Einführung in die Limnologie
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Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
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Einführung in die Limnologie
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Spektrum Akademischer Verlag
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9783827414984
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9
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CHF 27.60
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Naturwissenschaft
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German
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350
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DRM
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PC/MAC/eReader/Tablet
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PDF
"Dieses bewährte Kurzlehrbuch der Süßwasserkunde beschreibt die Systemeigenschaften der Gewässer und schildert die Zusammenhänge zwischen den klimatischen, geologischen und physikalisch-chemischen Faktoren sowie dem Stoffhaushalt und den aquatischen Tier- und Pflanzengemeinschaften. Ein umfangreiches Kapitel ist der angewandten Limnologie und ihren aktuellen Problemen (Abwasserbehandlung, Gewässerbelastung und Gewässertherapie, Flußausbau und Hochwassergefahr, Gewässerversauerung, Ökotoxikologie) gewidmet.
Die 9. Auflage wurde gründlich durchgesehen und aktualisiert. Sie richtet sich wiederum an Studierende der Limnologie, Biologie, Hydrologie, Wasserwirtschaft und Ingenieurwissenschaften sowie an alle diejenigen, für die Kenntnisse der Gewässerkunde von Bedeutung sind, um ökologische Entscheidungen treffen zu können.
Als Ergänzung zu diesem Buch ist von Jürgen Schwoerbel der Band Methoden der Hydrobiologie"" erschienen.
Di Autoren
Jürge Schwoerbel , geb. 1930 in Duisburg. Studium der Zoologie, Botanik, Limnologie und Geologie an den Universitäten Innsbruck und Freiburg. Seit 1971 Professor für Limnologie an der Universität Freiburg, seit 1980 auch an der Universität Konstanz. Begründer und Autor des""Lehrbuchs der Limnologie"" in 8 Auflagen. Herausgeber der""Süßwasserfauna von Mitteleuropa"". Verstorben am 22.11.2002.
Heinz Brendelberger, geb. 1955 in Karlsruhe. Studium der Limnologie, Zoologie, Biochemie und Bodenkunde an den Universitäten Freiburg, Kiel und Köln. Seit 1999 Professor für Limnologie und Zoologie an der Universität Kiel. Forschungsschwerpunkt: Trophische Interaktionen im Plankton und Benthos stehender und fließender Gewässer."
6 Lebensgemeinschaften im Gewässer
(S. 49-50)
6.1 Leben im Süßwasser
Das Leben der Organismen im Süßwasser ist durch die folgenden Bedingungen geprägt:
1. die hohe Dichte des Mediums,
2. die Salzarmut des Mediums,
3. die hohe Lösungsfähigkeit des Wassers für anorganische und organische Stoffe,
4. die Ausbildung vertikaler Faktorengradienten im Gewässer,
5. kurze Existenz der Lebensräume,
6. enge Verbindung zu terrestrischen Lebensräumen.
Zu 1: Die Dichte des Wassers ist 775-mal größer als die der Luft, entsprechend höher ist der Auftrieb der Organismen im Wasser. Wegen des nur wenig höheren spezifischen Gewichtes der Organismen von 1,05 erweist sich dasWasser für sie als ein sehr tragfähiges Milieu. Das hat 2 Konsequenzen:
a) Der gesamte Freiwasserraum eines Gewässers kann von Organismen dauernd besiedelt werden,
b)Stützgewebe und Stützorgane sind als solche unbedeutend und werden in den Dienst der Fortbewegung gestellt.
Die Bewegung imWasser erfordert mehr Energie als in der Luft, weil der hydrodynamische Widerstand mit der Dichte und der Viskosität des Mediums zunimmt. Hierzu vgl. z.B. Nachtigall (1977).
Zu 2: Die Gewebe und Körperflüssigkeiten der Süßwasserorganismen enthalten eine viel höhere Elektrolytkonzentration und eine andere Elektrolytzusammensetzung als das Süßwasser.
Da sie stets hypertonisch gegenüber dem Medium sind (Abb. 6.1) und die Elektrolytzusammensetzung immer beibehalten, sind sie zur Osmoregulation (Regulation des Wasserhaushaltes) und zur Ionenregulation (Regulation der Ionenzusammensetzung im Körper) befähigt. Folgende Leistungen der Süßwassertiere sind dabei wichtig:
a) Ausscheidung großer Mengen salzarmen Urins und renale Resorption der Elektrolyte.
b)Verminderung des Wassereinstroms durch wasserundurchlässige Membranen (z.B. Insekten, vgl. S. 28).
c) Selektive Aufnahme von Elektrolyten aus dem Wasser entgegen dem Konzentrationsgefälle über „Chloridzellen"" (Komnick 1977).
d)Gewinnung der Salze teilweise aus der Nahrung.
Zu 3: Die umfassende Fähigkeit des Wassers zur Lösung von Gasen und Feststoffen führt im Zusammenhang mit Wasserströmungen zur Verteilung von Nährstoffen, Sauerstoff etc. im Gewässer und zur Ausbildung von Stoffgradienten (vgl. Kap. 7). Pflanzen und Mikroorganismen können gelöste Stoffe über die gesamte Körperoberfläche aufnehmen. Die von Organismen abgegebenen organischen und anorganischen Substanzen werden wegen ihrer Löslichkeit im Wasser sofort wieder in den Stoffumsatz einbezogen. Das gilt auch für jene Substanzen, die aus toten Organismen durch Autolyse und mikrobiellen Abbau freigesetzt werden (vgl. Abschnitt 8.4). Hierbei spielen freie und gebundene Exoenzyme eine bedeutende Rolle (Overbeck und Chr´ost 1990, Chr´ost 1991).
Alarm-, Lock-, Duft- und andere fernwirkende Stoffe (Ökomone) spielen auch im Gewässer eine bedeutende Rolle. Zusammenfassende Übersichten liegen von Larsson und Dodson (1993) für das Zooplankton, von Dodson et al. (1994) für das Zoobenthos der Seen und Fließgewässer vor (vgl. Abb. 6.2). Die Pheromone wirken intraspezifisch in erster Linie auf Artgenossen. Hierher gehören die Sexuallockstoffe, die natürlich besonders streng spezifisch sind. Bei Cladoceren, Copepoden und Rotifera sind offenbar Glycoproteine paarungsauslösend (Snell und Carmona 1994, Carmona und Snell 1995). Die „Schreckstoffe"" (Alarm-Pheromone) der schwarmbildenden Cypriniden (Weißfische, z.B. Elritzen) führen bei Artgenossen zu charakteristischen Verhaltensweisen, die den Schwarm vor einem Fressfeind warnen und schützen. Die Stoffe sind in „Riesenzellen"" der Epidermis der Fische gespeichert und gelangen bei einer Bissverletzung sofort ins Wasser. Die Schwarmgenossen werden dadurch alarmiert und fügen sich (im Licht) zu einem kompakten Schwarm zusammen oder (im Dunkeln) fliehen einzeln."
Vorwort
6
Inhalt
8
1 Stellung der Limnologie im System der Naturwissenschaften
10
2 Geschichtliche Entwicklung der Limnologie
13
3 Wasserkreislauf, Einteilung, Alter und Genese der Binnengewässer
18
4 Struktur und physikalische Eigenschaften des Wassers
35
4.1 Eigenschaften des Wassers
35
4.2 Wassermolekül und Aggregatbildung
35
4.3 Dichte und Dichteanomalie des Wassers
36
4.4 Adhäsion und Kohäsion
38
4.5 Oberflächenspannung
39
4.6 Viskosität und kinematische Zähigkeit
39
4.7 Wärmeeigenschaften des Wassers
40
4.8 Dielektrizitätskonstante
41
5 Physikalische Verhältnisse im Gewässer
42
5.1 Das Strahlungsklima im Gewässer
42
5.2 Wärmehaushalt der Gewässer
46
5.2.1 Wärmehaushalt der Seen
46
5.2.2 Wärmehaushalt der Fließgewässer
50
5.3 Wasserbewegung und Austausch in Gewässern
52
6 Lebensgemeinschaften im Gewässer
59
6.1 Leben im Süßwasser
59
6.2 Gliederung und Lebensgemeinschaft der Seen
63
6.2.1 Das Pelagial
64
6.2.2 Das Litoral
74
6.2.3 Neuston und Pleuston
79
6.2.4 Das Profundal
80
6.3 Moore
83
6.4 Phytotelmen
85
6.5 Fließgewässer
86
6.6 Temporäre Gewässer
96
6.7 Grundwasser
102
7 Stoffhaushalt der Gewässer I
110
7.1 Einführung
110
7.2 Die im Wasser gelösten Gase und Feststoffe
111
7.3 Die im Wasser gelösten Gase
112
7.3.1 Löslichkeit der Gase im Wasser
112
7.3.2 Sauerstoffgehalt und Sauerstoffhaushalt der Gewässer
113
7.3.3 Kohlendioxid, Kohlensäure und Karbonate
117
7.3.4 Methan und Schwefelwasserstoff
120
7.3.5 Stickstoff
120
7.4 Im Wasser gelöste Feststoffe
121
7.4.1 Löslichkeit fester Stoffe im Wasser
121
7.4.2 Verbindungen des Stickstoffs
122
7.4.3 Verbindungen des Phosphors
123
7.4.4 Verbindungen des Schwefels
125
7.4.5 Eisen und Mangan
127
7.4.6 Silicium (Kieselsäure)
128
7.5 Organische gelöste Stoffe im Gewässer (DOM, DOC)
128
7.6 Sediment und Stoffhaushalt
131
7.7 Stoffhaushalt der Fließgewässer
133
8 Stoffhaushalt der Gewässer II (Produktion, Konsumption, Destruktion)
136
8.1 Übersicht
136
8.2 Produktion (Primärproduktion)
137
