Holdings: Ökologie :: Universität Regensburg

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Title:	Ökologie mit 25 Tabellen
From:	C. R. Townsend ; J. L. Harper ; M. E. Begon
Person:	Townsend, Colin R. 1949- Verfasser aut Harper, John L. Begon, Michael 1925-2009 1951-
Main Authors:	Townsend, Colin R. 1949- (Author), Harper, John L. 1925-2009 (Author), Begon, Michael 1951- (Author)
Format:	Book
Language:	German English
Published:	Berlin [u.a.] Springer 2003
Series:	Springer-Lehrbuch
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Subjects:	Lehrbuch Ökologie Biozönose
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ISBN:	3540006745

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adam_text	Inhaltsverzeichnis Vorwort der Übersetzer zur deutschen Ausgabe. V Vorwort zur 2. englischen Auflage . VII Danksagung. IX Teil I Einführung 1 Ökologie - wie macht man das? . 3 1.1 Einleitung. 5 1.2 Ebenen, Vielfalt und Exaktheit . 9 1.2.1 Die Frage der Ebene. 10 1.2.2 Die Vielfalt ökologischer Beweisführung . 12 1.2.3 Statistik und wissenschaftliche Exaktheit. 14 1.3 Ökologie in der Praxis. 22 1.3.1 Die Europäische Forelle in Neuseeland - Einflüsse auf Individuen, Populationen, Lebensgemeinschaften und Ökosysteme. 23 1.3.2 Sukzessionen auf aufgelassenen Äckern in Minnesota - eine Studie über Zeit und Raum . 31 1.3.3 Hubbard Brook - ein langfristiges Engagement von hochgradiger Bedeutung. 35 1.3.4 Schaden genetisch veränderte Kulturpflanzen der Biodiversität? Eine Modelluntersuchung. 40 Zusammenfassung. 44 Quiz. 46 2 Die Ökologie der Evolution. 49 2.1 Einleitung. 51 2.2 Evolution durch natürliche Selektion. 51 2.3 Evolution innerhalb von Arten. 56 2.3.1 Geographische Variationen innerhalb einer Art. 57 2.3.2 Variation innerhalb einer Art durch vom Menschen erzeugten Selektionsdruck . 66 2.3.3 Adaptive Höhen und spezialisierte Abgründe. 69 2.4 Die Ökologie der Artbildung. 71 2.4.1 Was verstehen wir unter einer „Art"? . 71 2.4.2 Inseln und Artbildung . 73 2.5 Die Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Evolution und Verbreitung von Arten . 17 2.6 Die Auswirkungen der Kontinentaldrift auf die Ökologie der Evolution . 83 XI Inhaltsverzeichnis 2.7 Die Interpretation der Ergebnisse von Evolution: konvergente und parallele Evolution . 85 Zusammenfassung. 89 Quiz. 90 www-Fragen. 91 Teil II Umweltfaktoren und Ressourcen 3 Physikalische Umweltfaktoren und die Verfügbarkeit von Ressourcen. 95 3.1 Einleitung. 97 3.2 Umweltfaktoren . 98 3.2.1 Was meinen wir mit „rauh", „günstig" und „extrem"? . 98 3.2.2 Auswirkungen von Umweltfaktoren . 99 3.2.3 Umweltfaktoren als Stimuli . 102 3.2.4 Auswirkungen von Umweltfaktoren auf Wechselwirkungen zwischen Organismen. 105 3.2.5 Reaktionen seßhafter Organismen . 106 3.2.6 Reaktionen von Tieren auf die Umgebungstemperatur. 107 3.2.7 Mikroorganismen in extremen Lebensräumen . 112 3.3 Ressourcen der Pflanzen . 112 3.3.1 Sonnenstrahlung. 113 3.3.2 Wasser . 114 3.3.3 Mineralische Nährstoffe. 119 3.3.4 Kohlenstoffdioxid. 120 3.4 Tiere und ihre Ressourcen. 120 3.4.1 Bedarf und Bereitstellung von Nahrung. 124 3.4.2 Verteidigung. 127 3.5 Auswirkungen intraspezifischer Konkurrenz um Ressourcen . 130 3.6 Umweltfaktoren, Ressourcen und ökologische Nische . 134 Zusammenfassung. 136 Quiz. 138 4 Umweltfaktoren, Ressourcen und die Lebensgemeinschaften der Erde . 141 4.1 Einleitung. 143 4.2 Großräumige und kleinräumige geographische Muster. 143 4.2.1 Großräumige Klimamuster. 143 4.2.2 Kleinräumige Muster von Umweltbedingungen und Ressourcenverfügbarkeit. 148 4.2.3 Muster von Umweltbedingungen und Ressourcen in aquatischen Lebensräumen. 150 4.3 Zeitliche Muster in Umweltbedingungen und Ressourcenverfügbarkeit - Sukzession. 150 4.4 Terrestrische Biome. 152 4.4.1 Beschreibung und Einteilung der Biome . 153 4.4.2 Tropischer Regenwald. 160 4.4.3 Savanne . 164 4.4.4 Grasland der gemäßigten Breiten. 164 4.4.5 Wüste. 165 4.4.6 Wälder der gemäßigten Breiten .->. . 166 4.4.7 Borealer Nadelwald (Taiga) und sein Übergang zur Tundra . 167 4.5 Aquatische Lebensräume. 168 4.5.1 Ökologie von Wasserläufen . 169 XII Inhaltsverzeichnis 4.5.2 Ökologie der Seen. 175 4.5.3 Ozeane. 177 4.5.4 Küsten . 178 4.5.5 Mündungsbereiche (Ästuare). 182 Zusammenfassung. 182 Quiz. 184 www-Fragen. 185 Teil III Individuen, Populationen, Gemeinschaften und Ökosysteme 5 Geburt, Tod und Wanderbewegungen. 189 5.1 Einleitung. 191 5.1.1 Was ist ein Individuum?. 193 5.1.2 Das Zählen von Individuen, Geburten und Todesfallen . 194 5.2 Lebenszyklen . 197 5.2.1 Lebenszyklen und Fortpflanzung. 197 5.2.2 Annuelle Lebenszyklen . 199 5.2.3 Längere Lebenszyklen. 200 5.3 Quantifizierung von Geburt und Tod: Lebens- und Fruchtbarkeitstafeln. 203 5.3.1 Annuelle Lebenstafeln. 205 5.3.2 Lebenstafeln für Populationen mit überlappenden Generationen. 209 5.3.3 Eine Klassifikation von Überlebenskurven . 211 5.4 Dispersion und Wanderbewegungen . 212 5.4.1 Die Dispersion bestimmt die Abundanz. 214 5.4.2 Die Rolle von Wanderbewegungen . 216 5.5 Die Wirkung von intraspezifischer Konkurrenz auf Populationen . 217 5.5.1 Muster des Populationswachstums. 219 5.6 Verschiedene Life-history-Stntcgicn. 225 Zusammenfassung. 229 Quiz. 231 6 Interspezifische Konkurrenz . 233 6.1 Einleitung. 235 6.2 Ökologische Auswirkungen interspezifischer Konkurrenz . 235 6.2.1 Konkurrenz zwischen Diatomeen um Silikat. 235 6.2.2 Koexistenz und Ausschluß bei konkurrierenden Lachsfischen . 237 6.2.3 Einige grundsätzliche Beobachtungen . 240 6.2.4 Koexistenz und Ausschluß konkurrierender Hummeln . 240 6.2.5 Koexistenz konkurrierender Diatomeen. 242 6.2.6 Koexistenz konkurrierender Nager und Ameisen . 242 6.2.7 Das Konkurrenzausschlußprinzip. 244 6.2.8 Heterogenität der Umwelt . 245 6.3 Evolutionäre Auswirkungen interspezifischer Konkurrenz . 252 6.3.1 Merkmalsverschiebung und Merkmalsfreisetzung bei dem Indischen Mungo. 253 6.3.2 Kanadische Stichlinge . 254 6.4 Interspezifische Konkurrenz und Struktur der Lebensgemeinschaft. 256 XIII Inhaltsverzeichnis 6.4.1 Limitierende Ressourcen und die Regulation der Diversität in Phytoplankton-Lebensgemeinschaften . 256 6.4.2 Hummeln in Colorado . 257 6.4.3 Aggregation verändert die Konkurrenzbeziehungen in Pflanzengesellschaften. 259 6.4.4 Nischendifferenzierung bei Tieren und Pflanzen. 261 6.5 Wie bedeutsam ist interspezifische Konkurrenz tatsächlich?. 263 6.5.1 Die Häufigkeit gegenwärtiger Konkurrenz . 264 6.5.2 Konkurrenz oder reiner Zufall? . 270 Zusammenfassung. 272 Quiz. 274 7 Organismen als Lebensraum . 275 7.1 Einleitung. 277 7.2 Wirte als Habitate . 281 7.2.1 Das Leben auf der Oberfläche eines anderen Organismus. 281 7.2.2 Bewohner von Körperhöhlen. 286 7.2.3 Bewohner von Wirtsgeweben und Zellen. 291 7.3 Wirte als reaktive Habitate . 296 7.3.1 Durch die Bewohner verursachte Änderungen des Wirtswachstums und der Wirtsgestalt. 296 7.3.2 Induzierte Veränderungen im Wirtsverhalten. 298 7.3.3 Immunreaktion und andere Abwehrreaktionen des Wirtes . 299 7.4 Die Verteilung und Regulation von Parasiten und Mutualisten innerhalb von Wirten und in Wirtspopulationen. 301 7.5 Lebenszyklen und Dispersion. 304 7.6 Koevolution . 306 Zusammenfassung. 311 Quiz. 314 8 Prädation, Beweidung und Krankheiten. 315 8.1 Einleitung. 317 8.2 Fitneß und Abundanz der Beute . 319 8.3 Die Feinheiten der Prädation. 322 8.3.1 Interaktionen mit anderen Faktoren . 322 8.3.2 Kompensation und Verteidigung der Beute auf der Ebene des Individuums. 323 8.3.3 Von der individuellen Beute zu Beutepopulationen. 326 8.4 Verhalten der Prädatoren - Suchverhalten und Übertragung. 329 8.4.1 Suchverhalten . 330 8.5 Die Populationsdynamik der Prädation. 337 8.5.1 Die grundlegende Populationsdynamik im Räuber-Beute-Verhältnis: eine Tendenz zum Kreislauf. 338 8.5.2 Räuber-Beute-Kreisläufe in der Praxis. 339 8.5.3 Zyklen und Dynamik von Krankheiten. 346 8.5.4 Übervölkerung. 348 8.5.5 Räuber und Beute in Patches. 350 8.6 Prädation und Struktur von Lebensgemeinschaften. 354 Zusammenfassung. 358 Quiz. 360 XIV Inhaltsverzeichnis 9 Populationsprozesse - das große Bild . 361 9.1 Einleitung. 363 9.2 Vielfaltige Einflußfaktoren auf die Dynamik von Populationen . 364 9.2.1 Fluktuation oder Stabilität. 365 9.2.2 Theorien zur Abundanz von Arten . 366 9.2.3 Schlüsselfaktorenanalyse. 370 9.3 Ausbreitung, Patches und Dynamik von Metapopulationsdynamik . 376 9.4 Zeitliche Muster in der Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften . 382 9.4.1 Gründer-kontrollierte und Dominanz-kontrollierte Lebensgemeinschaften . 382 9.4.2 Sukzession von Lebensgemeinschaften. 386 9.5 Nahrungsnetze . 391 9.5.1 Indirekte und direkte Effekte. 392 9.5.2 Top-down- oder Bottom-up-Kontrolle von Nahrungsnetzen . 394 9.5.3 Stabilität von Lebensgemeinschaften und die Struktur von Nahrungsnetzen . 398 Zusammenfassung. 404 Quiz. 405 10 Muster des Artenreichtums . 407 10.1 Einleitung. 409 10.2 Ein einfaches Modell des Artenreichtums. 412 10.3 Räumlich variierende Faktoren, die den Artenreichtum beeinflussen . 414 10.3.1 Produktivität und Ressourcenreichtum. 414 10.3.2 Prädationsintensität. 418 10.3.3 Räumliche Heterogenität. 419 10.3.4 Extreme Lebensbedingungen. 421 10.4 Zeitlich variierende Faktoren, die den Artenreichtum beeinflussen. 422 10.4.1 Klimavariationen. 423 10.4.2 Störung . 424 10.4.3 Alter des Lebensraums: evolutionsgeschichtliche Zeiträume . 427 10.5 Gradienten des Artenreichtums . 427 10.5.1 Areal und Abgelegenheit des Habitats - Biogeographie von Inseln . 427 10.5.2 Gradienten über die Breitengrade . 433 10.5.3 Gradienten über Höhe und Tiefe. 436 10.5.4 Gradienten im Verlauf der Sukzession von Lebensgemeinschaften. 438 10.6 Muster des Reichtums an Taxa in Fossilrunden. 440 10.7 Bewertung der Muster im Artenreichtum. 442 Zusammenfassung. 444 Quiz. 448 11 Energie- und Stoffflüsse durch Ökosysteme. 451 11.1 Einleitung. 453 11.2 Primärproduktion . 454 11.2.1 Geographische Muster der Primärproduktion. 454 11.2.2 Limitierende Faktoren für die Primärproduktion . 456 11.3 Verwertung der Primärproduktion. 459 11.3.1 Beziehung zwischen Primär- und Sekundärproduktion. 459 11.3.2 Die grundlegende Bedeutung der Effizienz des Energietransfers. 462 XV Inhaltsverzeichnis 11.3.3 Die relative Bedeutung des „Konsumenten"- und „Zersetzersystems". 464 11.4 Zersetzungsprozesse . 465 11.4.1 Die Zersetzer: Bakterien und Pilze. 466 11.4.2 Detritivoren und spezialisierte Mikrobivoren . 466 11.4.3 Konsumption von pflanzlichem Detritus . 468 11.4.4 Konsumption von Fäzes und Aas. 472 11.5 Stoffflüsse durch Ökosysteme . 474 11.5.1 Nährstoffhaushalt terrestrischer Ökosysteme. 476 11.5.2 Nährstoffhaushalt in aquatischen Lebensgemeinschaften. 477 11.6 Globale biogeochemische Kreisläufe. 478 11.6.1 Der hydrologische Kreislauf. 478 11.6.2 Der Phosphorkreislauf. 481 11.6.3 Der Stickstoffkreislauf. 481 11.6.4 Der Schwefelkreislauf . 481 11.6.5 Der Kohlenstoffkreislauf. 482 11.6.6 Menschliche Einflußnahme auf biogeochemische Kreisläufe . 482 Zusammenfassung. 483 Quiz. 484 www-Fragen. 485 Teil IV Angewandte Aspekte in der Ökologie 12 Nachhaltigkeit . 489 12.1 Einleitung. 491 12.2 Das „Bevölkerungsproblem". 494 12.2.1 Einleitung. 494 12.2.2 Das Bevölkerungswachstum bis heute . 494 12.2.3 Vorhersagen . 495 12.2.4 Zwei unvermeidbare Entwicklungen . 497 12.2.5 Wie groß ist die globale Umweltkapazität?. 500 12.3 Die Nutzung natürlich vorkommender, lebender Ressourcen . 502 12.3.1 Fischerei - maximaler Dauerertrag. 502 12.3.2 Maximaler Dauerertrag durch feste Quoten. 504 12.3.3 Maximaler Dauerertrag durch gleichbleibenden Aufwand. 506 12.3.4 Jenseits des maximalen Dauerertrages: Umweltfluktuationen und Populationsstruktur. 507 12.4 Der Anbau von Monokulturen. 509 12.4.1 Degradation und Erosion des Bodens . 512 12.4.2 Die Nachhaltigkeit von Wasser als Ressource . 515 12.5 Schädlingsbekämpfung . 518 12.5.1 Ziele der Schädlingsbekämpfung: ökonomische Schadensschwelle und Bekämpfungsschwelle . 518 12.5.2 Die Probleme mit chemischen Pestiziden - und ihre Vorzüge. 519 12.5.3 Biologische Schädlingsbekämpfung . 522 12.6 Integrierte Anbausysteme . 524 12.7 Die Vorhersage landwirtschaftlich verursachter globaler Umweltveränderungen. 529 Zusammenfassung. 530 Quiz. 532 XVI Inhaltsverzeichnis 13 Umweltverschmutzung. 535 13.1 Einleitung. 537 13.2 Urbane Umweltverschmutzung . 537 13.2.1 Erd- und Feuerbestattung. 537 13.2.2 Fäzes, Urin und andere urbane Abfallstoffe . 538 13.3 Umweltverschmutzung durch Landwirtschaft. 543 13.3.1 Intensive Nutztierhaltung . 544 13.3.2 Nitrat. 545 13.3.3 Pestizide. 547 13.4 Luftverschmutzung . 552 13.4.1 Kohlenstoffdioxid - ein Hauptfaktor der Luftverschmutzung . 553 13.4.2 Der Treibhauseffekt. 556 13.4.3 Saurer Regen . 558 13.4.4 Abnahme der Ozonschicht . 561 13.5 Radioaktive Strahlung. 562 13.6 Bergbau und Gesteinsabbau. 566 13.7 Restaurationsökologie . 569 Zusammenfassung. 571 Quiz. 573 14 Naturschutz . 575 14.1 Einleitung. 577 14.2 Bedrohungen fur das Überleben von Arten . 579 14.2.1 Übernutzung . 583 14.2.2 Habitatzerstörung. 584 14.2.3 Eingeführte Arten. 585 14.2.4 Mögliche genetische Probleme in kleinen Populationen . 586 14.2.5 Welche Risiken gibt es? . 589 14.2.6 Populationsdynamik in kleinen Populationen . 590 14.3 Gefahren für Lebensgemeinschaften. 593 14.4 Angewandter Naturschutz. 597 14.4.1 Artenschutzprogramme. 597 14.4.2 Ex-situ -Artenschutz. 602 14.4.3 Schutzgebiete. 604 14.4.4 Renaturierungsökologie. 606 14.4.5 Zum Schluß: ein therapeutischer Ansatz für den Naturschutz . 608 Zusammenfassung. 609 Quiz. 612 www-Fragen. 612 Literatur . 615 Sachwortverzeichnis. 629 XVII
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