Limnology SoSe Juli Limnology summer term Juli 2007

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1 Limnology summer term Juli a. Express in your own words the meaning of limnology b. Which aspects are mainly covered by applied limnology? 2 What are: a. iotic environments; b. lentic environments? Give at least three examples each! 3 There are different types of lake stratification. List them and explain their specific characteristics. 4 There are at least four different trophic stages a. Describe the meaning of trophic stages (how do you identify the respective stage?) b. List the stages and explain the meaning of every single one. 5 a. Which oxygen concentrations are to be expected in oligotrophic waters and standard ambient temperatures and pressures? b. How do you precisely determine those oxygen concentrations? 6 Phosphorus is often referred to as a limiting nutrient in aquatic systems. a. Explain this idea. b. Argue for other elements that might be limiting nutrients under certain conditions. 7 a. What are the major groups of organisms to expect in lentic environments? b. Which group usually has the largest biomass and why? 8 a. What are macrophytes? b. Where and how do they live? c. Which roles do they play in lake environment? 9 a. What is the most important habitat in any lake environment b. Why? 10 Which indicators would you investigate to assess a lakes situation from its bottom environment (benthic zone)? Limnology SoSe Juli a. Was bedeutet Limnolgie? b. Welche Themen bearbeitet die Angewandte Limnologie? 2 Was sind: a. iotische Systeme; b. lentische Systeme? Gib jeweils mindestens drei Beispiele an! 3 Es gibt unterschiedliche Arten der Seenstratifizierung. Liste sie auf und erläutere ihre spezifischen Charakteristika. 4 Es gibt mindestens vier trophische stadien. a. Erläutere, was ein trophisches Stadium ist (und wie man das jeweilige Stadium erkennt) b. Liste die Stadien auf und erläutere ihre jeweilige Bedeutung. 5 a. Welche Sauerstoffkonzentrationen sind in oligotrophen Wässern zu erwarten, welche Standarttemperaturen und welcher Druck? b. Wie bestimmt man die O 2 - Konzentrationen quantitativ? 6 Phosphor wird oft als limitierender Parameter im aquatischen System bezeichnet. a. Erläutere diesen Gedanken; b. argumentiere für andere Elemente, die ebenfalls limitierend sein könnten. 7 a. Welche wesentlichen Organismengruppen sind in Seen zu erwarten? b. Welche gruppe davon hat generell die größte Biomasse und warum? 8 a. Was sind Makrophyten? b. Wo und wie leben sie? c. Welche Rolle spielen sie in der Ökologie eines Sees? 9 a. Was ist das wichtigste Habitat in einem See? b. Warum ist es das? 10 Welche indikatoren würdest Du nutzen, um die Situation eines Sees von seinen benthischen Verhältnissen her zu ermitteln?

2 11 Any lake may be differentiated into zones and habitats. a. List these habitats and zones; b. Explain briefly their main characteristics. 12 From and ecological perspective, the aquatic environment can be seen and described as systems of energy fluxes. a. Give the most important theorectical models for both lake and river environments b. Explain their meaning and application 11 Jeder See lässt sich in verschiedene Zonen und Habitate differenzieren. a. Liste diese Habitate auf. b. Erläutere kurz die wesentlichen Charakteristika dieser Habitate. 12 Aus ökologischer Perspektive kann man das aquatische System auch als System von Energieflüssen betrachten. a. Führe die wesentlichen theoretischen Modelle für Seen auf. b. Erläutere deren Bedeutung und Anwendung.

3 Testat Geben sie vier wichtige Entstehungstypen für Seen an und nennen sie je ein Beispiel. In welcher Reihenfolge werden diese Seen vermutlich verlanden? 2. Welche Prozesse beeinflussen den Anteil der an einem Punkt in einem See ankommenden Sonneneinstrahlung? 3. Zeichnen sie die Jahresgang-Isothermen eines typischen warm-monomiktischen Sees (Eisbedeckung, 4-20 C-Isothermen, Intervall 4 C) 4. Grenzen sie folgende Begriffe voneinander ab: - Welle - Strömung 5. Nenne die beiden Effekte, deren Überlagerung zur Ekman-Spirale führt. 6. Zeichnen sie die typischen Verläufe von Temperatur, O 2 und CO 2 in einem eutrophen See während der Sommerstratifikation. 7. Was ist der Unterschied zwischen einem - orthograden - clinograden - positiv heterograden - negativ heterograden Sauerstoffprofil? Mit welchen Trophiestufen sind sie meistens assoziiert? 8. Was ist Plankton? 9. Nennen sie acht große aquatische Organismengruppen, je ein Beispiel für eine besondere ökologische Funktion sowie eine Beispielart oder größere Einheit. 10. Vergleichen sie die Strategien des Meroplanktons Melosira mit dem Holoplankton Asterionella. Zu welcher Algengruppe gehören beide? 11. Nennen sie einige grundlegende Unterschiede zwischen lentischen (Teiche, Seen) und lotischen (Flüsse, Bäche) Ökosystemen. 12. Skizzieren sie eine limnische Nahrungskette mit fünf trophischen Ebenen und den dazu gehörigen Organismengruppen. Nennen sie je eine Beispielart, bzw. -gattung. 13. Was versteht man unter microbial loop? 14. Wie verändert sich eine wassergefüllte Kiesgrube nach Abbauende? 15. Charakterisieren sie folgende Stadien eines unbeeinflussten Tagebausrestsees aus chemischer und biologischer Sicht: - Initialstadium direkt nach Grundwasseranstieg - Übergangsstadium nach Jahren - Entwickeltes Stadium nach Jahren Testat A) Was ist Zooplankton? B) Welche Anpassungsmechanismen zeigt ZooplaRkton? C) Wo steht diese Gruppe im Nahrungsnetz? 2. Beschreiben Sie das Nahrungsnetz / die Nahrungspyramide in einem See. 3. Charakterisiere oligotrophe und eutrophe Seen im Hinblick auf die Einflußgrößen Nährstoffe, Sauerstoff, Biomasse, Licht, Beckenform und Einzugsgebiet. 4. Nenne charakteristische Unterschiede zwischen einem natürlichen See und einem Stausee (ähnlicher Größe). 5. Nenne mindestens vier verschiedene Arbeitsgebiete der Angewandten Limnologie. 6. Nenne vier wesentliche Entstehungstypen natürlicher Seen und gebe je ein Beispiel. In welcher Reihenfolge werden diese Seen vermutlich verlanden? 7. Nimm ein typisches hydrographisches Profil eines Sees auf A) Wo führst Du die Arbeiten durch? B) Welche Parameter werden bestimmt? C) welche Tiefenintervalle werden mit welcher Begründung genutzt?

4 8. Was bedeutet das River continuum concept? 9. Was ist eine normale Sedimentationsrate in natürlichen Seen und was für Talsperren in Mittelgebirgen? 10. Wie entwickelt sich ein Tagebaurestsee aus einem Braunkohletagebau in chemischer und biologischer Sicht? Wieviel Zeit vergeht bis zur Einstellung eines "Gleichgewichts"? 11. Zeichne den typischen Verlauf von Temperatur, Sauerstoff und Kohlendioxid- Konzentration in einem typischen oligotrophen See. Der See sei maximal 50 m tief. 12. Zeichne die Jahresgang-lsothermen eines typischen dimiktischen Sees (2-18 C, Intervall 2 C) Testat Definitionen: (2P) - lentic water - lotic water 2. Welche Fragestellungen bearbeitet die angewandte Limnologie? (3P) 3. Welche Seentypen kennen Sie? Merkmale? Skizzen? (6P) 4. Welche Verweilzeit des Wassers ist typisch für Seen? (3P) 5. Wodurch unterscheiden sich Seen von anderen geologischen Körpern? (3P) 6. Welche Sichttiefen erwarten sie größenordnungsmäßig in welchem Seentyp? (3P) 7. Beschreiben Sie das Phänomen der Stratifizierung der Wassersäule eines Sees. Welche Arten der Stratifizierung gibt es? Welche Konsequenzen hat dies für Biota, für Wasserchemie? Nennen sie Beispiele. (6P) 8. Was hat die Dichteanomalie des Wassers mit der Durchmischung eines limnischen Wasserkörpers zu tun? (5P) 9. Welche Typen der Durchmischung kennen sie und was bedeuten diese Typen (Art der Durchmischung)? (5P) 10. Interpretieren sie die drei Jahrestemperaturprofile der drei Seen in der Abbildung (...). 11..Wovon ist der Stoffhaushalt in einem See abhängig? Nennen sie die Variablen und geben sie nach Möglichkeit Beispiele. (6P) 12. Wie viel Sauerstoff löst sich bei ca 20 C in einem Seewasser? Wie sieht es im Vergleich mit Kohlenstoffdioxid aus? (4P) 13. (Abbildung fehlt) 14. Erklären sie das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht und diskutieren sie es. Geben sie zugleich die wichtigsten Reaktionen an. (5P) 15. Welche Organismengruppen erwarten sie in einem oligo- mesotrophen See im Fließgleichgewicht? Nenne sie zugleich, zu welcher trophischen Gruppe diese Organismen jeweils gehören und skizziieren sie eine trophische Pyramide, aus der größenordnungsgerecht die Energieverteilung hervorgeht. (6P) 16. Welche Messungen gehören zu einem hydrographischen Profil? Wie nehmen sie das Profil möglichst präzise auf? (4P) 17. Was ist der differenzierteste und quantitativ bedeutsamste Lebensraum an/in einem See? Warum ist das so? (4P) 18. Worin unterscheiden sich Fließgewässer von stehenden Gewässern? (3P) 19. Wie messen sie möglichst genau den Durchfluss eines Fließgewässers, d.h. die Wassermenge, die in einem definierten Zeitraum einen definierten Gewässerquerschnitt durchströmt? (4P) 20. Wovon hängt die Sauerstoffverteilung (-konzentration) in einem Fleißgewässer ab? Sowohl lokal im Jahresgang als auch im Längsverlauf. (5P) 21. Wie können sie die Photosyntheserate in einem See und damit die Produktivität bestimmen? (3P) 22. Wie beproben sie Sedimente und Schwebstoffe? Welche Möglichkeiten haben sie und wie stellen sie sicher, dass sie eine ungestörte Sedimentprobe gewinnen? (4P) 23. Wie unterscheiden sich natürliche Seen von Baggerseen und Tagebaurestlöchern? Welche Problematik ist jeweils zu beachten? (4P) 24. Welche Nutzungsansprüche gibt es generell in Hinblick auf Stillgewässer? (3P)

5 Testat Nenne vier Arbeitsgebiete der angewandten Limnologie. 2. Charakterisiere oligotrophe und eutrophe Seen hinsichtlich folgender Faktoren: - Nährstoffe - Sauerstoff - Biomasse - Licht - Verhältnis Hypo-/Epilimnion - Beckenform - Einzugsgebiet 3. Was bedeutet das "River Continuum Concept"? 4. Nenne 5 Wasserbewegungsphänomene in Seen. 5. Zeichne die typischen Verläufe von Temperatur, O 2 und CO 2 in einem oligotrophen See während der Sommerstratifikation. 6. Zeichne die Jahresgang-Isothermen eines typischen dimiktischen Sees (2-8 C, Intervall 2 C) 7. Nenne die drei Faktoren, aus denen der Gesamtphosphatgehalt (TP) im Allgemeinen besteht. Welche Fraktion ist nicht bioverfügbar? 8. Durch welche Anpassungsmechanismen zeichnen sich Zooplankter (z.b. Daphnia, Bosmina, Cyclops) aus? 9. Nenne einige charakteristische Unterschiede zwischen natürlichen Seen und Talsperren. 10. Charakterisiere folgende Stadien eines unbeeinflussten Tagebausrestsees aus chemischer und biologischer Sicht: - Initialstadium direkt nach Grundwasseranstieg - Übergangsstadium nach Jahren - Entwickeltes Stadium nach Jahren