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Ökosystem See

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Bio-Team
Ökosystem See
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Grundlagen zum Thema Ökosystem See

Inhalt

Ökosystem See – Biologie

Bestimmt warst du schon einmal an einem schönen See. Vielleicht zum Baden oder Bootfahren? Oder einfach um am Ufer zu sitzen und die Natur zu genießen? Aber wusstest du auch, dass ein See nicht einfach nur Wasser ist, sondern ein komplexes Ökosystem? Wir wollen uns heute gemeinsam mit diesem vielseitigen Ökosystem befassen und unter anderem lernen, warum der See ein Ökosystem ist, wie das Ökosystem gegliedert ist und wie es funktioniert. Außerdem stellen wir uns die Frage, welche Tiere und Pflanzen im Ökosystem See leben. Auf geht’s!

Ökosystem See – Definition

Auf der Erde gibt es zahlreiche räumlich begrenzte Lebensgemeinschaften, auch Biozönosen genannt, die in einer unbelebten Umwelt, dem Biotop, leben. Das Zusammenspiel dieser beiden Faktoren wird als Ökosystem bezeichnet. Ein Ökosystem ist demnach geprägt durch biotische (belebte) und abiotische (unbelebte) Faktoren.

Biotische Faktoren sind alle im Ökosystem befindlichen Lebewesen, die miteinander in Beziehung stehen. Die Wechselwirkungen und Interaktionen der Lebewesen können beispielsweise in Nahrungsbeziehungen, in Konkurrenz oder in Symbiosen auftreten.

Abiotische Faktoren sind die unbelebten Einflüsse des Standorts. Dazu zählt zum Beispiel der abiotische Faktor Temperatur. Aber auch das Wasser, der pH-Wert, der Luftdruck, der Wind oder die Luftfeuchtigkeit.

Das Ökosystem See zeichnet sich also durch die Kombination aus abiotischen Standortfaktoren und der dort lebenden biotischen Lebensgemeinschaft aus.

Ökosystem See – Zonierung und Schichten

Das Ökosystem See lässt sich in verschiedene Zonen und Schichten einteilen. Weißt du auch, welche verschiedenen Schichten ein Ökosystem hat? Grundsätzlich unterscheidet man die Bodenzone (Benthal) von der Freiwasserzone (Pelagial). In jeder dieser Zonen gibt es spezifische Tiere und Pflanzen, die dort vorkommen. Die Zonen werden dann noch einmal in verschiedene Schichten unterteilt. In der folgenden Tabelle bekommst du eine erste Übersicht über die verschiedenen Schichten in einer Zone. Die einzelnen Schichten werden danach näher erklärt.

Bodenzone (Benthal) Uferzone (Litoral)
  • Erlen-Weiden-Zone
  • Schilfzone
  • Schwimmblattzone
  • Unterwasserpflanzenzone

  • Tiefenzone (Profundal)
    Freiwasserzone (Pelagial)
  • Epilimnion
  • Metalimnion
  • Hypolimnion
  • Gliederung der Bodenzone

    Die Bodenzone erstreckt sich über den Grund des Sees. Dazu zählt auch der Uferbereich, der als Litoral bezeichnet wird. Hier wachsen viele Pflanzen, da genug Sonnenlicht in diesen Bereich gelangt. Im Uferbereich gibt es folgende Zonen:

    Erlen-Weiden-Zone

    Diese Zone wird manchmal auch Bruchwaldzone genannt. Sie ist nicht oder nur zeitweise mit Wasser bedeckt. Hier wachsen Pflanzen, die eine hohe Bodenfeuchtigkeit vertragen, zum Beispiel Erlen und Weiden. Die Pflanzen der Bruchwaldzone besitzen ein ausgedehntes, dicht verzweigtes Wurzelsystem als Schutz gegen eine mögliche Ausschwemmung und zum Festhalten im weichen Boden. Diese Zone bildet den Lebensraum von verschiedenen Tierarten wie zum Beispiel dem Graureiher, der Erdkröte oder der Schnecke.

    Schilfzone

    Die Schilfzone trägt auch den Namen Röhrichtzone. In dieser Zone finden sich im Flachwasser wachsende Pflanzen wie Rohrkolben, Schilfrohr, Binsen und Pfeilkraut. Pflanzen der Schilfzone besitzen einen hohen Wuchs zum Ausgleich der unterschiedlichen Wasserstände. Dort vorkommende Tiere sind beispielsweise Stockente, Libelle und Teichmuschel.

    Schwimmblattzone

    Wird das Wasser tiefer, erfolgt der Übergang von der Schilfzone in die Schwimmblattzone. Die hier lebenden Pflanzen sind Wasserpflanzen, bei denen lediglich die Schwimmblätter auf der Wasseroberfläche schwimmen, wie Seerose, Teichrose und Wasser-Knöterich. Diese Pflanzen wurzeln jedoch in dem meist schlammigen Boden. Hier leben unter anderem Krebse, Wasserläufer oder Schnecken.

    Unterwasserpflanzenzone

    Bei dieser Zone spricht man auch von der Tauchblattzone. Hier ist das Wasser bereits so tief, dass nur noch Pflanzen, die vollständig unter Wasser leben, vorzufinden sind, wie zum Beispiel das Krause Laichkraut, Tausendblatt und Hornblatt. Vorkommende Tiere sind beispielsweise Egel, Strudelwürmer oder Krebse.

    Nach dem Bereich der Uferzone folgt die Tiefenzone, auch Tiefenalgenzone genannt. Dorthin gelangt kaum Sonnenlicht, weshalb auch fast keine Pflanzen dort zu finden sind. Dieser Tiefenboden, Profundal genannt, gehört aber ebenfalls noch zur Bodenzone.

    Gliederung der Freiwasserzone

    Zu der Freiwasserzone gehören alle Wasseranteile des Sees. Auch hier findet sich eine große Vielfalt an Lebewesen – z. B. diverse Fisch- oder Vogelarten und Insekten leben hier. In Abhängigkeit von der Temperatur und den vorliegenden Schwankungen lässt sich die Freiwasserzone in Schichten einteilen. Von oben nach unten werden diese als Epilimnion, Metalimnion und Hypolimnion bezeichnet.

    Epilimnion

    Die obere Wasserschicht ist innerhalb des Tages und des Jahres großen Temperaturschwankungen und Bewegungen ausgesetzt.

    Metalimnion

    Diese Schicht, auch als Sprungschicht bezeichnet, trennt das Epilimnion von dem darunter liegenden Hypolimnion. Diese Schicht ist durch eine schnelle Temperaturabnahme und einen starken Abfall des Sauerstoffgehalts gekennzeichnet.

    Hypolimnion

    Das ist der Bereich des Tiefwassers. Hier herrschen nur geringe tageszeitliche und jahreszeitliche Schwankungen. Die Temperatur beträgt hier meist etwa 4 Grad Celsius.

    Zur Veranschaulichung siehst du in der folgenden Abbildung die soeben vorgestellten Zonen und Schichten dargestellt.

    Ökosystem See

    Ökosystem See – Nährstoffe

    Im Ökosystem See gibt es eine Nährschicht und eine Zehrschicht, die durch unterschiedliche Nährstoffgehalte geprägt sind.

    Nährschicht

    Aus der Zonierung ergibt sich, dass einige Bereiche des Ökosystems Nährstoffe produzieren und andere diese Nährstoffe verbrauchen. Grüne Pflanzen sind die Nährstoffproduzenten. Diese leben als fest stehende Pflanzen in der Bodenzone oder als Wasserpflanzen im Oberflächenwasser.

    Im Oberflächenwasser leben vor allem frei schwimmende Algen und Wasserlinsen. Diese werden auch als Phytoplankton bezeichnet und können durch das Sonnenlicht Fotosynthese betreiben. Dadurch werden Nährstoffe produziert. Durch die Fotosynthese und durch Diffusion aus der Luft gelangt außerdem Sauerstoff in das Wasser.

    Im Oberflächenwasser werden mehr Nährstoffe produziert, als die hier lebenden Organismen verbrauchen. Deshalb wird die Schicht als Nährschicht bezeichnet.

    Zehrschicht

    In der darunter liegenden Sprungschicht nehmen sowohl die Temperatur als auch der Sauerstoffgehalt stark ab. Im Sommer werden die Wasserschichten nicht durchmischt. Deshalb sind die Temperatur und der Sauerstoffgehalt im Tiefenwasser gleichbleibend niedrig. In diese Schicht dringt kein Licht vor, sodass keine Pflanzen wachsen können. Die Nahrung der hier lebenden Lebewesen besteht aus abgestorbenen Tieren und Ausscheidungen, die aus den oberen Schichten herabsinken. Hier leben Destruenten, wie Pilze und Bakterien. Sie bauen tote, organische Substanz ab. In dieser Schicht werden mehr Nährstoffe und Sauerstoff verbraucht, als produziert werden, weshalb die Schicht auch als Zehrschicht bezeichnet wird.

    Die Merkmale im Ökosystem See sind jedoch auch abhängig von den Jahreszeiten. Im Herbst und im Winter kommt es durch Wind und Zirkulation zu einer Vermischung der Wasserschichten. Die Wassertemperaturen und Nährstoffverhältnisse der verschiedenen Schichten gleichen sich an.

    Ist der Stoffkreislauf des Ökosystems See nicht ausgeglichen, kann es zu einer Anreicherung von Nährstoffen im See kommen. Dies wird als Eutrophierung des Sees bezeichnet. Insbesondere der Stickstoffkreislauf und Phosphatkreislauf spielen dabei eine große Rolle.

    Ökosystem See – Stoff- und Energiefluss

    Im Ökosystem See ist das Phytoplankton der Primärproduzent. Es stellt die Energiequelle für die Konsumenten erster Ordnung dar. Konsumenten erster Ordnung sind die Pflanzenfresser. Der Stoff- und Energiefluss geht dann mit der Nahrungskette weiter zu den Konsumenten zweiter und höherer Ordnung. Konsumenten zweiter und höherer Ordnung sind die Fleischfresser. Organische Abfallstoffe, wie abgestorbene Pflanzenteile oder Tiere, werden anschließend von den Destruenten zersetzt. Mehr Informationen dazu gibt es in dem Video über das Nahrungsnetz im Ökosystem See.

    Ökosystem See – Zusammenfassung

    Nun hast du den Aufbau des Ökosystems See kennengelernt und weißt, welche Faktoren hier eine wichtige Rolle spielen. Ein See besteht aus der Bodenzone und der Freiwasserzone. Die Bodenzone kann weiter noch in die Erlen-Weiden-Zone, Schilfzone, Schwimmmblattzone und Unterwasserpflanzenzone unterteilt werden. Die Freiwasserzone kann in Epilimnion, Metalimnion und Hypolimnion unterteilt werden. Auch im Ökosystem See findet ein Kohlenstoffkreislauf statt.

    Du bist jetzt sicher gut vorbereitet, um ein Referat oder eine Präsentation in der Schule über das Ökosystem See halten zu können. Vielleicht achtest du ja, wenn du das nächste Mal an einem See bist, darauf, ob du die einzelnen Zonen wiedererkennst.

    Wenn du dein Wissen festigen möchtest, schau dir gern das Arbeitsblatt und die Übungen zum Ökosystem See an. Viel Spaß!

    Transkript Ökosystem See

    Hallo! Bestimmt hast du schon sehr viele Seen gesehen und hast auch ein genaues Bild vor Augen, wie ein See aussieht und welche Pflanzen und Tiere dort vorkommen. Aber weißt Du auch, in welche Zonen man das Ufer und das Wasser im See selbst einteilt? Und welche Tiere und Pflanzen für diese einzelnen Zonen typisch sind? Das lernst du in diesem Video!

    Uferbereich und seine Zonen

    Zunächst werden wir den Uferbereich eines Sees, das Litoral, in verschiedene Bereiche einteilen. Nicht oder nur zeitweise mit Wasser bedeckt ist die Erlen-Weiden-Zone, in der, wie der Name schon sagt, Erlen und Weiden wachsen. Das sind Baumarten, die kein Problem mit der hohen Bodenfeuchte nahe des Sees haben.

    Daran an schließt sich die Schilfzone, in der im Flachwasser wachsende Schilf-Pflanzen zu finden sind. Wird das Wasser langsam tiefer, wachsen dort nur noch Wasserpflanzen wie z.B. Seerosen, bei denen lediglich die Schwimmblätter an der Wasseroberfläche sind. Diese Zone heißt daher auch Schwimmblattzone.

    In noch tieferem Wasser findet man dann Unterwasserpflanzen, die, wie der Name schon sagt, vollständig unter Wasser sind, so dass diese Zone Unterwasserpflanzenzone heißt. Diese Bodenzone im Uferbereich des Sees nennt man Benthal, während der Boden am Grund des Sees auch Tiefenboden oder Profundal heißt. Hierhin gelangt kein Licht, so dass hier keine Pflanzen wachsen können.

    Wasserschichten

    Auch die freie Wasserfläche des Sees, die so genannte Freiwasserzone oder das Pelagial, kann man abhängig von der Temperatur bzw. vorliegenden Schwankungen in einzelne Schichten einteilen. Die obere Wasserzone ist tages- und auch jahreszeitlich relativ großen Schwankungen ausgesetzt. Sie wird als Epilimnion bezeichnet.

    Der Bereich des Tiefenwassers ist nur geringen tages- und jahreszeitlichen Schwankungen ausgesetzt, so dass hier immer Temperaturen um 4°C herrschen. Diese Tiefenwasserschicht heißt Hypolimnion.

    Epilimnion und Hypolimnion werden durch die Sprungschicht, die auch als Metalimnion bezeichnet wird, voneinander getrennt. Diese Schicht zeichnet sich durch eine rasche Temperaturabnahme aus.

    Nährschicht

    Aus den Licht- und Temperaturverhältnissen am und im See ergibt sich, dass einige Zonen und Bereiche Nährstoffe produzieren und andere diese Nährstoffe verbrauchen. Du weißt sicher sofort, welche Organismen die Produzenten sein könnten, oder? Klar, alle grünen Pflanzen natürlich.

    Pflanzen kommen in der Bodenzone des Sees, in der die feststehenden Pflanzen wachsen und auch im Oberflächenwasser vor. Das Oberflächenwasser wird vom Licht durchflutet und bietet so die Möglichkeit für das frei schwimmende Phytoplankton, das sind vor allem sehr kleine Algen, Fotosynthese zu betreiben.

    Zu diesem schwimmenden Phytoplankton gehören neben den Algen auch Wasserlinsen, die du bestimmt kennst. Mit Hilfe der Fotosynthese werden Nährstoffe produziert. Außerdem gelangt Sauerstoff aus der Fotosynthese des Phytoplanktons und auch aus der Luft durch Diffusion ins Wasser.

    Hier findest du Tiere wie Enten, verschiedene Fische, Krebse und Insekten. Es werden mehr Sauerstoff und Nährstoffe produziert, als durch die Organismen in dieser Schicht verbraucht werden, so dass man diese Schicht auch Nährschicht nennt.

    Sprungschicht

    Die Sprungschicht zeichnet sich, wie eben schon erwähnt, durch einen raschen Temperaturabfall aus. In dieser Schicht sinkt aber auch der Sauerstoffgehalt des Wassers stark ab.

    Zehrschicht

    Im Sommer kommt es nicht zu einer Durchmischung der Wasserschichten, so dass die darunterliegende Zone eine gleichbleibend niedrige Temperatur und einen niedrigen Sauerstoffgehalt aufweist. Hier können keine Pflanzen wachsen, da bis in diese Schicht kein Licht vordringt. Die hier lebenden Tiere ernähren sich von abgestorbenen Tieren oder Ausscheidungen, die aus den oberen Seeschichten herabsinken.

    Außerdem befinden sich hier Pilze und Bakterien, die tote organische Substanz abbauen, die Destruenten. Da hier mehr Nährstoffe und Sauerstoff verbraucht werden, als produziert werden, heißt diese Schicht auch Zehrschicht.

    Im Herbst und Frühjahr gleichen sich die Wassertemperaturen der verschiedenen Schichten an. Durch Wind und Zirkulation kommt es zu einer Vermischung der Wasserschichten, so dass die Nährstoffverhältnisse zu diesen Jahreszeiten ausgeglichen werden.

    Zusammenfassung

    Du hast in diesem Video gelernt, in welche Bereiche und Zonen ein See eingeteilt wird. Es gibt den Uferbereich, die Erlen-Weiden-Zone, die Schilfzone, die Schwimmblattzone, die Unterwasserpflanzenzone, die Bodenzone und die Tiefenbodenzone.

    Außerdem weißt du, dass die Freiwasserzone in Epilimnion, Hypolimnion und Metalimnion unterteilt werden. Diese mischen sich jedoch nur zu bestimmten Jahreszeiten. Wenn du das nächste Mal an einem See stehst, weißt du jetzt auch ganz genau wie dieser eingeteilt ist.

    Und du weißt was im Wasser passiert und welche Tiere und Pflanzen dort leben. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

    4 Kommentare

    4 Kommentare
    1. tolles verschtendliches Video weiter so

      Von Irinanikitina, vor mehr als 5 Jahren
    2. Hallo!
      Vielen Dank für dieses nette, positive Feedback. Viel Spaß beim Weiterlernen!

      Von Jan R., vor etwa 9 Jahren
    3. wirklich ganz toll !
      Feue mich immer sehr wenn ich so liebevoll gemachte Videos sehe.
      Dann lerne ich immer 2x so gut ;)

      Von Theliger234, vor etwa 9 Jahren
    4. Ein richtig tolles Video, wobei mir besonders die dynamische Farbanimation beim Phänomen der Temperaturangleichung in den Herbstmonaten gut gefallen hat. Danke, dein Video hat mich inspiriert, denn auch ich darf meinen Bioschülern das "Ökosystem See" nahebringen. Übrigens bin ich in meiner eigenen mündlichen Abiprüfung im Bio-Grundkurs über genau dieses Thema abgefragt worden. Daher mein Tipp: "Verinnerliche" den Inhalt dieses Videos wirklich sehr gut, wenn du dich in der mündlichen Prüfung für Ökologie entscheidest!

      Von Green Spirit, vor etwa 9 Jahren

    Ökosystem See Übung

    Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ökosystem See kannst du es wiederholen und üben.
    • Benenne die verschiedenen Zonen, in die sich ein See einteilen lässt.

      Tipps

      Der Uferbereich wird auch als Litoral bezeichnet, die Freiwasserzone heißt Pelagial.

      Das Wort Limnion stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie Tümpel. Die Vorsilbe epi heißt über, meta heißt zwischen und hypo heißt unter.

      Lösung

      Die erste große Gliederung, die man bei einem See vornehmen kann, ist in Bodenzone (Benthal) und Freiwasserzone (Pelagial).

      Diese beiden Bereiche lassen sich weiter unterteilen.

      Bodenzone – Benthal (gr. benthos, tief):

      • Uferzone (Litoral von lat. litoris, Ufer): Sie wird überwiegend von höheren Pflanzen besiedelt.
      • Tiefenzone (Profundal von lat. profundus, tiefgründig): Hier leben keine autotrophen Produzenten mehr, da zu wenig Licht bis hierhin vordringt.
      Freiwasserzone – Pelagial (gr. pélagos, Meer):
      • Epilimnion (von gr. epi, auf, limnē, See): Die oberste Wasserschicht ist lichtdurchflutet, weshalb hier vor allem Phytoplankton zu finden ist.
      • Metalimnion (von gr. meta, zwischen): Die Sprungschicht zeichnet sich durch eine rasche Temperatur- und Sauerstoffabnahme aus.
      • Hypolimnion (von gr. hypo, unterhalb): Die Wassertemperatur beträgt konstante 4 °C, da bei dieser Temperatur Wasser die höchste Dichte hat (Dichteanomalie des Wassers).
      Eine weitere Einteilung kann im Uferbereich (Litoral) vorgenommen werden:
      • Erlen-Weiden-Zone: Benannt nach den typischen Gehölzen, die hier wachsen – Erlen und Weiden.
      • Schilfzone: Neben Schilf sind hier z. B. Rohrkolben und Binsen zu finden. Die Zone wird auch als Röhrichtzone bezeichnet.
      • Schwimmblattzone: Pflanzen, wie die Teich- oder die Seerose, sind im Boden verankert, ihre Blätter schwimmen aber auf der Wasseroberfläche. Ihre Spaltöffnungen befinden sich auf der Blattoberseite.
      • Unterwasserpflanzenzone: Diese Zone heißt auch Tauchblattzone. Die Pflanzen (z. B. Hornblatt) sind vollständig von Wasser bedeckt.

    • Stelle die Nährstoffbeziehungen im Ökosystem See dar.

      Tipps

      Grüne Pflanzen und Algen betreiben Fotosynthese.

      Über den Prozess der Fotosynthese sind Pflanzen in der Lage, sich autotroph zu ernähren.

      Auch wir Menschen sind Konsumenten. Bestimmt weißt du nun, welches Atemgas wir benötigen und welche wir ausatmen.

      Destruenten zersetzen totes organisches Material in anorganisches.

      Lösung

      Primärproduzenten sind autotrophe Organismen, zu denen alle grünen Pflanzen, aber auch Bakterien und andere Mikroorganismen, welche sich autotroph ernähren, zählen. Der zentrale Prozess ist die Fotosynthese, bei der aus anorganischen Stoffen organische produziert werden.

      Konsumenten können organische Substanzen nicht selbst herstellen, sie ernähren sich heterotroph. Sie lassen sich in Pflanzenfresser (Konsumenten 1. Ordnung) und Fleischfresser (Konsumenten 2. Ordnung, Konsumenten 3. Ordnung, …) einteilen.

      Destruenten sind Zersetzer und bauen totes organisches Material (also abgestorbene Pflanzen, tote Tiere etc.) und Ausscheidungsprodukte ab. Dabei wird die organische Biomasse wieder in ihre anorganischen Grundbausteine zerlegt. Diese dienen wiederum den Primärproduzenten als Grundlage der Fotosynthese.

      Der Nähstoffkreislauf findet sich in vielen Nahrungsketten wieder, die stets mit den Primärproduzenten beginnen. Eine solche Nahrungskette für das Ökosystem See könnte sein:

      1. Phytoplankton (Primärproduzent)
      2. Zooplankton (Konsument 1. Ordnung)
      3. Mückenlarve (Konsument 2. Ordnung)
      4. Zander (Konsument 3. Ordnung)
      5. Fischadler (Konsument 4. Ordnung)
      Da Destruenten mit allen fünf Gliedern dieser beispielhaften Nahrungskette wechselwirken, ist die Nahrungskette ein Konstrukt, das sich so in der Natur nicht finden lässt. Stattdessen ist ein Nahrungsnetz zu beobachten: Mückenlarven werden schließlich nicht nur vom Zander verspeist, sondern z. B. auch von der Rotfeder oder anderen Fischen.
      Natürlich ist die Zuordnung von Organismen in die drei großen Gruppen nicht immer eindeutig. So ist der Mensch sowohl Pflanzenfresser (Konsument 1. Ordnung) als auch Fleischfresser (Konsument 2. Ordnung). Und fleischfressende Pflanzen ernähren sich nicht ausschließlich autotroph (Primärproduzenten), sondern verdauen gleichzeitig gefangene Insekten (Konsumenten 2. Ordnung).

    • Weise nach, welchen Einfluss die verschiedenen Jahreszeiten auf das Ökosystem See haben.

      Tipps

      Kaltes Wasser wird schwerer und sinkt deshalb nach unten.

      Die Dichte von Eis ist geringer als flüssiges Wasser. Deshalb schwimmt es oben.

      Sowohl im Frühling als auch im Herbst werden die Wasserschichten durchmischt. Das nennt man Zirkulation.

      Die Sprungschicht wird auch als Metalimnion bezeichnet.

      Lösung

      Frühling: Die Wassertemperatur im See beträgt ca. 4 °C. Die Oberfläche des Wassers wird durch die Sonne erwärmt, Wind durchmischt das Wasser aller Schichten bis zum Boden (Zirkulation), sodass die Wassertemperatur konstant bleibt.
      Die Zirkulation bewirkt, dass Sauerstoff ($O_2$), der an der Oberfläche durch Fotosynthese produziert wird, Kohlenstoffdioxid ($CO_2$) und Mineralstoffe im gesamten See verteilt werden.

      Sommer: Die Oberfläche des Sees erwärmt sich stark. Warmes Wasser hat eine geringere Dichte als kaltes Wasser. Deshalb bilden sich (in Abhängigkeit von der Temperatur) verschiedene Schichten. Die größte Dichte hat Wasser bei 4 °C. Es bildet die tiefere Wasserschicht (Hypolimnion).
      Zwischen der oberen Wasserschicht (Epilimnion) und der tieferen Wasserschicht befindet sich die sogenannte Sprungschicht (Metalimnion). Hier fällt die Temperatur stark ab.
      Da sich das Oberflächenwasser nur bis zur Sprungschicht durchmischt und darunter keine weitere Durchmischung stattfindet, befindet sich der See in Stagnation.

      Herbst: Die Oberfläche des Sees kühlt wieder ab, es kommt zur Zirkulation. Die Wassertemperatur ist (wie im Frühling) im ganzen See ungefähr gleich. Herbststürme sorgen dafür, dass sich die im Wasser gelösten Gase ($O_2$, $CO_2$) und Mineralstoffe verteilen.

      Winter: Wenn es kalt wird, bildet sich Eis. Die Dichte von Eis ist geringer als die von Wasser. Deshalb schwimmt Eis oben. Darunter liegt die Wassertemperatur wieder bei ca. 4 °C – das ist die Temperatur, bei der Wasser die höchste Dichte aufweist, also am schwersten ist. Wie auch im Sommer finden wir hier eine Stagnation vor.
      Solange genügend Sauerstoff unter der Eisdecke vorhanden ist und der See tief genug ist, sodass er nicht komplett zufriert, können Tiere und Pflanzen unter der Eisschicht überleben.

    • Erläutere, was ein Ökosystem ausmacht.

      Tipps

      Ein Ökosystem ist in seiner Größe nicht begrenzt. Das größte Ökosystem ist die Biosphäre (Raum, in dem Leben vorkommt).

      Ökosysteme sind sich selbst erhaltend, offen, dynamisch und komplex.

      Lösung

      Das Übereinkommen über die biologische Vielfalt ist ein internationales Umweltabkommen, das im Jahre 1993 in Kraft trat. Darin wird der Begriff Ökosystem folgendermaßen definiert:
      „Im Sinne dieses Übereinkommens [...] bedeutet „Ökosystem“ einen dynamischen Komplex von Gemeinschaften aus Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen sowie deren nicht lebender Umwelt, die als funktionelle Einheit in Wechselwirkung stehen.“

      In einem Ökosystem stehen also Organismen mit sich und abiotischen Faktoren (Wind, Wasser etc.) in Wechselwirkung. Es umfasst den Lebensraum (Biotop) und die Lebensgemeinschaften (Biozönose). Ein Ökosystem ist offen und dynamisch, verändert sich also stetig. Es ist in seiner Größe nicht definiert – so können ein Laubwald, ein Baumstumpf oder ein Regentropfen als Ökosystem angesehen werden.

    • Erstelle eine Übersicht über die Nähr- und die Zehrschicht.

      Tipps

      Die Nährschicht ist die oberste Schicht eines Sees, die vom Sonnenlicht durchdrungen wird.

      Sonnenlicht ist für den Prozess der Fotosynthese unabdingbar.

      Destruenten zersetzen totes organisches Material (also totes Tier- und Pflanzenmaterial), das auf den Seegrund gesunken ist.

      Lösung

      Die Nährschicht ist die oberste Wasserschicht. Sie wird vom Sonnenlicht durchflutet, sodass Primärproduzenten (Wasserpflanzen, Algen) Fotosynthese betreiben können. Deshalb ist diese Schicht sauerstoffreich, da mehr $O_2$ produziert als durch Zellatmung verbraucht wird.

      In der Zehrschicht ist dagegen (fast) keine Fotosynthese möglich, da sehr wenig Sonnenlicht bis in diese Tiefenschicht vordringt. Hier sind keine Pflanzen zu finden, dafür aber vor allem Destruenten. Sie zersetzen totes organisches Material (abgestorbene Pflanzen, tote Tiere).

      Zwischen der Nähr- und der Zehrschicht befindet sich die Kompensationsebene. Hier deckt die Menge an produziertem $O_2$ genau den $O_2$-Bedarf.

    • Begründe, wie und warum ein See „umkippen“ kann.

      Tipps

      Als Anstoßfaktor für einen „umkippenden“ Sees gilt oft die landwirtschaftliche Düngung in Wassernähe. Aber auch Abwässer, die in Seen eingeleitet werden, können eine Eutrophierung verursachen.

      Je mehr Algen, desto mehr Pflanzenfresser (Konsumenten 1. Ordnung), umso mehr Fleischfresser (Konsumenten 2., 3., ... Ordnung). Und je mehr Pflanzenfresser, umso weniger Algen.

      Lösung

      In Düngern und Abwässern sind jede Menge Nährstoffe enthalten, die gerade für Algen eines Sees Lebensgrundlage sind. Wegen des Nährstoffüberflusses (Überdüngung) vermehren sich Pflanzen, Algen und Cyanobakterien stark (Algenblüte). Der See färbt sich grün.
      So steigt auch die Zahl der Fische, die Algen als Nahrungsgrundlage haben. Durch die rasante Vermehrung sterben die Algen massenhaft ab. Auf dem Seeboden werden sie von Destruenten unter Verbrauch von $O_2$ zersetzt.
      Dies hat einen $O_2$-Mangel zur Folge, sodass Fische und andere Tiere daran sterben. Noch mehr totes organisches Material sinkt zum Boden des Sees.
      Fäulnisbakterien sind auch bei $O_2$-Mangel in der Lage, totes organisches Material abzubauen. Allerdings werden dabei giftige und stinkende Gase (Schwefelwasserstoff, Methan) abgegeben, außerdem bildet sich Faulschlamm.
      Das Gleichgewicht, das im See einst herrschte, ist gestört, die meisten Lebewesen im See sind gestorben: Der See ist „umgekippt“. Dieser Vorgang wird auch als Eutrophierung bezeichnet.

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