Transcript Tutorium_SS_09 - Universität Augsburg

Universität Augsburg
Fakultät für Angewandte Informatik
Institut für Physische Geographie und Quantitative
Methoden
Prof. Dr. Jucundus Jacobeit
Tutorium Physische
Geographie
im SS 2008
10. Sitzung
Tutorin: Claudia Weitnauer
Wiederholungsfragen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Warum gibt es auf der Südhemisphäre mehr
Florenreiche als auf der Nordhemisphäre?
Nenne 4 Reiche!
Was passiert bei der Mineralisierung?
Welche Arealformen kennen Sie? Wie können
diese entstehen?
Von welchen Faktoren hängt der Artenreichtum
eines Lebensraumes ab?
Nennen Sie ein Beispiel für Konvergenz im
Pflanzenreich!
Nennen Sie drei Boden- AggregatGefügeformen!
Erläutern Sie die pedologisch wichtigsten
Unterschiede zwischen Zwei- und
Dreischichttonmineralen!
Wiederholungsfragen
Zu 1.:

Auf der NHK
mehr Landmasse

7 Florenreiche:
Holarktis,
Paläotropis,
Neotropis,
Australis,
Capensis,
Antarktis,
Meeresflora
Wiederholungsfragen
Zu 2.:

Drei Stufen der Verwesung/ Mineralisierung:
1.
Biochemische Initialphase (Hydrolyse und
Oxidation zerlegen hochpolymere Verbindungen
des organ. Materials in deren Einzelbausteine,
z.B. Stärke  Zucker)
2.
Mechanische Zerteilungs- und
Vermischungsphase (Fauna zerbeißt, frisst und
vermischt Substanzen)
3.
Mikrobielle Umbauphase (Bodenorganismen
spalten enzymatisch organ. Verbindungen in
deren Grundbausteine, die für den Bau- und
Betriebsstoffwechsel benötigt werden,
mikrobielle Oxidation der organ. Verbindungen
unter Freisetzung von CO2, H2O und Energie =
Mineralisierung)
Wiederholungsfragen
Zu 3.:
Arealformen: geschlossene und disjunkte
Areale, Exklaven, Vorposten
Entstehung: Arten erobern Areale durch
wandern  Arten differnzieren sich weiter
durch Mutation, Kreuzung, Selektion und
Isolation, es gibt Areale die sich
ausbreiten (progressive Areale) und
welche die schrumpfen (regressive Areale)
Wiederholungsfragen
Zu 4.:
Einflussfaktoren auf Artenreichtum:
 Größe des Lebensraumes
 Höhenlage
 Heterogenität der Umwelt
 Ressourcenspannweite
 Räuml. Produktivität
 Störungen
 Entwicklungsgeschichtliches Alter
 Konkurrenz
Wiederholungsfragen
Zu 5.:
Beispiele für Konvergenz im Pflanzenreich:

Stammsukkulenz beim Säulenkaktus und der
Säuleneuphorbie

Carnivore Pflanzen mit Kesselfallen bei der Schlauch- und
Kesselfalle
Zu 6.:
Boden- Aggregat- Gefügeformen:
Makrogroßgefüge > 5cm
Makrofeingefüge < 5cm (Absonderung- und Aufbaugefüge)
Gefügefragmente
Wiederholungsfragen
Zu 7.:
Bedeutung Tonminerale für den
Boden:
 Bestandteil der Tonfraktion
 Große Oberfläche (H2O- Anlagerung)
 Pufferung, Nährstoffreservoir
 Kittsubstanz (Gefügebildner im
Boden)
Wiederholungsfragen
Zu 7.:
Unterschied 2- und 3- Schicht- Tonminerale:
 Grundstruktur (2 –Schicht- Tonminerale: 1
Oktaeder, 1 Tetraeder; 3- Schicht: 1
Oktaeder, 2 Tetraeder)
 Abstand zwischen Schichten nur bei 3Schicht- Tonmineralen variabel
 Ionenabsorption nur an Außen-, Spaltund Bruchflächen bei 2- Schicht – T.
Standortfaktor Wärme





Temperatur- Minimum, - Optimum und –
Maximum für Pflanzen und Tiere
Grenzwerte (Max und Min) liegen fest,
Optimum anpassbar
Kältestress: Frostschäden,
Erkältungserscheinungen
Hitzestress: Hitzetod, Membranschädigung
usw.
Wärme legt Vegetationsperiode fest (=
Monate mit Mitteltemperatur von 5 Grad
C); ab da ist Photosynthese möglich
Spezifischer Wärmebereich der Pflanzen
Standortfaktor Licht
Photoperiodismus = Einfluss der Tageslänge
 Kurztagespflanze: Blüten bei
Tageslängenabnahme
 Langtagespflanzen: Blüten bei
Helligkeitsdauerzunahme
 Einfluss des Schatten:
Lichtpflanzen: 100% Licht (Wüsten, Tundren,
Wegrand)
Wechselort: 100- 35% Licht
Schattenpflanzen: nie 100%, meist < 35%
 Heliophyten: lichtliebend (heliophil, photophil)
 Skiophyten: Schattenpflanzen (skiophil,
skotophil)

Einstrahlungsverhältnisse
Verteilung der einfallenden Lichtmenge
Phänologie
… hält zeitlich (Eintrittsdatum) die
charakteristischen Lebensphasen/ zyklus (Blüten, Fruchtreife usw.) der
Pflanzen fest
Pflanzliche Phänotypen:
1.
Annuelle = einjährige
2.
Bienne = zweijährige
3.
Perennierende = mehrjährige
4.
Sommergrüne
5.
immergrüne
Standortfaktor Wasser





Lösungs- und Quellmittel
Sorgt für Transport von
Stoffwechselprodukten
Bestandteil des Stoffwechsels selbst
Wieviel Wasser pflanzenverfügbar ist
hängt von Bodenart, Feldkapazität und
Welkepunkt ab
Wasserabgabe der Pflanze durch
Transpiration (Cutticula, Stomata) oder
aktives Ausscheiden (Guttation)
Verfügbarkeit des Wassers bei verschiedenen Bodenarten
Standortfaktor Wasser
Wechselfeuchte Pflanzen (poikilohydre):
Hohes Feuchtigkeitsangebot  Aufquellen der
Pflanzen
Trockenheit  Austrocknung ohne Absterben
2.
Eigenfeuchte Pflanzen (homoiohydre Pflanzen):
Pflanzen, die ihren Wasserhaushalt selbständig
und zu einem gewissen Grade unabhängig von den
herrschenden Feuchteverhältnissen regeln
können. Bei Austrocknung sterben sie ab, dazu
zählen die meisten höheren Pflanzen
(Blütenpflanzen und Farne)
1.
Standortfaktor Wasser
Wurzelsysteme:

Flachgründige Wurzelsysteme
Horizontal weitverzweigt, aber nur flachgründig. Anpassung an
flachgründige
Böden und/oder geringe Niederschläge. Besonders sukkulente
Pflanzen, Kakteen und z.B. die Fichte. Tiefe bis ca. 30 cm.

Dichte Wurzelfilze
Befähigt auf kleinem Raum große Wassermengen
aufzunehmen. Tiefe von bis ca. 1,5 m, Länge bis 100 km.
Typisch für Gräser.

Tiefgründige Wurzelsysteme
Besonders in den gemäßigten Breiten, aber auch in
Halbwüsten auftretend, teilweise stockwerksartig
gegliedert. Besonders Holzgewächse, aber auch Kräuter
und Gräser. Tiefe bis 30 m, große Länge. z.B. Tamariske,
Tanne. (Rekord: Welwitschia bei > 100 m)
Standortfaktor Chemische Faktoren




Nährstoffträger im Boden sind
Tonminerale
Kalkreiche Böden haben größere
Artenvielfalt wie kalkarme
Pflanzen spezieller Standorte:
Halophyten, Dünen, Moore usw.
Pflanzen Indikatoren für Böden/ eigenschaften
Standortfaktor Mechanische
Faktoren
1.
2.
3.
4.
5.
Wind (verdunstungsfördernd, Windschur)
Schnee (Schneebruch, wärmende
Wirkung)
Bodenbewegung (hohe Solifluktion 
verhindert Baumwuchs, Anpassung an
langsame Bewegung  Dünenpflanzen)
Feuer (fördernd in Grasslandschaften,
wenn es nicht zu oft brennt)
Biotik (Wechselwirkung zwischen
Pflanzen und ihrer Umwelt)
Biotik






Allelopatische Wirkung: von Pflanze zu Pflanze
Wurzelkonkurrenz oder gegenseitige Beschattung
Wachstumsfördernde Beziehungen (Abhalten von
Schädlingen)
Symbiose ist das fördernde Zusammenleben
ungleicher Organismen (Wurzelmykorrhiza an
Bäumen)
Parasitismus ist die einseitige Ausnutzung
(Mistel)
Epiphytismus: Aufsitzerpflanzen ohne
symbiotische oder parasitische Wirkung
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien


Adaption = Anpassung an
Umweltbedingungen
Lebensstrategie = Komplex gemeinsam
erworbener Anpassungsmerkmale
(Adaptionen), wie u.a. Meiden und
Tolerieren von Stress, Lebensdauer,
Lebensform, ausbreitungs- und
reproduktionsbiologischer Charakteristika,
die Organismen kennzeichnen und sie zu
Funktionstypen zusammenfassen lassen
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien
Drei Primärstrategien:
1. Konkurrenzkraft
2. Reaktionsfähigkeit
3. Stresstoleranz

Grundprinzipien: Stress- Toleranz
und Stress- Vermeidung
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien
3 ökologische Strategiesysteme:
1.
Ruderal- Strategie:
Arten mit kurzer Lebensdauer, raschem
Wachstum, hoher Fortpflanzungsrate und
geringer Konkurrenzkraft (R- oder rStrategen). Sie ertragen Störungen und
können neu entstandene Habitate schnell
besiedeln (Pionierpflanzen).
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien
Konkurrenz-Strategen:
konkurrenzfähige Arten, die sich über
einen längeren Zeitraum
entwickeln, das Angebot an
Nährstoffen, Wasser und Raum
gleichmäßig nutzen, sowie wenig
Störungen und Stress am Habitat
erfahren (K- oder C-Strategen)
2.
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien
Stresstoleranz-Strategen:
langlebige, kleinwüchsige Arten an
Habitaten, an denen Stress
(Nährstoffarmut, Trockenheit,
Lichtmangel, etc.) vorherrscht.
Begrenzte Produktivität und
Reproduktionsrate (S-Strategen).
3.
Ökologische Anpassungen und
Lebensstrategien
Hydrologische Existenztypen:
1. Mesomorphe Pflanzen (kein
Wassermangel oder Überschuss,
heimische Pflanzen)
2. Hygromorphe Pflanzen (immer
ausreichend verfügbares Wasser,
Feuchtstandortpflanzen, z.B.
Waldbodenpflanzen)
Hydrologische Existenztypen:
3.
4.
5.
Helophyten Pflanzen (Sumpfpflanzen,
ständiger Wasserüberschuss, z.B. viele
Grassartige)
Hydromorphe Pflanzen (Wasserpflanzen, mit
bestimmten Anpassungesmerkmalen z.B.
Schwimmorgane)
Xeromorphe Pflanzen (kommen mit geringen
Wassermengen aus, können längere
Trockenzeiten überstehen;
Baumerkmale: Sukkulenz, Behaarung,
Wachsschicht, mächtiges Wurzelsystem,
Kleinwüchsigkeit, Transpirationsschutz, z.B.
Kakteen, Affenbrotbaum)
Sukkulenten = waaserspeichernde Pflanzen (Blatt- und Stammsukkulenz)
Anpassung der Blätter







hygromorph Weichblatt (= malakophyll /
weichblättrig)
mesomorph Krautblatt (= mesophyll /
krautblättrig)
semiskleromorph Lorbeerblatt (= laurophyll /
lorbeerblättrig)
skleromorph Hartblatt (sklerophyll und
kleinblättrig)
semisukkulent (schwach fleischig)
sukkulent (stark fleischigblättrig)
aphyll (blattlos, z.B. mit Dornen zum
Verdunstungsschutz)
Anpassung an Bodenverhältnisse
= edaphisch- ökologische Existenztypen
1.
Halophyten (faultative- obligate
Anpassung an erhöhte
Salzkonzentration)
2.
Nitrophile Pflanzen (Nitratreiche
Standorte wie gut gedüngte Wiesen/
Felder)
3.
Chalkophyten/ Metallophyten
(Schwermetallpflanzen, hohes
standörtliches Schwermetallangebot)
Anpassung an die Umwelt



Pflanzen die eine bestimmte Bevorzugung
oder Intoleranz gegenüber einem
Standortfaktor zeigen werden mit den
Suffixen -phil (liebend) bzw. -phob
(meidend) bezeichnet. z.B. hydrophil hydrophob, halophil - halophob,
thermophil – kryophob
Stenök = standörtlich eng begrenzter
Raum, enge ökologische Amplitude
Euryök = weit verbreitet, große
ökologische Amplitude
Ökologische Nische




Umfasst physikalischen Raum und
funktionale Rolle des Organismus
Es gibt räumliche Nische, trophische
Nische, multidimensionale Nische
Produkt aus Ressourcenangebot und
Störungsdynamik
Lebewesen, die die gleiche Nische
belegen, stehen in direkter
Konkurrenz
Biogeographische Formensysteme
= Gestalttypen
 Lebensformsystem nach Raunkiaer
(1860- 1938) richtet sich nach der
Lage und dem Schutz der
Eerneuerungsknospen bzw.
Überdauerungsorgane während der
Kälte- oder Trockenzeit
Lebensformen nach Raunkiaer





Phanerophyten: Bäume, Sträucher >
50cm
Chamaephyten: Zwergsträucher < 50cm
Hemikryptophyten: manche Stauden und
Gräser, überdauern nahe der
Erdbodenoberfläche
Geophyten: Zwiebel-, Rhizomgewächse,
überdauern unterirdisch
Therophyten: einjährige, überdauern als
Samen oder Früchte
Lebensformen nach Raunkiaer
Lebensformen nach Raunkiaer