Tutorium Physische Tutorium Physische GeographieGeographieim SS 2008im SS 2008

6. Sitzung6. SitzungTutorin: Claudia WeitnauerTutorin: Claudia Weitnauer

Universität AugsburgUniversität AugsburgFakultät für Angewandte InformatikFakultät für Angewandte Informatik

Institut für Physische Geographie und Quantitative Institut für Physische Geographie und Quantitative MethodenMethoden

Prof. Dr. Jucundus JacobeitProf. Dr. Jucundus Jacobeit

Wiederholungsfragen BodenWiederholungsfragen Boden1.1. Was verstehen wir unter zonalen Böden? Was verstehen wir unter zonalen Böden?

Nennen Sie 2 Beispiele mit den dazugehörigen Nennen Sie 2 Beispiele mit den dazugehörigen Ökozonen!Ökozonen!

2.2. Welchem Bodentyp ordnen Sie die Welchem Bodentyp ordnen Sie die Horizontabfolge Ah-Al-Bt-C zu? Erklären Sie die Horizontabfolge Ah-Al-Bt-C zu? Erklären Sie die einzelnen Horizontbezeichnungen, stellen Sie einzelnen Horizontbezeichnungen, stellen Sie die maßgeblichen pedogenetischen Prozesse die maßgeblichen pedogenetischen Prozesse dar und geben Sie eine geoökologische Zone dar und geben Sie eine geoökologische Zone an, in der dieser Bodentyp weitverbreitet an, in der dieser Bodentyp weitverbreitet auftritt.auftritt.

3.3. Differenzieren Sie die Prozesse der Differenzieren Sie die Prozesse der Verwesung/Mineralisierung, Humifizierung und Verwesung/Mineralisierung, Humifizierung und Vertorfung.Vertorfung.

Biogeographie Biogeographie

Vegetations- und Vegetations- und TiergeographieTiergeographie

GrundlagenGrundlagen Biota = Gesamtheit aller auf der Erde oder in Biota = Gesamtheit aller auf der Erde oder in

einem bestimmten Gebiet vorhandenen einem bestimmten Gebiet vorhandenen Pflanzen und TierePflanzen und Tiere

Flora = PflanzenFlora = Pflanzen Fauna = TiereFauna = Tiere Vegetationsgeographie befasst sich mit dem Vegetationsgeographie befasst sich mit dem

Artbestand, Verbreitung, Entstehung, Artbestand, Verbreitung, Entstehung, Entwicklung und Dynamik der Flora. Entwicklung und Dynamik der Flora. Außerdem beschäftigt sie sich mit der Außerdem beschäftigt sie sich mit der Struktur, Ordnung, Funktion, Struktur, Ordnung, Funktion, Wechselbeziehungen und der Geschichte der Wechselbeziehungen und der Geschichte der Pflanzen im Ökosystem. Pflanzen im Ökosystem.

Arbeitsweisen und MethodenArbeitsweisen und Methoden

Methoden:Methoden: Floristische VG Floristische VG Arealkunde Arealkunde Pflanzensoziologische VG Pflanzensoziologische VG

VegetationskundeVegetationskunde Historisch- genetische VG Historisch- genetische VG

VegetationsgeschichteVegetationsgeschichte Biozönologische VGBiozönologische VG Ökologische VGÖkologische VG

Arbeitsweisen und MethodenArbeitsweisen und Methoden

SippensystematikSippensystematik Begründer: Carl von Linne Begründer: Carl von Linne

(1707- 1778)(1707- 1778) Erde wird von vielen Erde wird von vielen

Lebewesen bevölkert, Zahl Lebewesen bevölkert, Zahl unbekanntunbekannt

Ziel der Sippensystematik Ziel der Sippensystematik ist es die Vielfalt der ist es die Vielfalt der Organismen Organismen unterschiedlicher Form und unterschiedlicher Form und Lebensweise zu ordnen.Lebensweise zu ordnen.

Man unterscheidet bei den Man unterscheidet bei den Organismengruppen Organismengruppen Individuum, Taxa, Individuum, Taxa, Populationen und Populationen und Lebensgemeinschaften.Lebensgemeinschaften.

SippensystematikSippensystematik Individuum: unteilbare, selbstständig lebende Individuum: unteilbare, selbstständig lebende

EinheitEinheit Taxa (Einzahl Taxon): entspricht der SippeTaxa (Einzahl Taxon): entspricht der Sippe

(systematische Einheit jeder Rangstufe). (systematische Einheit jeder Rangstufe). Organismen (Pflanzen, oder Tiere) mit gleichen Organismen (Pflanzen, oder Tiere) mit gleichen Verwandtschafts- und ÄhnlichkeitsmerkmalenVerwandtschafts- und Ähnlichkeitsmerkmalen

Population: Alle Individuen einer Art, die Population: Alle Individuen einer Art, die miteinander in Kontakt und Genaustausch treten miteinander in Kontakt und Genaustausch treten können. Auch als Fortpflanzungsgemeinschaft können. Auch als Fortpflanzungsgemeinschaft bezeichnet. Bei sehr großen Gebieten kann sich bezeichnet. Bei sehr großen Gebieten kann sich die Gesamtpopulation in mehrere lokale oder die Gesamtpopulation in mehrere lokale oder TeilpopulationenTeilpopulationen aufspalten.aufspalten.

SippensystematikSippensystematik Hierarchisch gestuftes SystemHierarchisch gestuftes System Jedes Taxon erhält nach dem Prinzip Jedes Taxon erhält nach dem Prinzip

der abnehmenden Verwandtschaft der abnehmenden Verwandtschaft und Ähnlichkeit seinen ihm aufgrund und Ähnlichkeit seinen ihm aufgrund der Stammesentwicklung der Stammesentwicklung (Phylogenese) gebührenden Platz.(Phylogenese) gebührenden Platz.

Durch molekularbiologische Durch molekularbiologische Verfahren (DNA- Tests) ist heute eine Verfahren (DNA- Tests) ist heute eine exaktere Einordnung möglich!exaktere Einordnung möglich!

SippensystematikSippensystematik Das System gliedert sich in verschiedene Das System gliedert sich in verschiedene

OrdnungsebenenOrdnungsebenen (Kategorien).(Kategorien). An der Basis des Systems stehen die Arten. Diese An der Basis des Systems stehen die Arten. Diese

Grundkategorie umfasst Gruppen von Individuen, Grundkategorie umfasst Gruppen von Individuen, die in allen wesentlichen erblichen Merkmalen die in allen wesentlichen erblichen Merkmalen übereinstimmen und in freier Natur miteinander übereinstimmen und in freier Natur miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können.fruchtbare Nachkommen zeugen können.

Wenig von einander abweichende Arten werden Wenig von einander abweichende Arten werden zu einer GATTUNGzu einer GATTUNG zusammengefasst.zusammengefasst.

Verwandte GattungenVerwandte Gattungen werden zu einer FAMILIEwerden zu einer FAMILIE zusammengefasst.zusammengefasst.

Verwandte FamilienVerwandte Familien werden zu einer ORDNUNGwerden zu einer ORDNUNG zusammengefasst.zusammengefasst.

Mehrere OrdnungenMehrere Ordnungen werden zu einer KLASSE werden zu einer KLASSE zusammengefasstzusammengefasst

SippensystematikSippensystematik KlassenKlassen werden zu ABTEILUNGENwerden zu ABTEILUNGEN (Stämmen) (Stämmen)

zusammengefasst.zusammengefasst. StämmeStämme werden zu REICHENwerden zu REICHEN

zusammengefasst (Tier-, Pflanzenreich).zusammengefasst (Tier-, Pflanzenreich). Man kann innerhalb eines Systems Man kann innerhalb eines Systems

Abstufungen vornehmen (z.B. Unterarten).Abstufungen vornehmen (z.B. Unterarten). Unabhängig von der Ranghöhe kann man Unabhängig von der Ranghöhe kann man

Mitglieder jeder systematischen Einheit zu Mitglieder jeder systematischen Einheit zu einem Taxon zusammenfassen.einem Taxon zusammenfassen.

SippensystematikSippensystematikBinominale Nomenklatur (Namensgebung) der Arten:

Ein Gattungsname, ein spezif. Beiname (Epitheton = Artname) sowie die zusätzliche Kennzeichnung mit dem Namen des erstbeschreibenden Autors (bzw. dessen Abkürzung).

Beispiel Schwarzerle: Alnus glutinosa (L.) Gaertn. Beispiel Stubenfliege: Musca domestica L. L. für Linné; Gaertn. für J. Gaertner

1. Klassifikationsbeispiel1. KlassifikationsbeispielKlasse: SäugetiereKlasse: SäugetiereUnterklasse: lebend gebärende Säugetriere (Theria)Unterklasse: lebend gebärende Säugetriere (Theria)Überordnung: Plazentatiere (Eutheria/ Placentalia)Überordnung: Plazentatiere (Eutheria/ Placentalia)Ordnung: Raubtiere (Carnivora)Ordnung: Raubtiere (Carnivora)Unterordnung: Landraubtiere (Fissipedia)Unterordnung: Landraubtiere (Fissipedia)1.1. Überfamilie: hundeartige (Canoidae) z.B. Überfamilie: hundeartige (Canoidae) z.B.

Marder, BärMarder, Bär2.2. Überfamilie: katzenartige (Feloidae) z.B. Überfamilie: katzenartige (Feloidae) z.B.

HauskatzeHauskatzeJeweils mehrere Arten und VarietätenJeweils mehrere Arten und Varietäten

2. Klassifikationsbeispiel2. Klassifikationsbeispiel

Stamm: Gliederfüßler (Anthropoda)Stamm: Gliederfüßler (Anthropoda)Klasse: Insekten (Insecta)Klasse: Insekten (Insecta)Ordnung: Hautflügler (Hymenoptera)Ordnung: Hautflügler (Hymenoptera)Familie: echte Biene (Apidae)Familie: echte Biene (Apidae)Unterfamilie: Honigbienen (Apinae)Unterfamilie: Honigbienen (Apinae)Gattung: ApisGattung: ApisArt: westl. HonigbieneArt: westl. HonigbieneUnterart: Italienerbiene (A.m. ligustica)Unterart: Italienerbiene (A.m. ligustica)

Gliederung im PflanzenreichGliederung im Pflanzenreich

PflanzenmorphologiePflanzenmorphologie

EnergieflüsseEnergieflüsse

Wiederholung PhotosyntheseWiederholung Photosynthese

EnergieflüsseEnergieflüsse1. Photosynthese1. Photosynthese

Pflanzen nehmen Lichtenergie Pflanzen nehmen Lichtenergie (Primärenergie) auf und wandeln diese in (Primärenergie) auf und wandeln diese in Sekundärenergie um Sekundärenergie um Photosynthese. Photosynthese.

Pflanzen nehmen über Spaltöffnungen in Pflanzen nehmen über Spaltöffnungen in den Blättern (Stomata) Energie CO2 aus den Blättern (Stomata) Energie CO2 aus der Luft auf.der Luft auf.

Unter Ausnutzung der Sonnenenergie, Unter Ausnutzung der Sonnenenergie, Wasser und katalytischer Mitwirkung von Wasser und katalytischer Mitwirkung von Chlorophyll werden Glucose und Stärke Chlorophyll werden Glucose und Stärke (Kohlenhydrate) erzeugt.(Kohlenhydrate) erzeugt.

Wasser und O2 werden dabei freigesetzt Wasser und O2 werden dabei freigesetzt (Transpiration).(Transpiration).

BlattaufbauBlattaufbau Die EpidermisEpidermis dient

als Schutz- und Stützschicht, sie ist lichtdurchlässig

die StomataStomata ermöglichen den Gasaustausch

das PalisadengewebePalisadengewebe enthält chloroplastenreiche Zellen für die Photosynthese

das lockere SchwammgewebeSchwammgewebe dient dem Gasaustausch und besitzt ebenfalls Chloroplasten

PhotosynthesePhotosynthese

PhotosynthesePhotosynthese Man unterscheidet Assimilation Man unterscheidet Assimilation

(Energiebindung) und Dissmilation (Energiebindung) und Dissmilation (Energieabgabe, Atmung).(Energieabgabe, Atmung).

Photosynthese abhängig von Photosynthese abhängig von Temperatur, Licht, Wasserangebot Temperatur, Licht, Wasserangebot und CO2- Konzentration.und CO2- Konzentration.

PhotosynthesePhotosynthese

Man unterscheidet 3 Physiotypen nach Man unterscheidet 3 Physiotypen nach ihrem Kohlenstoffmetabolismus, ihrem Kohlenstoffmetabolismus, d.h. Kohlenstofffixierung auf 3 d.h. Kohlenstofffixierung auf 3 Wegen:Wegen:

1.1. C 3-Pflanzen:C 3-Pflanzen: Kontinuierlich ablaufende Kontinuierlich ablaufende CO2-Aufnahme und TranspirationCO2-Aufnahme und Transpiration. Bei Pflanzen in temperierten Gebieten verbreitet, wo kein Wassermangel und zu große Hitze besteht und im inneren tropischen Regenwald.

PhotosynthesePhotosynthese2.2. C 4-Pflanzen: C 4-Pflanzen: Räumliche Trennung der Räumliche Trennung der

nebeneinander ablaufenden CO2-Fixierung und nebeneinander ablaufenden CO2-Fixierung und Umwandlung im Blatt. Dies ist Umwandlung im Blatt. Dies ist energieintensiver, bewirkt aber eine höhere energieintensiver, bewirkt aber eine höhere Photosyntheseleistung. Effektiv bei hohen Photosyntheseleistung. Effektiv bei hohen Temperaturen, Wassermangel und hohem Temperaturen, Wassermangel und hohem Lichtangebot. Verbreitet in den semiariden Lichtangebot. Verbreitet in den semiariden Subtropen und Tropen (Savannen). Xeromorphe Subtropen und Tropen (Savannen). Xeromorphe Blätter typisch, z.B. trop. Gräser.Blätter typisch, z.B. trop. Gräser.

3. CAM-Pflanzen: Zeitliche Trennung des CO2-Zeitliche Trennung des CO2-Metabolismus: Crassulaceen-Säure- Metabolismus: Crassulaceen-Säure- Stoffwechsel. nachts Stomata offen und CO2-Stoffwechsel. nachts Stomata offen und CO2-Aufnahme tagsüber Stomata geschlossen Aufnahme tagsüber Stomata geschlossen (geringer Wasserverlust durch Transpiration) (geringer Wasserverlust durch Transpiration) und CO2-Metabolismus. Die CAM-Pflanzen sind und CO2-Metabolismus. Die CAM-Pflanzen sind somit sehr gut an aride, trocken-heiße somit sehr gut an aride, trocken-heiße Umweltbedingungen angepasst. Die Pflanzen Umweltbedingungen angepasst. Die Pflanzen sind Blatt- oder Stammsukkulenten, z.B. sind Blatt- oder Stammsukkulenten, z.B. Kakteen.Kakteen.

2. 2. Wasser- und Mineralhaushalt

Pflanzen benötigen zum Leben und Wachsen Pflanzen benötigen zum Leben und Wachsen Wasser und die darin enthaltenen Nährelemente.Wasser und die darin enthaltenen Nährelemente.

Wasser und Nährelemente werden über die Wasser und Nährelemente werden über die Wurzeln vom Boden aufgenommen und durch die Wurzeln vom Boden aufgenommen und durch die Wasserleitungsbahnen des Xylems an die Wasserleitungsbahnen des Xylems an die Verbrauchsstellen transportiert.Verbrauchsstellen transportiert.

Der Transport erfolgt durch den Transpirationssog Der Transport erfolgt durch den Transpirationssog und in geringem Maße durch den Wurzeldruck.und in geringem Maße durch den Wurzeldruck.

Über die Verdunstung (Transpiration) verliert die Über die Verdunstung (Transpiration) verliert die Pflanze das Wasser als Wasserdampf.Pflanze das Wasser als Wasserdampf.

3. Energieflüsse im Ökosystem3. Energieflüsse im Ökosystem Organismen, die in der Lage sind aus Organismen, die in der Lage sind aus

Primärenenergie und anorganischen Primärenenergie und anorganischen Stoffen organische Substanz aufzubauen Stoffen organische Substanz aufzubauen nennt man autotroph (Pflanzen, einige nennt man autotroph (Pflanzen, einige Bakterien).Bakterien).

Man unterscheidet photoautotrophe und Man unterscheidet photoautotrophe und chemoautotrophe, sowie arobe und chemoautotrophe, sowie arobe und anaerobe Organismen.anaerobe Organismen.

Die autotrophen Organismen gelten als Die autotrophen Organismen gelten als Primärproduzenten.Primärproduzenten.

3. Energieflüsse im Ökosystem3. Energieflüsse im Ökosystem Die heterotrophen Organismen decken Die heterotrophen Organismen decken

ihren Energie- und Stoffbedarf aus ihren Energie- und Stoffbedarf aus organischen Substanzen, die zuvor von organischen Substanzen, die zuvor von anderen Lebewesen aufgebaut wurden.anderen Lebewesen aufgebaut wurden.

Heterotrophe Organismen sind Heterotrophe Organismen sind Konsumenten.Konsumenten.

Da Konsumenten auch organische Da Konsumenten auch organische Substanz herstellen, sind sie auch Substanz herstellen, sind sie auch Sekundärproduzenten.Sekundärproduzenten.

Unterscheidung KonsumentenUnterscheidung Konsumenten

Die Frisch- oder LebendmaterialfresserDie Frisch- oder Lebendmaterialfresser untergliedern sich in:untergliedern sich in:

- Pflanzenfresser- Pflanzenfresser (Herbivore, Phytophagen)(Herbivore, Phytophagen)- Fleischfresser- Fleischfresser (Karnivore, Zoophagen)(Karnivore, Zoophagen)- Allesfresser- Allesfresser (Omnivore)(Omnivore)- Pflanzen- und Tierparasiten- Pflanzen- und Tierparasiten

Unterscheidung KonsumentenUnterscheidung KonsumentenVon totem Material leben die Destruenten Von totem Material leben die Destruenten

(Zersetzer). Sie reduzieren (zerkleinern) (Zersetzer). Sie reduzieren (zerkleinern) und/oder mineralisieren das organische und/oder mineralisieren das organische Ausgangsmaterial (Ausgangsmaterial ( Bodenbildung). Bodenbildung).

Diese untergliedern sich in:Diese untergliedern sich in:- Detritusfresser (Detritovore): Verzehr von - Detritusfresser (Detritovore): Verzehr von

totem Tier- u. Pflanzenmaterialtotem Tier- u. Pflanzenmaterial- Aasfresser (Nekrovore)- Aasfresser (Nekrovore)- Kotfresser (Koprovore)- Kotfresser (Koprovore)- Saprovore: Verzehr von verwesenden - Saprovore: Verzehr von verwesenden

Abfällen.Abfällen.

Nahrungketten und trophische Nahrungketten und trophische Ebenen:Ebenen:

Organismen, die ihr Nahrung dem gleichen Organismen, die ihr Nahrung dem gleichen Glied der Nahrungskette entnehmen, gehören Glied der Nahrungskette entnehmen, gehören derselben trophischen Ebene an:derselben trophischen Ebene an:

1.1. Pflanzen (Primärproduzenten)Pflanzen (Primärproduzenten)2.2. Pflanzenfresser (Primärkonsumenten)Pflanzenfresser (Primärkonsumenten)3.3. Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern

ernähren (Sekundärkonsumenten)ernähren (Sekundärkonsumenten)4.4. Fleischfresser, die sich von Fleischfressern Fleischfresser, die sich von Fleischfressern

ernähren (Tertiärkonsumenten)ernähren (Tertiärkonsumenten)5.5. Große Fleischfresser, die sich von Große Fleischfresser, die sich von

Fleischfressern ernähren (Quartärkonsumenten)Fleischfressern ernähren (Quartärkonsumenten)Ausnahme: fleischfressende PflanzenAusnahme: fleischfressende Pflanzen

Nahrungketten und trophische Nahrungketten und trophische Ebenen:Ebenen:

Von Trophiestufe zu Trophiestufe nimmt Von Trophiestufe zu Trophiestufe nimmt die Energie ab. Nur 10% der Energie kann die Energie ab. Nur 10% der Energie kann pro Stufe verwendet werden (90% gehen pro Stufe verwendet werden (90% gehen verloren, z.B. Haut, Haare usw.).verloren, z.B. Haut, Haare usw.).

Infolge des Energieverlustes ist die Anzahl Infolge des Energieverlustes ist die Anzahl der Trophieebenen begrenzt.der Trophieebenen begrenzt.

Mehr Lebewesen können bei pflanzlicher Mehr Lebewesen können bei pflanzlicher Ernährung ernährt werden.Ernährung ernährt werden.

Vielen Dank für die Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!Aufmerksamkeit!!