Grundstudium – Modul Bio 8 Teil Geobotanik /Pflanzen¶kologie SS 2008 -...

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  • Folie 1
  • Grundstudium Modul Bio 8 Teil Geobotanik /Pflanzenkologie SS 2008 - 10.-12. Stunde, 9. u. 10. 07.2008 Projektionen, Stichworte u..
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  • Modul Bio 8 Teil Geobotanik (Pflanzenkologie) 1. Fragestellungen, Aufgaben und Teilgebiete der Geobotanik 2. Floristik und kartographische Dokumentation des Vorkommens von Pflanzenarten 2.1 Das Areal einer Pflanzenart 2.2 Geoelemente der Flora Arealtypen 2.3 Florenreiche 2.4 Florenregionen der Holarktis 3. Vegetationskunde 4. Vegetations- und Florengeschichte 4.1 Prkambrium 4.2 Palophytikum 4.3 Mesophytikum: Trias, Jura 4.4 Kontinentaldrift 4.5 Neophytikum Kreide - Tertir 4.6 Quartr 4.6.1 Kaltzeiten (Eiszeiten) 4.6.2 Spt- u. Nacheiszeit Mitteleuropische Grundsukzession 4.6.3 Prgung der mitteleuropischen Vegetation durch den Menschen 5. Pflanzenkologie 5.1 Autkologie 5.1.1 Pflanzlicher Strahlungs- u. Energiehaushalt
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  • Globalstrahlung Nettostrahlung [W m -2 ] Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) Photonenflussdichte (PPFD) [mol Photonen m 2 sec -1 ]
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  • Tages- ( ) und Jahresgang ( ) der Globalstrahlung ber und in einem Buchenhochwald im Bergischen Land ( = auf Grund der Breitenlage maximal mgliche Globalstrahlung) Reflektion Absorption Transmission
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  • LAI = Blattflchenindex (leaf area index) [m 2 Blattflche m -2 Grundflche ] Typische LAI-Werte: tropische Regenwlder 8 m 2 m -2 einheimische sommergrne Wlder 5 m 2 m -2 Wiesen 5 m 2 m -2 Getreidefelder 9 m 2 m -2 Kartoffelcker 2 m 2 m -2
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  • Elektromagnetische Strahlung trifft die Pflanzen - in Form von UV-Strahlung (schdlich), - mit Licht im sichtbaren Wellenlngenbereich - mit Infrarotstrahlung. Sichtbares Licht Photosynthetisch aktive Strahlung: Gewinn von Stoffwechselenergie fr die Pflanze, Umwelteffekt fr Vorgnge der Gestaltbildung Stimulus fr Bewegungsvorgnge
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  • Lichtpflanzen Schattenpflanzen (Heliophyten) (Skiophyten) Chl. a / Chl. b 2 3 3 - 4
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  • Photo-oxidativer Stress >> Photoinhibition Schutzmglichkeiten: Radikalabsorber Molekle (z.B. Ascorbinsure) Enzyme (z.B. Peroxidasen) Xanthophylle Energieabfuhr in Form von Wrme
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  • Licht-Qualitt Phytochrome Cryptochrome - bewegungsphysiol. Effekte - Keimung - Sprossverlngerung - Blattentfaltung - Bltenbildung - Phototropismen Chlorophyll Carotinoide Photosynthese Saisonales Erscheinungsbild = Phnologie
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  • Der UV-Anteil der Sonnenstrahlung wird in der Atmosphre an Luftmoleklen, Wolken- und Staubpartikeln und am Boden in Abhngigkeit von der Art der Bodenbedeckung absorbiert, reflektiert und gestreut. UV - Strahlung UV-A : 315 380 nm UV-B : 280 315 nm UV-C : 150 280 nm Mgliche Schdigungen:
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  • Wrme-Dissipation durch langwellige Abstrahlung Konvektiver Wrmeaustausch mit der umgebenden Atmosphre Verdunstungs-Khlung durch die Transpiration (Energieaufwand fr Wasser- verdunstung: = 2,45 MJ kg -1 H 2 O) Energie-Eintrag durch die Global- strahlung Fhlbare Wrme Latente Wrme T e m p e r a t u r Organ- Erwrmung Vereinfachte Wrmebilanz-Gleichung: Rn = M + S + E Netto- metabolisch fhlbare latente Energie- verbrauchte Wrme Wrme Gewinn Energie
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  • . Stoffwechselvorgang Temperaturbereich Optimum unteres oberes Pessimum Kardinalpunkte der Temperatur Latenzgrenze Letalgrenze Verschiebungen: Modulativ modifikativ modulative Vernderung: kurzfristig und voll reversibel modifikative Vernderung: mittelfristig erfolgend, weitgehend irreversibel, im Zuge der individuenspezifischen Ontogenese Psychrophil Thermophil mesophil
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  • Erkltungsempfindlich (chilling sensitive): Schdigung bei > 0C Frostempfindlich : Schdigung zwischen 0C und ca. 10C Frosttolerant: Schdigung erst bei Temperaturen < ca. 10C Gefrier-Exotherme Tieftemperatur Reaktion von Pflanzen
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  • Kltehrtung und enthrtung im Herbst bzw. Frhjahr Vorruhe VollruheNachruheAustrieb abhrtungsbereitenthrtungsbereit
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  • Kltehrtung: Osmotika-Anreicherung (Zucker!) Vakuolen-Aufteilung Biomembran-Umbau partielle Zellentwsserung spezifische Gen-Expression (anti-freeze proteins, cold adaption proteins)
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  • Lebensformen nach Raunkiaer
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  • ....
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  • sukkulente Bltter mesomorphe Bltter skleromorphe (= hartlaubige) Bltter Trocken- substanz Wasser- gehalt bis 70 % 90 % 98%
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  • Hydratations- Depot- freies wasser wasser Wasser homoiohydre Pflanzen schadensloser Wasserverlust poikilohydre Pflanzen
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  • Poikilohydrie Homoiohydrie (nahezu alle Kormophyten) Poikilohydre Thallophyten: Algen, Pilze, Flechten, Moose Einige Farne und Bltenpflanzen Poikilohydre Kormophyten
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  • Syndrom der Poikilohydrie: - kleinlumige Vakuolen - Fhigkeit zur partiellen Stabilisierung von Membranen und Makromoleklen unter Wasserentzug - geregelter Ab- und Wiederaufbau von Organellen bei weitgehender Austrocknung - Produktion austrocknungsspezifische Proteine mit Chaperon- bzw. Schutzstoff-Charakter
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  • SPAC = Boden-Pflanze-Atmosphre-Kontinuum Bodenwasser: Haftwasser Senkwasser Feldkapazitt
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  • Evaporation = Verdunstung offener Wasserflchen Transpiration = stomatr geregelte Wasserabgabe der Bltter Luft- feuchte photo- synthet. aktive Strahlung Gesamt- Transpi- ration des Baumes
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  • Stomataweiten: Faktoren-Abhngigkeit (schematisch)
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  • Mittagsdepression
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  • Drre-Resistenz von Pflanzen - Blattflchenverkleinerung - Profilstellung der Bltter - ledrige, wasserarme Konsistenz der Bltter - Kleinzelligkeit des Mesophylls - Verdickung der Epidermisaussenwnde - Verdickung der Kutikula - eingesenkte Stomata - kleine Stomata in groer Anordnungsdichte - dichte Blattbehaarung Sukkulenz Wasserstress-Vermeidung (avoidance) Wasserstress-Toleranz (tolerance)
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  • Boden ist die aus der Verwitterung des anstehenden geologischen Untergrundes hervorgegangene und mit organischen Substanzen angereicherte oberste Schicht der Erdoberflche. Sie ist partikulr strukturiert und enthlt in den Zwischenrumen zwischen den festen Teilchen teils eine wssrige Lsung, teils Luft von wechselnder Gaszusammensetzung. Boden ist belebt durch eine Vielzahl von Mikroben und heterotrophen eukaryontischen Lebewesen, als vegetationsbestandener Boden ist er in seinen obersten Bereichen auch mehr oder weniger dicht durchsetzt von Pflanzenwurzeln.