Ausgehend von der Entwicklung unseres Planeten und seiner Organismen werden Aufbau und sukzessive Veränderung der Ökosysteme beschrieben. Die Prinzipien der Stoffkreisläufe und des Energieflusses sowie deren Störungen werden anhand zahlreicher Abbildungen erläutert. Dem Verhalten der Organismen gegenüber Fremdstoffen sowie der Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen sind eigene Kapitel gewidmet. (Verlastext)
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Die Struktur
Prinzipien des Aufbaus, der Stabilität und der Grenzen von Ökosystemen
1.1 Was ist Ökologie? 1
1.2 Evolution: Das Werden unserer Umwelt 9
1.3 Chaos und Ordnung 25
1.3.1 Konsequenzen des Chaos für Evolution 26
1.3.2 Synergetik 27
1.4 Koevolution: Gemeinsame Entwicklung 27
1.5 Die regulierenden Kräfte 34
1.5.1 Regelkreis und Rückkopplung 48
1.6 Das Gefüge der Ökosysteme 50
1.6.1 Offene und geschlossene Ökosysteme 52
1.6.2 Gestörte und ungestörte Ökosysteme 53
1.6.3 Verhalten eines belasteten Ökosystems 58
1.7 Ansprüche und Grenzmarken des Lebens: Physikalische Umweltfaktoren 59
1.8 Sukzession: Natürliche Veränderung der Umwelt . . . . 66
1.8.1 Allgemeines Schema der Sukzession 78
1.9 Stabilität: Konstanz und Elastizität 82
1.9.1 Führt Vielfalt zu Stabilität? 86
1.10 Monokulturen: Abbruch der Stabilität 89
2 Der Kreislauf
Prinzipien der Stoffkreisläufe und des Energieflusses
2.1 Was ist ein Kreislauf? 95
2.2 Gasstoffkreisläufe , 96
2.2.1 Wasser: Transport und Reaktionsmedium des Lebens. 98
2.2.2 Sauerstoff: Brücke des Lebens 103
2.2.3 Kohlenstoff: Baustein des Lebens 106
2.2.4 Stickstoff: Dungungsstoffe der Ökosysteme 117
2.2.5 Schwefel: Weltweite Belastung der Ökosysteme 131
2.3 Feststoffkreisläufe und Bodenbildung 149
2.3.1 Vom Fels zum humusreichen Boden 150
2.3.2 Die wichtigsten Bodentypen 160
2.3.3 Nährstofftransport in die Pflanze 165
2.3.4 Mineralstoffkreisläufe 169
2.4 Energiefluß 174
2.4.1 Energiekonsum in natürlichen und künstlichen Ökosystemen 179
2.4.2 Einige Grundlagen der Thermodynamik 198
2.5 Wasser- und Luftversorgung 200
2.5.1 Die Krise der Wasserversorgung 200
2.5.2 Die Überdüngung der Gewässer 203
2.5.3 Die Enststehung von Smog 210
2.5.4 Sauerstoffvorrat und Ozonschild 218
2.6 Störungen der Kreisläufe 226
3 Die organismische Beziehung
Prinzipien der Aufnahme und Abwehr von Fremdstoffen und Fremdorganismen
3.1 Ordnung und Stabilität 228
3.1.1 Konkurrenz bei Tier und Pflanze 228
3.1.2 Allelopathie 235
3.1.3 Die ökologische Nische 237
3.1.4 Stabilität durch Wechselbeziehungen 240
3.2 Die Nahrungsbeziehung 243
3.2.1 Nahrungskette und Nahrungspyramide 244
3.2.2 Räuber-Beute-Beziehungen 249
3.2.3 Energiefluß im Ökosystem 253
3.3 Die Grenze der Vermehrung 255
3.3.1 Die Lemminge: Ein klassischer Fall 258
3.3.2 Inseltheorie 261
3.3.3 Vermehrung von Räuber und Beute 266
3.4 Reduktion oder Destruktion 270
3.4.1 Reduzenten im Zentrum der Erneuerungsprozesse. . . . 272
3.4.2 Stoffumsatz im Ökosystem 277
3.4.3 Das Abfallproblem 278
3.5 Veränderungen durch Anreicherung von Schadstoffen 284
3.5.1 Pestizide als Auslöser von Umweltveränderungen . . . . 291
3.5.2 Herbizide als Vermittler von Umweltveränderungen für den Produzenten 293
3.5.2.1 Derivate der chlorierten Phenoxiessigsäure 295
3.5.2.2 Triazine und substituierte Harnstoffderivate 298
3.5.3 Schwermetalle als Festiger von Umweltveränderungen 299
3.5.4 Radioaktive Stoffe in Organismen und Ökosystemen 310
3.6 Überlegungen zur Wirkung der Radioaktivität in Mitteleuropa 320
3.6.1 Grundbelastung und Zusatzbelastungen für den ds Mitteleuropäer. . . 320
3.6.2 Kritische Wertung der Wirkung zusätzlicher niederer radioaktiver Dosen 323
3.6.3 Die Form der Dosis-Wirkungs-Kurve im niederradioaktiven Bereich 324
3.6.4 Schlußfolgerungen 325
3.6.5 Aktueller Stand der Kenntnisse zu den Auswirkungen der Katastrophe von Tschernobyl 325
3.7 Alternative Nutzung von Ökosystemen 327
3.7.1 Biologische Schädlingsbekämpfung 327
3.7.1.1 Bekämpfung von Insekten mit ihren natürlichen Feinden 328
3.7.1.2 Autozidverfahren: Insektenmännchen werden mit Röntgenstrahlen sterilisiert und ausgesetzt 328
3.7.1.3 Verwendung von Insektenhormonen (Insekten-Wachstumsregulatoren) 329
3.7.1.4 Biologische Insektizide 330
3.7.1.5 Biologische Unkrautbekämpfung 330
3.7.2 Biologischer Landbau 331
3.8 Der Mensch als Außenseiter ökologischer Gesetzmäßigkeiten 334
4 Die Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen
4.1 Nutzung von Ökosystemen 348
4.1.1 Meere: An den Grenzen der Nutzung 351
4.1.2 Wälder: Vergehende Stabilisatoren unserer Umwelt . . 355
4.1.2.1 Die Regenwaldzone: Kurzcharakteristik des trop. Regenwaldes 362
4.1.3 Wüsten: In alarmierender Ausbreitung 364
4.1.4 Grasländer: Reste der Ur-Umwelt des Menschen 371
4.1.5 Äcker: Breschen in den Kreisläufen 376
4.1.6 Städte: Kunstprodukte und ihre Wirkung 394
4.2 Umweltveränderung und weltweite Probleme 394
4.2.1 Industrie- und Entwicklungsländer als geteilte Welt . . 400
4.2.2 Eiweißmangel als Ausdruck fehlgeleiteter Ökosysteme 404
4.3 Lösungsversuche 407
4.3.1 Lebensqualität auf der Grundlage stabiler Umweltbedingungen 409
4.3.2 Schlußgedanken 412
Mathematische Ableitungen von Wachstum und Populationsschwankungen 415
Literatur 420
Sachwortverzeichnis 437