Ökologie

Prof. Dr. Rüdiger Wittig (em.) lehrte bis 2013 an der Universität Frankfurt a.M.

Prof. Dr. Bruno Streit ist Senior Professor of Ecology and Evolution an der Universität Frankfurt.

Vorwort 8

1 Was ist Ökologie? 10

1.1 Teilgebiete der Ökologie 10

1.2 Geschichte und Methoden 12

1.3 Was tun Ökologen? 13

1.4 Berufsfelder und -aussichten 15

1.5 Die Stellung der Ökologie innerhalb der Wissenschaften 16

1.6 Der Ökologie-Begriff in Politik und Verwaltung 17

1.7 Was müssen Ökologen können? 17

1.8 Gesellschaften, Tagungen, Zeitschriften, Bücher 18

2 Organismus und Umwelt (Autökologie) 21

2.1 Abiotische Standortfaktoren 22

2.2 Anpassung an abiotische Standortfaktoren 25

2.3 Umweltfaktoren und Ressourcen 28

2.4 Der Lebensraum einer Art 29

3 Populationsökologie 32

3.1 Populationen und Wachstum 32

3.2 Wachstumskurven und r-K-Konzept 35

3.3 Life-history-Parameter und Demographie 39

3.4 Konkurrenz- und Räuber-Beute-Systeme 42

3.5 Menschliches Bevölkerungswachstum 47

4 Evolutionsökologie 51

4.1 Grundlagen zur Populationsbiologie 51

4.2 Genetische Variation, Fitness und Reaktionsnorm 53

4.3 Genetische Merkmale und Evolutionsprozesse 57

4.4 Evolutionsökologie der Pferdeartigen 61

5 Bi-Systeme 64

5.1 Para- und Metabiose 65

5.2 Symbiose 66

5.3 Prädation und Weidegang 71

5.4 Parasitismus 76

5.5 Konkurrenz 83

6 Biozönosen 86

6.1 Untergliederung der Biozönose 86

6.2 Artenzusammensetzung und Diversität 87

6.3 Konkurrenz 89

6.4 Ökologische Nische 91

6.5 Die Rolle der Lebensstrategie 94

6.6 Pflanzen- und Tiergesellschaften 96

7 Ökosysteme 103

7.1 Stabilität 103

7.2 Funktionelle Organismengruppen 105

7.3 Stoff- und Energieflüsse 106

7.4 Zeitliche Variabilität von Ökosystemen 108

8 Der See als Ökosystem 112

8.1 Seen und Seenkunde 112

8.2 Gliederung und Lebensgemeinschaften eines Sees 114

8.3 Physikalische und chemische Umweltfaktoren 116

8.4 Stoffhaushalt und biologische Wechselwirkungen 119

8.5 Limnologisch-methodische Untersuchungsansätze 122

9 Weitere Binnengewässer (Weiher, Flüsse, Grundwässer) 128

9.1 Vielfältige Binnengewässer 1 28

9.2 Stoffhaushalt und Ökologie der Fließgewässer 129

9.3 Grundwasser und Quellen 135

9.4 Längsgliederung der Fließgewässer 136

10 Marine Ökosysteme 139

10.1 Die abiotischen Lebensbedingungen im Meer 1.3 9

10.2 Marine Lebensräume 142

10.3 Tropische Litoralregionen: Mangrove und Riffe 145

10.4 Europäische Meere: Nordsee, Ostsee, Mittelmeer 147

10.5 Nährstoffe, Produktion und Nutzung 156

11 Klima und ökologische Gliederung der Erde 160

11.1 Begriffsabgrenzungen 160

11.2 Klimazonen und Biome 161

11.3 Gliederung der Biome 163

11.4 Nord-Süd-Abfolge und Höhenstufen der Biome 163

12 Bedeutung der einzelnen Klimafaktoren 166

12.1 Niederschläge 166

12.2 Strahlung 171

12.3 Temperatur 172

12.4 Wind 178

13 Anthropogene Veränderungen des Klimas 181

13.1 Von der Emission zur Deposition 181

13.2 Wirkungen auf Organismen und Ökosysteme 183

14 Boden 190

14.1 Der Boden als Drei-Phasen-System 191

14.2 Der pH-Wert der Bodenlösung als Standortfaktor 195

14.3 Pufferung von Böden 196

14.4 Bodenprofile und Bodentypen 198

14.5 Humus 199

14.6 Bodenlebewesen (Edaphon) 200

15 Der Mensch als dominierender Faktor in der Kulturlandschaft 203

15.1 Entstehung der Kulturlandschaft 203

15.2 Anthropogene Veränderungen von Fauna und Flora 209

15.3 Aspekte der Ökologie des Menschen 214

16 Wälder 218

16.1 Struktur und Dynamik 218

16.2 Mitteleuropäische Laubwälder 220

17 Ökosysteme der historischen und der heutigen Agrarlandschaft 228

17.1 Atlantische Heide 228

17.2 Magerrasen 231

17.3 Intensiv-Grünland 234

17.4 Äcker 2 3 7

18 Lebensraum Stadt 240

18.1 Stadtökologie 240

18.2 Stadtklima 242

18.3 Stadtböden 243

18.4 Wasser 244

18.5 Nutzung und ökologische Gliederung 245

18.6 Städtische Biozönosen 247

18.7 Stoff- und Energieflüsse 251

18.8 Verstädterung 253

19 Bioindikation/Biomonitoring 257

19.1 Zeigerwerte von Pflanzen 258

19.2 Bioindikation von Umweltbelastungen 261

19.3 Störungsindikatoren 264

20 Umweltschutz, Ökotoxikologie, nachhaltige Entwicklung 267

20.1 Charakteristika der Technosphäre 267

20.2 Umweltschutz 268

20.3 Mensch und Wasser 270

20.4 Ökotoxikologie 273

20.5 Lichtverschmutzung 276

20.6 Nachhaltige Entwicklung 277

20.7 Ökobilanz und Umweltverträglichkeitsprüfung 280

21 Arten- und Biotopschutz 284

21.1 Verbreitung und Häufigkeit der Arten 286

21.2 Abschätzung des Gefährdungsgrades von Arten 287

21.3 Suche nach den Ursachen für die Gefährdung der Arten 288

21.4 Entwicklung, Erprobung und Durchführung von Maßnahmen des Artenschutzes 289

21.5 Schutz und Pflege von Biotopen 289

21.6 Neuschaffung von Biotopen 291

21.7 Vernetzung von Biotopen 291

21.8 Kontrolle der Effizienz von Schutz-, Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen 294

Bildquellen 296

Sachregister 296