Einführung in die Ökologie Wolfgang Tischler 4., stark veränderte und erweiterte Auflage Mit 172 Abbildungen SEMPER» 1993 Gustav Fischer Verlag Stuttgart Jena New York
Inhalt A. Allgemeine Ökologie 1 Einleitung l 1.1 Begriffliche Voraussetzungen 1 1.2 Quantität und Qualität 15 1.3 Methodik 17 2 Umweltbedingungen und Lebensvorgänge 21 2.1 Existenz und Lebensgrenzen 21 2.2 Entwicklung 35 2.3 Färb- und Formänderungen 43 2.4 Reize und Bewegungen 46 2.5 Vorkommen 58 3 Überlebensstrategien 70 3.1 Konformität mit der Umwelt 71 3.2 Unabhängigkeit durch Regulationen (Emanzipation) 72 3.3 Vermeidung (Avoidanz) 77 3.4 Jahreszeitliche Ruhezustände (Dormanz) 79 3.4.1 Pflanzen 79 3.4.2 Wechselwarme Tiere 81 3.4.3 Warmblüter 83 3.5 Wanderungen (Migrationen) 85 3.6 Gelegenheitsnutzung (Opportunismus) 89 3.6.1 Ausbreitung und Etablierung 89 3.6.2 Para- und Metabiosen 92 4 Antibiosen und Symbiosen 96 4.1 Allgemeines 96 4.2 Antibiosen 98 4.2.1 Prädation 98 4.2.2 Parasitismus 103 4.3 Symbiosen 110 4.3.1 Mutualismus 110 4.3.2 Eusymbiose 113 4.4 Zuordnung 115 5 Populationen 117 5.1 Allgemeines 117 5.2 Bevölkerungsdynamik 122
X Inhalt 5.2.1 Genetische Grundlagen 123 5.2.2 Klimatische Bedingtheiten 124 5.2.3 Feindbeziehungen 126 5.2.4 Interspezifische Konkurrenz 129 5.2.5 Intraspezifische Konkurrenz 131 5.2.6 Übergreifende Vorgänge 137 53 Bevölkcrungsprobleme der Menschheit 138 6 Ökosysteme 144 6.1 Allgemeines 144 6.2 Stoff- und Energieumsatz 145 6.2.1 Funktion des Ökosystems 145 6.2.2 Nahrungsketten 147 6.2.3 Stoffkreisläufe 148 6.2.4 Produktivität der Großlebensräume 153 6.2.5 Kompensationen 154 6.3 Klima 155 6.4 Boden 160 6.5 Raum-Zeitgefüge 166 6.5.1 Räumliche Verteilungsmuster 166 6.5.2 Zeitliche Verteilungsmuster 174 6.6 Biotische Aspekte 179 B. Spezielle Ökologie 195 7 Meer und Brackgewässer 198 7.1 Das Meer als ökologische Einheit 198 7.1.1 Lebensbereiche 199 7.1.2 Vertikalzonierung 200 7.1.3 Funktionelle Aspekte 203 7.2 Region des Kontinentalschelfs (Flachmeer) 206 7.2.1 Bereich der Großpflanzen (Phytal) 207 7.2.2 Verknüpfung von freiem Wasser und Meeresgrund 208 7.2.3 Verschmutzungen 210 7.3 Korallenriffe 211 7.3.1 Stoffkreislauf 214 7.3.2 Biozönotischer Konnex 214 7.4 Ozeanische Region 217 7.4.1 Oberer Bereich 217 7.4.2 Tiefsee 219 7.5 Brackgewässer 224 7.5.1 Lebensbedingungen und Lebensansprüche 225
Inhalt XI 7.5.2 Ökologische Besonderheiten 228 7.5.3 Relativität der Biotopbindung 229 8 Meeresküsten 233 8.1 Besonderheiten der ökologischen Grenze Meer-Land 233 8.2 Felsküsten 235 8.2.1 Eulitoral 235 8.2.2 Übergangsbiotope 238 8.2.3 Supralitoral 239 8.3 Sandstrand und Küstendünen 241 8.3.1 Verzahnung von Meer und Land 241 8.3.2 Zone des Strandanwurfs 245 8.3.3 Trockener Innenstrand und Dünen 247 8.4 Marschküsten 251 8.4.1 Watt 251 8.4.2 Salzwiesen 255 8.5 Mangroven 259 8.5.1 Anpassungen der Pflanzen 261 8.5.2 Anpassungen der Tiere 262 8.5.3 Verzahnung und Dynamik im Ökosystem 263 9 Limnische Lebensräume 266 9.1 Besonderheiten der Binnengewässer 266 9.2 Grundwasser 269 9.3 Höhlen 270 9.4 Quellen 271 9.5 Fließgewässer 275 9.5.1 Bergbach und Tieflandfluß 277 9.5.2 Flußufer 279 9.6 Stehende Gewässer 281 9.6.1 Seen 281 9.6.2 Seeufer 287 9.6.3 Kleinere stehende Gewässer 293 9.7 Anthropogene Einflüsse 295 9.7.1 Einsetzen anderer Arten 295 9.7.2 Verschmutzungen und Abwasserreinigung 296 9.7.3 Stauseen und Talsperren 298 9.8 Moore und Sumpfwälder 299 9.8.1 Flachmoor 299 9.8.2 Bruchwald 300 9.8.3 Auenwald 302 9.8.4 Sumpfzypressen-Wald 304 9.8.5 Hochmoor 305
XII Inhalt 10 Wälder 309 10.1 Tropische Regenwälder (Hylaea) 310 10.1.1 Strukturierung 311 10.1.2 Charakteristische Züge der Lebewelt 314 10.1.3 Artenreichtum und Individuenarmut 317 10.1.4 Stoffumsatz 319 10.1.5 Überschwemmungswald 322 10.1.6 Montaner Regenwald 323 10.1.7 Auswirkungen von Eingriffen des Menschen 324 10.2 Hydroperiodische Tropenwälder (Semihylaea) 325 10.3 Temperierte Regenwälder (Pseudohylaea) H6 10.4 Hartlaubwälder (Skleraea) 328 10.5 Sommergrüne Laubwälder (Silvaea) 332 10.5.1 Lebensbedingungen und Stoffkreislauf 334 10.5.2 Lebensentfaltung 337 10.5.3 Teilsysteme 340 10.5.4 Nadelwälder im Silvaeabereich 344 10.5.5 Anthropogene Einflüsse 348 10.6 Boreale Nadelwälder (Taiga) 351 10.6.1 Wald Verjüngung 354 10.6.2 Besonderheiten der Lebewelt 356 11 Offene Trockenlandschaften 360 11.1 Wüsten und Halbwüsten 360 11.1.1 Lebensbedingungen 360 11.1.2 Überlebensstrategien 362 11.1.3 Biozönotische Konnexe 372 11.1.4 Oasen und Flüsse, Einsprengsel in Wüsten 373 11.1.5 Halbwüsten der gemäßigten Zone 374 11.2 Savannen 375 11.2.1 Wirkung von Feuer 376 11.2.2 Lebensformen der Pflanzen 377 11.2.3 Besonderheiten der Tierwelt 380 11.3 Steppen 387 11.3.1 Lebensbedingungen 388 11.3.2 Ursprüngliche Steppen als Restlandschaften 389 11.3.3 Umwandlung der Steppe in Weideland und Getreidefelder 393 11.4 Trockenrasen und Heiden 394 11.4.1 Kalk-Trockenrasen 395 11.4.2 Sand-Trockenrasen 396 11.4.3 Zwergstrauchheiden 397 12 Offene Kältelandschaften 399 12.1 Arktische Tundra 399 12.1.1 Lebensbedingungen 400
Inhalt - XIII 12.1.2 Landschaftsgliederung 401 12.1.3 Besonderheit der Lebewelt 403 12.1.4 Tages- und Jahresrhythmik 406 12.1.5 Dynamik, Stoffkreislauf, Produktion 408 12.1.6 Menschen 411 12.2 Hochgebirge 412 12.2.1 Geographische Unterschiede 412 12.2.2 Klima und Boden 414 12.2.3 Zonierung 415 12.2.4 Anpassungen der Pflanzen 419 12.2.5 Tierwelt 420 12.2.6 Menschen 422 12.3 Subantarktische Inseln 422 12.4 Antarktis 423 13 Agrarlandschaft 427 13.1 Domestikation von Tieren und Pflanzen 427 13.2 Allgemeine Aspekte der Landwirtschaft 430 13.2.1 Veränderungen der Landschaft 430 13.2.2 Probleme tropischer Landwirtschaft 432 13.2.3 Intensität der Landwirtschaft 433 13.3 Herkunft der Agrar-Organismen in der gemäßigten Zone 436 13.3.1 Pflanzen 436 13.3.2 Tiere 437 13.4 Umstellung auf neue Wirte 438 13.4.1 Übergang von Phytotrophen auf Kulturpflanzen 438 13.4.2 Entstehung spezifischer Humanparasiten 441 13.4.3 Tiere als ständiges Reservoir von Humanparasiten 442 13.5 Grünland und Felder 443 13.5.1 Grundbestand der Lebewelt 443 13.5.2 Wiesen und Weiden 451 13.5.3 Felder 453 13.6 Heckennetz 457 13.7 Andere Biotope in der Agrarlandschaft 460 14 Urbanlandschaft 463 14.1 Kulturfolger und Synanthrope 463 14.2 Die Stadt, ein Mosaik von Lebensräumen 467 14.3 Grünflächen (Gärten, Parks) 468 14.4 Ruderalgelände, Brachflächen, Mülldeponien 472 14.5 Häuser- und Straßenbereich 474 14.6 Gewässer 480 14.7 Mensch und Stadt 480 14.8 Ökologische Gesetzmäßigkeiten 481
XIV - Inhalt Ausblick: Kritische Betrachtungen zur Ökologie 484 Literatur 487 Register der wissenschaftlichen Gattungsnamen 501 Sachregister (mit Fachworterklärungen) 517