Ökosystemforschung: Ergebnisse von Symposien der Deutschen Botanischen Gesellschaft und der Gesellschaft für Angewandte Botanik in Innsbruck, Juli 1971

I. Einführung.- Ziele und Stand der Ökosystemforschung.- 1. Ökosysteme und ihr Gleichgewicht.- 2. Wesentliche Bestandteile eines Ökosystems.- 2.1 Allgemeine Eigenschaften..- 2.2 Funktionelle Gruppen von Organismen.- 2.3 Faktoren der anorganischen Umwelt.- 3. Dynamik der Ökosysteme.- 3.1 Weitergabe gebundener Energie.- 3.2 Wärme-und Wasserumsatz.- 3.3 Stoffkreisläufe.- 3.4 Gegenseitige Beeinflussung von Ökosystemen.- 3.5 Entwicklung von Ökosystemen.- 3.6 Monotonie und Diversität.- 4. Zur Geschichte der Ökosystemforschung.- 5. Ziele der heutigen Ökosystemforschung.- 5.1 Strukturbeschreibung und ordnende Übersicht.- 5.2 Analyse der Funktion und Leistung.- 5.3 Studium der Stabilität und der Selbstregulation.- 5.4 Untersuchung von geschichtlichem Werden und Sukzession.- 5.5 Experimentelle Abwandlungen von Ökosystemen.- 5.6 Modellbildung und mathematische Systemanalyse.- 5.7 Angewandte Ökosystemforschung.- Literatur.- II. Ein Hochgebirgssee als Objekt der Ökosystemforschung.- A. Das Ökosystem Vorderer Finstertaler See.- 1. Einführung.- 2. Primärproduzenten.- 2.1 Phytoplankton.- 2.2 Nährstoff-, insbesondere Phosphorangebot an die Primärproduzenten.- 2.3 Bedeutung der Strahlungsenergie.- 2.4 Phytobenthos.- 3. Intermediärproduzenten.- 3.1 Bakterioplankton.- 3.2 Zooplankton.- 3.3 Bodenfauna.- 4. Endproduzenten.- Literatur.- B. Dynamik der planktischen Urproduktion unter den Extrembedingungen des Hochgebirgssees.- 1. Das Milieu.- 2. Auslese und Entwicklung der Phytoplankter.- 3. Die Dynamik des Produktionsprozesses.- 3.1 Wirkungsgrad der Primärproduktion.- 3.2 Äußere Energie-Effektivität und Wachstums-Effektivität.- Literatur.- III. Das Schilfgürtel-Ökosystem eines Steppensees.- A. Phragmites communis Trin. im Röhricht des Neusiedler Sees. Wachstum, Produktion und Wasserverbrauch.- 1. Einführender Überblick.- 1.1 Der See und sein Schilfgürtel.- 1.2 Besondere Merkmale der Vergesellschaftung.- 1.3 Die Produktionsverhältnisse.- 2. Ergebnisse der Wachstumsanalyse.- 2.1 Biometrische Größen.- 2.2 Die Parameter der Produktivität.- 2.3 Unterirdische Biomasse.- 3. Einige Ergebnisse der Gaswechselmessung.- 3.1 Methodische Vorbemerkungen.- 3.2 Lichtsättigung der CO2-Aufnahme.- 3.3 Photosynthese-Intensität in vertikaler Verteilung.- 3.4 Die Temperatur-Strahlungs-Abhängigkeit der CO2-Aufnahme.- 3.5 Vergleich der Produktivität nach Ernte- und Gaswechsel-Werten.- 4. Der Wasserverbrauch im Schilfgürtel.- Literatur.- B. Strahlungsnutzung von Phragmites communis.- 1. Einleitung.- 2. Material und Methoden.- 3. Ergebnisse.- 3.1 Veränderung des Trockengewichts nach der Erntemethode.- 3.2 Vergleich der oberirdischen mit der unterirdischen Biomasse.- 3.3 Nutzungsverlauf und ökologische Energieausbeute.- 3.4 Wirkungsgrad der Primärproduktion.- Literatur.- C. Produktions- und Pigmentanalysen an Utricularia vulgaris L.- 1. Einleitung.- 2. Klimatische Bedingungen im Jahre 1971.- 2.1 Strahlungsverhältnisse im Schilfgürtel.- 2.2 Oberflächentemperatur des Wassers.- 2.3 Pegelschwankungen.- 3. Charakteristik der untersuchten Utricularia-Standorte.- 4. Methoden.- 5. Ergebnisse.- 5.1 Sproßlänge und “relative growth rate”.- 5.2 Blütezeit, Luftsproßbildung und Fangblasenzahl.- 5.3 Trockengewichts-Entwicklung und “crop growth rate”.- 5.4 Trockengewicht und Chlorophyllgehalt.- Literatur.- D. Gaswechselmessungen an Utricularia vulgaris.- 1. Einleitung.- 2. Methoden.- 3. Ergebnisse.- 3.1 Gaswechsel bei verschiedenen Temperaturbedingungen.- 3.2 Gaswechsel bei geringer und hoher Einstrahlung.- 3.3 Gaswechsel von anthocyanreichen Sprossen.- Literatur.- E. Zur Steuerung der planktischen Primärproduktion durch die Schwebstoffe.- 1. Ursachen des hohen Schwebstoffgehaltes.- 2. Auswirkungen auf die Produktion der Planktonalgen.- IV. Beitrag zur Erforschung mariner Ökosysteme.- Bakterien im Stickstoffkreislauf des Meeres.- 1. Einleitung.- 2. Teilprozesse des Stickstoffkreislaufs.- 2.1 Proteolyse und Ammonifikation.- 2.2 Nitrifikation.- 2.3 Denitrifikation und Nitrat ammonifikation.- 2.4 Bindung von molekularem Stickstoff.- 3. Stickstoffverteilung im Meer.- 4. Marine und terrestrische Stickstoffkreisläufe.- Literatur.- V. Land-Ökosysteme außerhalb der Hochgebirge.- A. Der biologische Energieumsatz in Land-Ökosystemen unter Einfluß des Menschen.- 1. Einleitung.- 2. Methoden.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Bestimmung der Stoffproduktion.- 2.3 Bestimmung der Brennwerte.- 3. Ergebnisse.- 3.1 Energievorrat der Biomasse in Wäldern, Wiesen und Acker.- 3.2 Netto-Primärproduktion von Wäldern, Wiesen und Acker.- 4. Diskussion der Ergebnisse.- 4.1 Vergleich der Netto-Primärproduktion verschiedener Ökosysteme.- 4.2 Wirkungsgrad der Netto-Primärproduktion.- 4.3 Nutzung der Netto-Primärproduktion durch den Menschen.- 4.4 Verteilung der Netto-Primärproduktion in der Biocoenose.- Literatur.- B. Rolle der Tiere in Wald-Ökosystemen des Solling.- 1. Einleitung.- 2. Untersuchungen über den Energieumsatz der Tiere.- 2.1 Der Energieumsatz des „Durchschnittsindividuums”.- 2.2 Der Energieumsatz der Population.- 2.3 Der Energieumsatz der Phytophagen.- 2.4 Energieverlust der Primärproduzenten durch Fraß.- 2.5 Der Energieumsatz der Zoophagen.- 3. Der Einfluß der Phytophagen auf die Pflanzen.- 3.1 Phyllophage.- 3.2 Rhizophage.- 4. Zum Einfluß der Zoophagen auf die Phytophagen.- 5. Zur Funktion der Phytophagen und Zoophagen im Ökosystem.- 6. Die Verflechtung verschiedener Ökosysteme durch Nahrungsbeziehungen.- Literatur.- C. Systemanalyse des Bioelement-Haushaltes von Wald-Ökosystemen.- 1. Bioelementflüsse und ihre Messung.- 2. Flüsse-Bilanz.- 3. Transferfunktionen,-Konzentrationsfunktionen.- Literatur.- VI. Land-Ökosysteme im Hochgebirge.- A. Stoffproduktion und Energiebilanz in Zwergstrauchbeständen auf dem Patscherkofel bei Innsbruck.- 1. Zielsetzung.- 2. Forschungsablauf.- 3. Untersuchungsgebiet und Probeflächen.- 3.1 Der Patscherkofel bei Innsbruck.- 3.2 Probeflächen.- 4. Methoden und Meßeinrichtungen.- 4.1 Standortsklima.- 4.2 Bestandesstruktur und Morphometrie.- 4.3 Pflanzliche Biomasse, Stoffzuwachs, Energieausbeute und Nährstoffverteilung.- 4.4 Physiologische und ökophysiologische Untersuchungen.- 5. Erste Ergebnisse.- 5.1 Vegetationsablauf und Blattflächen-Entwicklung.- 5.2 Bestandesvorrat an Pflanzenmasse und gebundener Energie.- 5.3 Stoffproduktion und Energienutzung.- Literatur.- B. Einsatz mobiler Meßeinrichtungen in der Ökosystemanalyse.- 1. Koordinierter Einsatz von stabilen Großstationen und mobilen Meßapparaturen.- 2. Anforderungen an die Meßeinrichtung bei mobilem Einsatz.- 3. Eine tragbare, batteriebetriebene Datenerfassungsanlage.- Literatur.- C. Licht, Temperatur und Photosynthese an der Station „Hoher Nebelkogel“ (3184 m).- 1. Einleitung.- 2. Stationsbeschreibung.- 2.1 Versuchsgelände.- 2.2 Meßprogramm.- 2.3 Organisation.- 3. Ergebnisse des CO2-Gaswechsel-Meßprogrammes 1969.- 3.1 Material und Klima.- 3.2 Datenverarbeitung.- 3.3 Die Photosyntheseleistung von Ranunculus glacialis.- 3.4 Photosyntheseleistung anderer Arten.- 4. Diskussion der Ergebnisse.- 4.1 Licht und Photosynthese.- 4.2 Temperatur und Photosynthese.- Literatur.- D. Stoffproduktion und Energiehaushalt von Nivalpflanzen.- 1. Einleitung.- 2. Material und Methoden.- 3. Ergebnisse.- 3.1 Produktivität der Probeflächen.- 3.2 Photosyntheseleistung dreier Arten.- 3.3 Wirkungsgrad der Netto-Primärproduktion.- 3.4 Stoffumlagerungen innerhalb der Pflanzen.- 4. Diskussion der Ergebnisse.- Literatur.- VII. Die Ökosysteme der Erde.- Versuch einer Klassifikation der Ökosysteme nach funktionalen Gesichtspunkten.- 1. Gesichtspunkte und Kategorien.- 1.1 Allgemeines.- 1.2 Hierarchie der Ökosysteme.- 1.3 Bezeichnung des Grades menschlicher Einflüsse.- 1.4 Floren-und faunengeographische Gliederung.- 2. Übersicht der Ökosysteme (Bestimmungsschlüssel).- Globales Ökosystem: Biosphäre.- Erste Hauptgruppe: Natürliche oder naturnahe Ökosysteme.- M Marine Ökosysteme.- M 1 Ozeanische Ökosysteme.- M 2 Neritische Ökosysteme.- M 3 Marin-littorale Ökosysteme.- M 4 Binnen-Salzseen.- M 5 Ästuare.- M 6 Salzige Grundwasser-Ökosysteme.- L Limnische Ökosysteme.- L 1 Tiefe Süßwasserseen.- L 2 Flache Süßwasserseen und Teiche.- L 3 Süßwasser-Tümpel.- L 4 Permanente Fließgewässer.- L 5 Temporäre Fließgewässer.- L 6 Unterirdische Binnengewässer.- L 7 Thermalquellen.- S Semiterrestrische Ökosysteme.- S 1 Sphagnum-Moore.- S 2 Laubmoos-Moore.- S 3 Seggen-Moore.- S 4 Zwergstrauch- und Strauch-Moore.- S 5 Waldmoore.- T Terrestrische Ökosysteme.- T 1 Dichtgeschlossene Wälder.- T 2 Offene Wälder.- T 3 Gebüsche.- T4 Zwergstrauchheiden.- T 5 Baumfähige Grasländer.- T 6 Baumfeindliche Grasländer.- T 7 Trocken-Halbwüsten und Wüsten.- T 8 Wüstenähnliche Ökosysteme außerhalb des Wüstenklimas.- T 9 Kulturpflanzen-Bestände.- Zweite Hauptgruppe: Urban-industrielle Ökosysteme.- 3. Einordnung der in diesem Buch behandelten Ökosysteme in die Klassifikation.- Literatur.