonnenlicht wieder in den Kreislauf aufgenommen werden.

Ökologische Nische

In einem gut funktionierenden Ökosystem ist jede Nische besetzt. Das heißt, bestimmte Lebewesen nutzen jeweils bestimmte Lebensräume und Nahrungsangebote. Dabei entsteht weniger Konkurrenz zwischen den Lebewesen eines Ökosystems. Betrachten wir als Beispiel ein Seetang-Ökosystem mit Felsen- und Mondfischen. Während sich der Mondfisch im Freiwasser bewegt, lebt der Felsenfisch im Seetang. Sie konkurrieren nicht um die gleichen Ressourcen, sie koexistieren.

Stoffkreisläufe im Ökosystem

In jedem Ökosystem gibt es mehrere Stoffkreisläufe. Ununterbrochen werden anorganische und organische Stoffe ineinander umgewandelt. Die wichtigsten Stoffkreisläufe sind: der Kohlenstoffkreislauf, der Schwefelkreislauf und der Stickstoffkreislauf.

Ökosystem – Beispiele

Wie du bereits weißt, stellt jedes Ökosystem eine Einheit aus Biotop (Lebensraum) und Biozönose (Lebensgemeinschaft) dar. Im Folgenden schauen wir uns ein paar konkrete Beispiele an, damit die Definition eines Ökosystems etwas deutlicher wird.

Ökosystem Wald

In der Biozönose eines Waldes leben verschiedene Wildtiere wie Rehe, Füchse, Eichhörnchen, Käfer usw. sowie zahlreiche Pflanzen – vor allem Bäume, aber auch Sträucher und Moose. Die Lebewesen stehen in komplexen Beziehungen zueinander, welche man auch als biotische Faktoren bezeichnet. So gibt es zum Beispiel Räuber-Beute-Beziehungen oder Konkurrenz um Fortpflanzungspartner. Das Biotop ist gekennzeichnet durch abiotische Faktoren, das sind Faktoren der unbelebten Umwelt. Konkret bedeutet das, dass im Wald beispielsweise eine relativ kühle Lufttemperatur herrscht, eine eher hohe Luftfeuchtigkeit, in den verschiedenen Stockwerken des Waldes eine unterschiedlich starke Sonneneinstrahlung usw. Biotop und Biozönose stehen immer in gegenseitiger Abhängigkeit, so stellen die abiotischen Faktoren beispielsweise sicher, dass die passenden Umweltbedingungen für das Leben verschiedener Pflanzen und Tiere herrschen.

Ökosystem See

Die Biozönose im Ökosystem See besteht aus verschiedenen Wasserpflanzen, Algen, Schnecken, Fischen, Wasservögeln usw. Auch hier stehen die Lebewesen in komplexen Beziehungen (z.B. Nahrungsketten) zueinander. Das Biotop ist durch abiotische Faktoren geprägt. Dazu zählen beispielsweise die Wassertemperatur, der Sauerstoffgehalt, der pH-Wert und vieles mehr. Zusammen bilden sie einen Lebensraum für die Biozönose.

Ökosystem im Glas – Flaschengarten

Wie wäre es mit einem eigenen Ökosystem? Jetzt wo du weißt, welche Eigenschaften und Faktoren ein Ökosystem definieren, ist es ganz einfach, eines herzustellen. Hast du schon einmal von einem Flaschengarten gehört? Das ist ein Mini-Ökosystem, das geschlossen und nahezu autark ist. In ein sauberes Glas füllst du Kieselsteine und Erde ein. Setze eine Pflanze deiner Wahl in die Erde und gieße sie am besten mit Regenwasser. Am Ende musst du das Glas noch luftdicht verschließen, es in die Sonne stellen und dein eigenes Ökosystem entsteht.

Ökosysteme und Biome

Vielleicht hast du dich schon einmal gefragt, wie viele Ökosysteme es auf der Welt gibt. Wie du nun weißt, findet man Ökosysteme überall – im Wald, auf dem Feld, im See, in jedem Blumentopf. Die kann man nicht alle zählen. Die Welt kann jedoch in eine Reihe von riesigen Ökosystemen unterteilt werden, in die sogenannten Biome. Sie werden durch Klima und Vegetation charakterisiert. Die riesige Vielfalt an Arten, die ein Biom bewohnt, wird Biodiversität genannt. Die bedeutendsten terrestrischen Biome (Landbiome) der Welt sind:

• Tropischer Regenwald
• Savanne
• Grasland
• Wüste
• Tundra
• Laubwälder
• Nadelwälder

Es gibt natürlich auch aquatische Biome (Wasserbiome). Dazu zählen beispielsweise Korallenriffe.

Ausblick – das lernst du nach Das Ökosystem – Begriffserklärung am Beispiel Wald

Gestalte deine Lernreise weiter und entdecke zum Beispiel die Nahrungsketten und Nahrungsnetze in einem Ökosystem.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Ökosystem