Biologie · Mittelstufe · Klasse 7–10
Ökosysteme: Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufe
Produzenten, Konsumenten und Destruenten, Energiefluss, Kohlenstoffkreislauf und das Ökosystem See mit Schichtung und Eutrophierung.
🎯 Lernziele
Nach diesem Thema kannst du …
- Produzenten, Konsumenten und Destruenten unterscheiden
- Nahrungsketten und Nahrungsnetze aufstellen
- Energiefluss und Stoffkreislauf unterscheiden
- Schichtung und Eutrophierung eines Sees erklären
💡 Erklärung
Ein Ökosystem besteht aus einem Lebensraum (Biotop) und seiner Lebensgemeinschaft (Biozönose), z. B. ein Wald oder ein See. Produzenten (grüne Pflanzen, Algen) stellen durch Fotosynthese organische Stoffe her. Konsumenten ernähren sich von anderen Lebewesen: Pflanzenfresser sind Konsumenten 1. Ordnung, Fleischfresser höherer Ordnung. Destruenten (Bakterien, Pilze) zersetzen tote Biomasse zu Mineralstoffen, die Pflanzen wieder aufnehmen.
Viele Nahrungsketten sind miteinander verknüpft und bilden ein Nahrungsnetz. Von Stufe zu Stufe (Trophiestufe) wird nur ein kleiner Teil der Energie weitergegeben – als Faustregel etwa 10 %; der Rest wird für Atmung, Bewegung und Wärme verbraucht. Darum gibt es viel weniger Spitzenprädatoren als Pflanzen. Energie fließt durch das Ökosystem (Sonne → Wärme), Stoffe kreisen.
Im Kohlenstoffkreislauf nehmen Produzenten CO₂ aus der Luft auf und bauen es in Biomasse ein. Durch Zellatmung aller Lebewesen und durch Zersetzung wird CO₂ wieder frei. Verbrennen Menschen fossile Brennstoffe, gelangt zusätzlich Kohlenstoff in die Atmosphäre, der lange gespeichert war.
Ein tiefer See ist im Sommer geschichtet: oben warmes Wasser (Epilimnion), unten kaltes, dichtes Wasser von etwa 4 °C (Hypolimnion), dazwischen die Sprungschicht. Im Frühjahr und Herbst durchmischt sich der See (Zirkulation). Gelangen viele Mineralstoffe wie Phosphat aus Dünger oder Abwasser in einen See (Eutrophierung), vermehren sich Algen stark. Sterben sie ab, verbrauchen Destruenten beim Abbau am Grund den Sauerstoff – im Extremfall „kippt“ der See, Fische sterben, und es entstehen Faulgase.
Nahrungskette im See: Grünalgen → Wasserflöhe → kleine Fische (Rotauge) → Hecht. Fallen die Wasserflöhe aus, haben die Rotaugen weniger Nahrung, gleichzeitig vermehren sich die Algen stärker – ein Eingriff wirkt im ganzen Netz.
📘 Fachbegriffe
- Biotop / Biozönose
- Lebensraum / Lebensgemeinschaft aller Arten darin.
- Produzent
- Lebewesen, das organische Stoffe aus anorganischen herstellt (Fotosynthese).
- Konsument
- Lebewesen, das sich von anderen Lebewesen ernährt.
- Destruent
- Zersetzer toter Biomasse, z. B. Bakterien und Pilze.
- Trophiestufe
- Ernährungsstufe in einer Nahrungskette.
- Eutrophierung
- Überdüngung eines Gewässers mit Mineralstoffen, Folge: Algenblüte und Sauerstoffmangel.
- Zirkulation
- Vollständige Durchmischung des Seewassers im Frühjahr und Herbst.
⚠️ Typische Fehler
- „Energie kreist im Ökosystem“ – Energie fließt durch und geht als Wärme verloren, Stoffe kreisen.
- Destruenten vergessen oder mit Konsumenten gleichsetzen.
- Bei der Eutrophierung denken, die Algen selbst verbrauchten den Sauerstoff – vor allem der bakterielle Abbau der abgestorbenen Algen zehrt ihn auf.
✏️ Übungen
Aufgabe 1 · leicht: Stelle eine Nahrungskette mit vier Gliedern aus dem Wald auf und benenne die Trophiestufen.
Lösung anzeigen
Beispiel: Eiche (Produzent) → Eichenwickler-Raupe (Konsument 1. Ordnung) → Kohlmeise (Konsument 2. Ordnung) → Sperber (Konsument 3. Ordnung).
Aufgabe 2 · mittel: Eine Wiese bindet pro Jahr 10 000 kJ Energie in Pflanzenmasse. Schätze mit der 10-%-Regel ab, wie viel davon bei Konsumenten 2. Ordnung ankommt.
Lösung anzeigen
Konsumenten 1. Ordnung: etwa 1 000 kJ; Konsumenten 2. Ordnung: etwa 100 kJ. (Faustregel – reale Werte schwanken.)
Aufgabe 3 · anspruchsvoll: Erkläre schrittweise, wie Düngereintrag aus Feldern zu Fischsterben in einem See führen kann.
Lösung anzeigen
Mehr Phosphat/Nitrat → starkes Algenwachstum (Algenblüte) → Algen sterben ab und sinken zum Grund → Bakterien bauen sie unter Sauerstoffverbrauch ab → im Tiefenwasser Sauerstoffmangel, besonders in der Sommerstagnation ohne Durchmischung → Fische ersticken; ohne Sauerstoff entstehen Faulgase (z. B. Schwefelwasserstoff).
✅ Selbsttest
🧾 Zusammenfassung
- Ökosystem = Biotop + Biozönose.
- Produzenten → Konsumenten; Destruenten zersetzen und schließen den Kreislauf.
- Energie fließt (≈10 % pro Stufe), Stoffe kreisen.
- Eutrophierung: Nährstoffe → Algenblüte → Sauerstoffmangel am Grund.
👩 Frag CELINA zu „Ökosysteme: Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufe“
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