Ökologie - Biologie für die Oberstufe
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2 Abiotische Umweltfaktoren – ihr Einfluss auf das Leben<br />
S C H O N g E W U S S T ?<br />
Untersucht man einen „durchschnittlichen“<br />
Boden bis in eine Tiefe von 30 cm, dann findet<br />
man pro Quadratmeter unter anderem Milliarden<br />
von Bakterien, 1.000.000 Nematoden<br />
(= Fadenwürmer), 100.000 Milben, 10.000<br />
Enchytraeiden (= „Borstenwürmer“) und 80<br />
Regenwürmer.<br />
Das Gesetz des Minimums –<br />
Die Liebig-Tonne<br />
„Eine Kette ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied!“ Der<br />
Chemiker Justus von Liebig (1803–1873) machte <strong>die</strong> Anwendung <strong>die</strong>ser<br />
Redensart auf Zusammenhänge der <strong>Ökologie</strong> populär und gilt<br />
seitdem als Begründer der modernen Agrarchemie. Ähnlich wie <strong>die</strong><br />
Stabilität des schwächsten Gliedes <strong>die</strong> Stabilität einer Kette begrenzt,<br />
oder besser minimiert, so begrenzt derjenige Faktor, der sich im Minimum<br />
befindet, das Wachstum von Pflanzen. Liebig machte in <strong>die</strong>sem<br />
Zusammenhang den Vergleich mit einer hölzernen Tonne populär:<br />
Die Höhe der kürzesten Daube (<strong>die</strong> Bretter, aus denen eine solche<br />
Tonne besteht) begrenzt <strong>die</strong> Menge an Wasser, <strong>die</strong> man in <strong>die</strong> Tonne<br />
einfüllen kann. Anders herum gesprochen: Wenn eine Fassdaube zu<br />
kurz ist, hilft eine Verlängerung der anderen Dauben nicht weiter.<br />
Auf <strong>Ökologie</strong> oder Landwirtschaft übertragen, bedeutet <strong>die</strong>s: Wenn<br />
2.6 Abiotischer faktor Boden<br />
Die Wurzeln der meisten Pflanzen sind im Boden verankert und beziehen<br />
von dort <strong>die</strong> Nährstoffe und das Wasser <strong>für</strong> das Pflanzenwachstum.<br />
Der Boden mit seinem jeweiligen charakteristischen Mineraliengehalt,<br />
seiner Korngröße und seinem pH-Wert ist jedoch nicht nur ein abiotischer<br />
Umweltfaktor <strong>für</strong> Pflanzen, sondern genau genommen eher ein<br />
vielschichtiges, komplexes und dynamisches Ökosystem. Es wimmelt in<br />
ihm von Leben – er enthält Milliarden von Tieren, Bakterien und Pilzen<br />
in einer besonders hohen Artenvielfalt.<br />
Die Bodenbildung ist das Ergebnis von fünf Faktoren: Ausgangsgestein,<br />
Klima, biotische Faktoren, Relief und Zeit. Das Ausgangsgestein<br />
bildet das Substrat und den Untergrund, aus dem der Boden besteht.<br />
Das Klima beeinflusst <strong>die</strong> Bodenbildung durch Temperatur, Niederschläge<br />
und seine Einflüsse auf das pflanzliche und tierische Leben.<br />
Durch biotische Faktoren – Vegetation, Tiere, Bakterien und Pilze –<br />
gelangt organisches Material hinzu und wird mit den mineralischen<br />
Bestandteilen, <strong>die</strong> aus der Verwitterung stammen, vermischt und umgebaut.<br />
Es entsteht Humus. Das Landschaftsrelief beeinflusst den Bodenwassergehalt<br />
und das Ausmaß der Erosion. Die Bildung „reifer“ Bodentypen<br />
erfordert lange Zeiträume.<br />
2.6.1 Böden bestehen aus verschiedenen<br />
horizontalen Schichten<br />
Böden entwickeln sich aus dem Ausgangsgestein. Unter dem Einfluss<br />
von Klima, Relief und Vegetation sammelt sich im Laufe der Zeit totes<br />
organisches Material an der Oberfläche an und wird durch Bodenorganismen<br />
umgebaut. Mit zunehmender Dicke <strong>die</strong>ser organischen Auflage<br />
kommt es unter anderem durch den Sickerwassereinfluss sowie<br />
bodenchemische Reaktionen zur Verlagerung von Bodensubstanzen in<br />
tiefere Schichten. So bilden sich mit der Zeit Unterschiede zwischen dem<br />
so genannten Oberboden und dem Unterboden aus. Diese führen zu<br />
einer horizontalen Schichtung mit verschiedenen physikalischen, chemischen<br />
und biologischen Eigenschaften. Gemeinsam bildet eine solche<br />
Abfolge von horizontalen Schichten ein Bodenprofil. Diese Schichten<br />
Getreide nicht gut wächst, weil beispielsweise im Boden ein Mangel<br />
an Stickstoffverbindungen herrscht, helfen andere Maßnahmen wie<br />
zusätzliche Bewässerung, das Ausbringen von Phosphatdünger etc.<br />
jeweils nicht, um das Pflanzenwachstum zu steigern. Nur <strong>die</strong> Zuführung<br />
von Stickstoffverbindungen löst das Problem und steigert das<br />
Pflanzenwachstum bis zu dem Punkt, an dem der nächste Umweltfaktor<br />
(<strong>die</strong> ursprünglich zweitniedrigste Daube) limitierend wird. Auf<br />
landwirtschaftlichen Nutzflächen sind zumeist <strong>die</strong> Nährstoffe in der<br />
Bodenlösung der das Wachstum der Pflanzen begrenzende Faktor.<br />
Die Anwendung des Gesetzes des Minimums auf <strong>die</strong> landwirtschaftliche<br />
Produktion führte in der Mitte des 19. Jahrhunderts zum Einsatz<br />
von Kunstdüngern und zu gewaltigen Produktivitäts- und Ertragssteigerungen.<br />
Erst seit <strong>die</strong>ser Zeit kann <strong>die</strong> Ernährung der Bevölkerung als<br />
gesichert angesehen werden und Hungersnöte, <strong>die</strong> zuvor in Folge von<br />
Missernten immer wieder auftraten, gehören seitdem in Deutschland<br />
der Vergangenheit an.