Lehrbuch der Ökologie:
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Jena
Fischer
1984
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 595 S. Ill., Kt. |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Lehrbuch der Ökologie
Autor: Schubert, Rudolf
Jahr: 1984
Inhahsverzeidmis
1. Einfiihrung. R. Schubert
1.1. Begriffe, Ziele und Aufgaben der Okologie................ 15
1.2. Geschichtliche Entwicklung der okologischen Fragestellung......... 17
1.3. Umfang und Gliederung der Okologie.................. 18
2. Allgemeine Grundlagen der Okosystemlehre
2.1. Wechselbeziehungen zwischen Organismen und Umweltfaktoren. R. Schubert 21
2.2. Primare Umweltfaktoren. R. Schubert................. 24
2.2.1. Strahlungsenergetische Faktoren.................... 24
2.2.1.1. Warme............................... 24
2.2.1.2. Licht ............................... 33
2.2.2. Chemische Faktoren......................... 37
2.2.2.1. Wasser............................... :i7
2.2.2.2. Andere chemische Faktoren...................... 46
2.2.2.2.1. Chemische Faktoren der Luft..................... 47
2.2.2.2.2. Cliemische Faktoren des Bodens.................... 47
2.2.2.2.3. Cliemische Faktoren des Wassers.................... 50
2.2.2.2.4. Anthropogene chemische Faktoren................... 51
2.2.3. Mechanische und physikalische Faktoren................ 52
2.3. Interaktionen zwischen den Organismen. R. Schubert.......... 53
2.4. Integration und Hoherentwicklung der Organismengemeinsehat ten. R. Schu-
bert ................................ 58
2.4.1. Population............................. 58
2.4.2. Biocoenose............................. 59
2.5. Okologische Systeme der BiosphSre. R. Schubert............. 61
2.5.1. Klassifikation der okologischen Systeme................ 61
3.5.2. Wichtige Biome der Subbiospharen................... 63
2.6. Biogeochemische Kreislaufe. R. Schubert................ 81
2.6.1. EnergiefluB in einem Okosystem.................... 81
2.6.2. Stoffkreislaufe der Erde........................ *
2.6.2.1. Der Wasserkreislauf der Erde..................... 86
2.6.2.2. Der Kreislauf des Kohleristoffs und des Sauerstoffs ........... ^8
2.6.2.3. Der Kreislauf des Stickstoffs..................... S!)
2.6.2.4. Der Kreislauf des Selnvefels, des Phosphors und anderor Mineralstoffe . . . 90
2.7. fikosystem-Modellierung. G. Stocker.................. 93
2.7.1. Grundlagen und Systemkonzeption .................. 93
2.7.2. Allgemeine Okosystemstruktur..................... 93
3. Biochemische Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer
Umwelt. D. Schlee
3.1. Biochemische Beaktionen der Organismen auf Umweltfaktoren....... 101
3.1.1. Biochemische Adaptationen an Extremtemperaturen........... 103
3.1.1.1. Leben bei hohen Temperaturen (Thermobiose).............. 104
3.1.1.2. Leben bei niedrigen Temperaturen................... 105
3.1.2. Biochemische Adaptationen an chemische Faktoren........... 106
3.1.2.1. Anpassung an das verfiigbare Sauerstoffangebot............. 106
3.1.2.1.1. Anpassung bei tierischen Organismen ................. 107
3.1.2.1.2. Anpassung bei pflanzlichen Organismen................. 109
3.1.2.2. Anpassung an das verfiigbare Kohlendioxidangebot........... 110
3.1.2.2.1. C3-Pflanzen............................. Ill
3.1.2.2.2. C4-Pflanzen............................. 112
3.1.2.2.3. C3-C4-Intermediare.......................... 113
3.1.2.2.4. CAM-Pflanzen............................ 114
3.1.2.3. Anpassung an chemisch-edaphisehe Faktoren.............. 115
3.2. Chemische Kommunikation zwischen Organismen............. 117
3.2.1. Repellentien und Attraktantien.................... 119
3.2.2. Pheromone............................. 121
3.2.2.1. Sexualpheromone.......................... 123
3.2.2.2. Aggregationspheromone........................ 123
3.2.2.3. Spurpheromone........................... 124
3.2.2.4. Alarmpheromone........................... 124
3.2.2.5. Pheromonwirkung bei der Bestaubung von Ophrys-Arten......... 124
3.2.3. Toxine............................... 125
3.2.4. Weitere biogene Wirkstoffe...................... 126
3.2.5. AUelopathie............................. 127
3.3. Geochemische Veranderungen durch okochemische Leistungen hoherer Pianzen 129
3.3.1. Ausscheidungen von chemischen Verbindungen durch Wurzeln....... 129
3.3.2. Aufnahme organischer Fremdstoffe (Xenobiotica)............ 130
4. Autokologie
Okologie der Mikroorganismen. W. Fbitsche.............. 131
Okologie der Substratverwertung und des Wachstums.......... 131
Substratkonzentration........................ 131
Substratgemische.......................... 133
Spezielle Substrate.......................... 133
Fremdstoffe als mikrobielle Substrate.................. 136
Anpassung an extreme Umweltbedingungen............... 138
Interaktionen mit der belebten Umwelt .....,.......... 140
Interaktionen zwischen Mikroorganismen................ 140
Mikroben-Pflanzen- und Mikroben-Tier-Interaktionen........... 141
Okologie pflanzlicher Organismen.................... 143
Wirkung von Umweltfaktoren auf Einzelpflanzen. E.-G. Mahx....... 143
Einleitung............................. 143
Unabhangige und gekoppelte Wirkungen von Umweltfaktoren....... 143
Anpassungen an Umweltfaktoren................... 145
Wirkung abiotischer Umweltfaktoren im Verlauf der ontogenetischen Ent-
wicklung .............................. 147
StreB — Leben an den Existenzgrenzen................. 148
Grundlagen der pflanzliehen Entwicklung. E. Jager........... 150
Jahreszeitliche Entwicklung...................... 150
Individualentwicklung........................ 155
Grundlagen der Pflanzenverbreitung. E. Jager............. 159
Potentielles Areal.......................... 159
Ausbreitungsokologie und Ausfullen des potentiellen Areals........ 160
KUmatiaehe und edaphische TJrsachen der Arealgrenzen......... 162
Anthropogene Veranderung der Pflanzenverbreitung........... 164
4. 1.
4. 1.1.
4.1.1.1.
4. 1.1.2.
4. 1.1.3.
4.1.1.4.
4. 1.2.
4. 1.3.
4. 1.3.1.
4.1.3.2.
4.2.
4. 2.1.
4.2.1.1.
4. 2.1.2.
4. 2.1.3
4.2.1.4.
4.2.1.5,
4, .2.2.
4.2.2.1
4 .2.2.2
4 .2.3.
4 .2.3.1
4 .2.3.2
4 .2.3.3
4 .2.3.4
4.3. Qkologie tierischer Organismen..................... 165
4.3.1. Wirkung der Umweltfaktoren und Anpassung der tierischen Organismen.
G. Schaller............................ 165
4.3.1.1. Die wiehtigsten okologischen Faktoren................. 165
4.3.1.2. Komplexe Wirkung der okologischen Faktoren.............. 171
4.3.2. Zeitstrukturen biologischer Systeme. J. Schuh ............. 173
4.3.3. Grundlagen der Verbreitung von Tieren. R. Piechocki sen......... 178
4.3.4. Okologische Aspekte der Verhaltensbiologie. G. Tembbock........ 181
5. Okologie von Populationen
5.1. All genie in e Eigenschaften tieriseher und pflanzlichcr Populationen. K. Rutsch-
ke, E. G. Mahs und B. K-LAUSXItzer.................. 200
5.2. Genetische Grundlagen der Populationen. R. Piechocki.......... 202
5.2.1. Der Genpool von Populationen.................... 202
5.2.2. Genetische Variabilitat in Populationen ................ 204
5.2.2.1. Sichtbare genetische Variabilitat.................... 204
5.2.2.2. Verborgene genetische Variabilitat................... 205
5.2.2.3. T rsprung und Erhaltung der genetischon Variabilitat .......... 205
5.2.2.4. Bedeutung der genetischen Variabilitat fur die Anpassungsfahigkeit .... 206
5.2.2.5. Klassisches und Balanee-Modell dor 1 opulationsstruktur......... 206
5.2.3. Faktoren, die die genetisehe Zusammensetzung von Populutionen vcrSndern . 207
5.2.3.1. Mutabilitat............................. 207
5.2.3.2. Selektion.............................. 208
5.2.3.3. Migration.............................. 212
5.2.3.4. Genetische Drift........................... 213
5.3. Evolutive VorgSnge in Populationen.................. 213
5.3.1. Evolutionsvorgiinge in tierischen Populationen. E. Rutschke und B. Kurs-
nitzer............................... 213
5.3.1.1. Polymorphismus........................... 213
5.3.1.2. Evolution der Reproduktionsfahigkeit................. 214
5.3.1.3. Evolution der Habitatwahl...................... 215
5.3.1.4. Evolution sozialer Organisationsformen................. 217
5.3.2. Selektionsstrategien bei pflanzlichen Populationen. E.-G. Mahs...... 218
5.4. Strukturelle und funktionelle Elemente der Populationen.......... 219
5.4.1. Elemente tierischer Populationen. E. Rutschke und B. Klaussmzer . . . 219
5.4.1.1. PopulationsgroBe.......................... 219
5.4.1.2. Dichte in Populationen (Abundanz).................. 220
5.4.1.3. Verteilung der Individuen im Raum (Dispersion) ............ 221
5.4.1.4. Altersstruktur (Atilitat)........................ 225
5.4.1.5. Gesehleehteranteil.......................... 228
5.4.1.6. Soziale Struktur........................... 229
5.4.2. Elemente pflanzlieher Populationen. E.-G. Mahx............. 231
5.4.2.1. Kriterien der Strukturebene...................... 231
5.4.2.2. GroBe, Dichte und Wachstum — Ausdruck der Leistungsfahigkeit..... 232
5.5. GesetzmaBigkeiten des Populationswachstums.............. 232
5.5.1. Vermehrung und Wachstum tierischer Populationen. E. Rctschke und B.
Klauskitzer............................ 232
5.5.1.1. Fruchtbarkeit (Fertilitat)....................... 232
5.5.1.2. Sterbliehkeit (JVtortalitat)....................... 233
5.5.1.3. Reproduktionsrate.......................... 235
5.5.1.4. Spezifisehe Vermehrungsrate..................... 236
5.5.1.5. Waehatumsformen von tierisehen Populationen............. 236
5.5.2. Grundlagen und Modelle des Wachstums pflanzlieher Populationen. E.-G.
Mahx............................... 238
5.6.
5.6 .1
5.6. .1.1.
5.6. .1.2.
5.6.1.3.
5.6, .1.4.
5.6, .1.5.
5.6.1.6.
5.6, .2.
5.6. 2.1.
5.6. 2.1.1
5.6. 2 1.2
5.6. o ! •}
5.6.
5.7.
5.7. 1.
Formen und TJrsachen der Abundanzdynamik von Populationen...... 240
Abundanzdynamik tierischer Populationen. E. Rvtschke und B. Klatjs-
xitzer............................... 240
Die Bedeutung des Klimas und der Witterung fiir die Populationsdyiiamik . 241
Die Bedeutung der Xahrung fur die Populationsdynamik......... 242
AVechselwirkungen zwischen Populationen................ 244
Zyklische Abundanzdynamik..................... 247
Steuerungs- und Regulationsvorgiinge in Populationen.......... 250
Riickwirkung von tierisehen Populationen auf die biologische L mwelt . . . 253
Abundanzdynamik pflanzlicher Populationen. E.-G. Mahx........ 253
Zeitliche Veriinderungen....................... 253
Ontogenetisehe Strategien und Lebenszyklen.............. 254
Biotisehe XJrsaelien zeitlielier Verandorungen.............. 257
Abiotische Ursachen zeitlielier Veriinderungen.............. 262
Entstehen okologiseh unterschiedlichor Populationen........... 265
GesetzmSBigkeiten der Dynamik von Populationsarealen.......... 267
Ausbreitungsvorgiingebei tierisehen Populationen. E. Rutsciike und B. Kiacs-
xitzer............................... 267
5.7.2. Ausbreitungsvorgange bei pflanzliehen Populationen. E.-G. Mahx..... 273
6. Okologie von Biocoenosen
6.1. Biogeocoenosen des Festlandes. R. Schubert.............. 274
6.1.1. Phytocoenosen. R. Schubert..................... 277
6.1.1.1. Struktur und Klassifizierung von Pfianzengemeinsehaften ........ 377
6.1.1.2. Wirkungsgefuge zwisehen L mweltfaktoren und Pflanzengemeinsehaften . . . 282
6.1.1.3. Dynamik von Pfianzengemeinsehaften................. 285
6.1.1.4. Raumverteilung von Pflanzengemeinscliaften.............. 288
6.1.2. Zooeoenosen. F. Tietze ....................... 296
6.1.2.1. Struktur von Tiergemeinschaften.................... 297
6.1.2.2. Klassifizierung und Kennzeiehnung von Tiergemeinschaften........ 299
6.1.2.3. Dynamik von Tiergemeinsehaften................... 301
6.1.3. Pedocoenosen. J. Prasse....................... 302
6.1.3.1. Boden als Lebensraum........................ 302
6.1.3.2. Edaphon und seine Gliederung..................... 306
6.1.3.3. Interaktionen zwisehen den Gliedern der Pedocoenose.......... 308
6.1.4. Fossile Bioeoenosen. G. Krlmbiegel.................. 310
6.1.4.1. Grundlagen der Palaookologie..................... 310
6.1.4.2. Fossile Phyto-und Zoocoenosen, ihre Organismen und Lebensraume .... 311
6.1.5. Wichtige Biogeocoenoseklassen des Festlandes llitteleuropas. R. Schubert,
F. Tietze und J. Prasse....................... 314
6.2. Okosysteme der Binnengewasser.................... 338
6.2.1. Eignung des Wassers als Lebensmedium. D. Uhlmanx.......... 338
6.2.2. Zeitliehe Besiedlungsentwicklung. W. Horn ............... 339
6.2.3. Seen als Lebensraum. W. Horn .................... 342
6.2.3.1. Entstehung und Alterung von Seen................... 342
6.2.3.2. Lebensraume und Lebensgemeinschaften der Seen............ 346
6.2.3.2.1. Benthal.............................. 346
ti.2.3.2.2. Pelagial............................... 347
6.2.4. FlieBgewasser als Lebensraum. W. Horn................ 351
6.2.4.1. Stromung als priigende Erscheinung, ihre Wirkung auf die Organismen und
die Besiedlung ........................... 351
6.2.4.2. FlieBgewasser im Langsschnitt von der Quelle bis zur iliindung...... 354
6.2.4.3. Biologische Selbstreinigung...................... 358
6.2.5. Verteilung der Licht- und Warmeenergie. D. TJklmanx.......... 361
6.2.6. Wasserbewegung und Stofftransport. D. Uitlmann............ 366
6.2.7. Primarproduktion, Atmung und Stoffabbau. D. Uhlmaxs und W. HoRU. . 369
6.2.8. Xahrungsketten und Folgeproduktion. W. Horn............. 375
0.2.9. Stickstoff- und Phosphorverbindungen als wachstumsbegrenzende Faktoren.
Y. Hokx.............................. ,j80
6.2.10. Biogene Ilmsetzuiigen der Schwefel-, Eisen-, ilangen- und iSiliciumverbm-
dungen. D. XThlmaxx......................... 388
6.2.11. Dynamiscbes Yorbalten limnischer Okosysteme. D. Uhlmann....... 301
6.2.12. Besiedlung des Grundwassers. W. Hoes................. 393
6.2.13. Nutzung der Binnengewasser. D. Uhljiaxs............... , J96
6.3. Okosysteme des Meeres. W. Schxese.................. 404
6.3.1. Einfiihrung und Hydrographie..................... 404
6.3.2. Lebensgemeinschaftcn der marinen Biome................ 418
6.3.2.1. Vertikale und horizontale Gliederung des marinen Megabioms....... 418
6.3.2.2. Benthal und seine Bewohner..................... 420
6.3.2.3. Pelagial und seine Bewohner..................... 428
6.3.3. Biomasseproduktion im Aleer..................... 434
6.3.3.1. Primarproduktion.......................... 434
6.3.3.2. Sekundarproduktion......................... 437
6.3.4. Die Ostsee als Lebensraum...................... 442
7. Okologie von Landschaften. P. Hentschel
Einfiihrung............................. 447
Komponenten und Raumeinheiten der Landschaft............. 448
Landschaftsgefuge und LandschaftsgHederung.............. 451
Das Landschaftsgefiige........................ 451
Gliederung von Landscbaften..................... 452
Landschaftshaushalt und Landschaftsdynamik.............. 454
Grundlagen des Landscbaftshausbalt.s.................. 454
Landscbaftshauslialt und Xutzung der Landscliaft............ 455
Stabilitat und Belastbarkeit von Landschaften.............. 457
Funktion und Eignung von Landschaftselementen und -einheiten...... 458
Naturraumpotentiale, Funktionen und Eignungsbewertung von Landschafts-
elementen .............................. 458
Funktionen und Eignungsbewertung von Landschaftseinlieiten....... 460
Gestaltung und Pflege von Landschaften................. 462
Nutzungsintensivierung und landeskulturelle MaBnahmen......... 462
Gestaltung und Pflege von Landsehaftselementen............ 462
Gestaltung und Pflege von Landsehaftseinheiten............. 463
8. Okologie des Mensch-Biogeocoenose-Komplexes. H.-A. Feeye
8.1. Einleitung.............................. 467
8.2. Einflufi des Menschen auf die Biosphare................. 46S
8.2.1. Zur Geschicbte der menschlichen Eingriffe in Xatur und Umwelt...... 469
8.2.2. Antbropogene Veranderungen der XJmwelt............... 470
8.2.2.1. Eingriffe in die Atmosphare...................... 471
8.2.2.2. Eingriffe in den Wasserbaushalt.................... 472
8.2.2.3. Eingriffe in Landschaft und Boden .................. 472
8.2.3. Dynamik und Stabilitat anthropogener Okosysteme........... 47:!
8.2.4. Okonomie und Umwelt........................ 474
8.3. Einflufi der Biogeocoenosen auf den Menschen.............. 475
8.3.1. Biorhythmik............................ 476
8.3.1.1. Tagesperiodik............................ 477
8.3.1.2. Jahresperiodik ........................... 478
8.3.2. Bioklima.............................. 47s
8.3.3. Umwelteinflusse auf die Entwicklung ................. 4mi
7 .1.
7 .2.
7 .3.
7. .3.1
7.3.2
7, .4.
7, .4.1
7. .4.2
7. .4.3
7.5.
7. 5.1
7. 5.2
7. 6.
7. 6.1
7. ,6.2
7. 6.3
8.3.4. Physiologische Anpassung an die Umwelt................481
8.3.5. Sakulare Akzeleration........................481
8.3.6. Populationsdynamik.........................483
8.3.6.1. Bevolkerungswachstum .......................484
8.3.6.2. Urbanisation............................485
9. Anwendungsbereiche der Okologie
9.1. Land- und Forstwirtschaft ......................487
9.1.1. Beriicksiehtigung okologischer GesetzmaBigkeiten in der Landwirtschaft.
G. Mtolee und W. Hzlbig......................487
9.1.1.1. Agrarokologie aus der Sicht einer hochproduktiven Landwirtschaft..... 487
9.1.1.2. Standortkundliche Aspekte der Pflanzenproduktion........... 487
9.1.1.3. Aspekte der Diingung, der Bodenbearbeitung und der Fruchtfolgegestaltung
in der Pflanzenproduktion....................... 493
9.1.1.4. Okologisehe Aspekte der Zuchtung und Haltung im Rahmen der Tierproduk-
tion................................ 496
9.1.2. Berucksichtigung okologischer GesetzmaBigkeiten im landwirtsehaftlichen
Pflanzenschutz. Th. Wetzee und E.G. Mahs.............. 498
9.1.2.1. Probleme des derzeitigen landwirtsehaftlichen Pflanzenschutzes...... 498
9.1.2.2. Konzeption des integrierten landwirtsehaftlichen Pflanzenschutzes..... 500
9.1.2.2.1. Aufklarung von Schadzusammenhangen und Ableitung von Bekampfungs-
richtwerten............................. 502
9.1.2.2.2. Studium der Populationsdynamik der Schaderreger............ 503
9.1.2.2.3. Erforschung der Niitzlingsfauna und ihrer Effektivitat.......... 504
9.1.2.2.4. Okologische Bedeutung der Ackerunkriiuter in Agro-Okosystemen..... 505
9.1.2.2.5. Anderung der Strategic der Entwicklung und Anwendung von Pflanzen-
sehutzmitteln............................ 508
9.1.3. Berucksichtigung okologischer GesetzmaBigkeiten in der Forstwirtschaft.
H. Thomasitts............................ 509
9.1.3.1. Einleitung............................. 509
9.1.3.2. Anteil von Waldokosystemen in Xaturlandschaften und tolerierbare Ver-
anderungen............................. 510
9.1.3.3. Wald- und Forstokosysteme ..................... 511
9.1.3.4. Baumartenwahl........................... 514
9.1.3.5. Walderneuerung........................... 518
9.1.3.6. Bestandesbehandlung......................... 521
9.1.4. Land- und forstwirtschaftliche Standortserkundung. E. Kewald und D. Kopp 523
9.2. Fischereiwirtschaft. D. Babthelmes.................. 529
9.2.1. Okologische Kennzeichnung der Meeresfiseherei............. 530
9.2.2. Okologisehes Konzept der Seen- und FluBfischerei............ 530
9.2.3. Okologisehes Konzept der Karpfenteichwirtschaft............ 532
9.2.4. Okologisehes Konzept der industriemaBigen Fischproduktion....... 534
9.2.5. Entwicklungstrends in der Fiseherei aus okologischer Sicht........ 534
9.3. Rationelle Nutzung, Schutz und Gestaltung der Landschaft......... 536
9.3.1. Okologische Grundlagen des Naturschutzes und der Landsehaftspflege. H.
Weisitschkb............................ 536
9.3.2. Okologische Grundlagen der Territorialplanung. P. Hextschel...... 538
9.3.3. Anwendung der Okologie fur das Gesundheits- und Erholungswesen. G.
Schlegel ............................. 541
9.3.4. Okologische Methoden der Umweltuberwachung. R. Schtjbeet..... 544
10. literate.............................. 551
11. Register.............................. 572
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