Ökologie und Energiefluss: Lernleitfaden

Kernideen

Die Ökologie misst, wie viele Organismen es gibt, wie vielfältig sie sind und wie Energie zwischen Nahrungsebenen fließt. Die meisten Fragen sind kurze Rechnungen aus Felddaten.

• Die Populationsdichte ist N ÷ Fläche. Die Fang-Wiederfang-Schätzung ist N = (M × C) ÷ R, mit M markierten Tieren in der ersten Stichprobe, C gefangenen in der zweiten und R wiedergefangenen.
• Die Nettoprimärproduktion ist die Bruttoprimärproduktion minus die Atmung der Produzenten: NPP = BPP − R.
• Nur etwa 10 % der Energie einer Trophiestufe erreichen die nächste, weshalb Nahrungsketten kurz und Pyramiden schmal sind.
• Der Simpson-Diversitätsindex D = 1 − Σ(n ÷ N)² steigt mit mehr Arten und mit gleichmäßigeren Zahlen.

Wichtige Gleichungen

• N = (M × C) ÷ R (Lincoln–Petersen)
• NPP = GPP − R
• density = N ÷ area
• D = 1 − Σ(n ÷ N)²
• transfer efficiency ≈ 10 %

Durchgerechnetes Beispiel

In einer Fang-Wiederfang-Studie werden 50 Tiere markiert und freigelassen. Eine spätere Stichprobe von 40 enthält 8 markierte, also N = 50 × 40 ÷ 8 = 250. Binden die Produzenten 10 000 kJ, erhalten die Primärkonsumenten etwa 1000 kJ und die Sekundärkonsumenten etwa 100 kJ. Ein Produzent mit BPP = 5000 kJ und Atmung 2000 kJ hat NPP = 3000 kJ.

Häufige Fehler

• Die Zahl der Wiederfänge als C benutzen. C ist die Gesamtzahl der in der zweiten Stichprobe gefangenen Tiere.
• Annehmen, Fang-Wiederfang funktioniere, wenn markierte Tiere sterben oder abwandern. Die Voraussetzungen müssen erfüllt sein.
• Erwarten, dass Energie im Ökosystem recycelt wird. Stoffe kreisen, Energie fließt hindurch und geht als Wärme verloren.

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