Guinguette Marais Poitevin

Estuare: Wo der Ozean auf Süßwasser trifft

Estuare sind Biome, die dort auftreten, wo eine Süßwasserquelle, wie z. B. ein Fluss, auf den Ozean trifft. Daher befinden sich sowohl Süß- als auch Salzwasser in der gleichen Umgebung; durch die Vermischung entsteht ein verdünntes (brackiges) Salzwasser. Ästuare bilden geschützte Bereiche, in denen viele der jungen Nachkommen von Krebstieren, Weichtieren und Fischen ihr Leben beginnen, was auch wichtige Brutstätten für andere Tiere schafft. Der Salzgehalt ist ein sehr wichtiger Faktor, der die Organismen und die Anpassungen der Organismen in Ästuaren beeinflusst. Der Salzgehalt von Ästuaren variiert beträchtlich und basiert auf der Durchflussrate ihrer Süßwasserquellen, die von den saisonalen Regenfällen abhängen kann. Ein- oder zweimal am Tag bringen die Gezeiten Salzwasser in das Ästuar. Niedrigere Gezeiten, die in der gleichen Häufigkeit auftreten, kehren den Salzwasserstrom um.

Die kurzfristige und schnelle Veränderung des Salzgehalts durch die Vermischung von Süß- und Salzwasser ist eine schwierige physiologische Herausforderung für die Pflanzen und Tiere, die Ästuare bewohnen. Viele Pflanzenarten im Ästuar sind Halophyten: Pflanzen, die salzige Bedingungen tolerieren können. Halophytische Pflanzen sind daran angepasst, mit dem Salzgehalt umzugehen, der durch Salzwasser auf ihren Wurzeln oder durch die Gischt des Meeres entsteht. Bei einigen Halophyten entfernen Filter in den Wurzeln das Salz aus dem Wasser, das die Pflanze aufnimmt. Andere Pflanzen sind in der Lage, Sauerstoff in ihre Wurzeln zu pumpen. Tiere, wie z. B. Miesmuscheln und Venusmuscheln (Stamm Mollusca), haben Verhaltensanpassungen entwickelt, die viel Energie aufwenden, um in dieser sich schnell verändernden Umgebung zu funktionieren. Wenn diese Tiere einem niedrigen Salzgehalt ausgesetzt sind, stellen sie die Nahrungsaufnahme ein, schließen ihre Schalen und schalten von der aeroben Atmung (bei der sie mit Hilfe der Kiemen Sauerstoff aus dem Wasser entfernen) auf die anaerobe Atmung um (ein Prozess, der keinen Sauerstoff benötigt und im Zytoplasma der Zellen des Tieres stattfindet). Wenn die Flut in die Flussmündung zurückkehrt, steigen der Salzgehalt und der Sauerstoffgehalt des Wassers, und diese Tiere öffnen ihre Schalen, beginnen zu fressen und kehren zur aeroben Atmung zurück.

Freizeitbiome

Freizeitbiome umfassen Seen und Teiche (stehendes Wasser) sowie Flüsse und Bäche (fließendes Wasser). Sie umfassen auch Feuchtgebiete. Der Mensch ist auf Süßwasserbiome angewiesen, um aquatische Ressourcen für Trinkwasser, die Bewässerung von Pflanzen, die Abwasserentsorgung und die Industrie bereitzustellen. Diese verschiedenen Funktionen und der menschliche Nutzen werden als Ökosystemdienstleistungen bezeichnet. Seen und Teiche befinden sich in terrestrischen Landschaften und sind daher mit abiotischen und biotischen Faktoren verbunden, die diese terrestrischen Biome beeinflussen.

Seen und Teiche

Seen und Teiche können eine Fläche von wenigen Quadratmetern bis zu Tausenden von Quadratkilometern haben. Die Temperatur ist ein wichtiger abiotischer Faktor, der die Lebewesen in Seen und Teichen beeinflusst. Im Sommer kommt es zur thermischen Schichtung von Seen und Teichen, wenn die obere Wasserschicht von der Sonne erwärmt wird und sich nicht mit dem tieferen, kühleren Wasser vermischt. Licht kann in die photische Zone des Sees oder Teiches eindringen. Hier befindet sich das Phytoplankton (Algen und Cyanobakterien), das Photosynthese betreibt und die Basis des Nahrungsnetzes von Seen und Teichen bildet. Zooplankton, wie Rädertierchen und kleine Krebstiere, verzehren dieses Phytoplankton. Am Grund von Seen und Teichen zersetzen Bakterien in der aphotischen Zone tote Organismen, die zu Boden sinken.

Abbildung 1. Das unkontrollierte Wachstum von Algen in diesem See hat zu einer Algenblüte geführt. (credit: Jeremy Nettleton)

Stickstoff und Phosphor sind wichtige limitierende Nährstoffe in Seen und Teichen. Aus diesem Grund sind sie entscheidende Faktoren für die Menge des Phytoplanktonwachstums in Seen und Teichen. Wenn es einen großen Eintrag von Stickstoff und Phosphor gibt (z. B. aus Abwässern und Abfluss von gedüngten Rasenflächen und landwirtschaftlichen Betrieben), steigt das Algenwachstum sprunghaft an, was zu einer großen Ansammlung von Algen führt, die als Algenblüte bezeichnet wird. Algenblüten (Abbildung 1) können so groß werden, dass sie die Lichtdurchdringung im Wasser reduzieren. Infolgedessen wird der See oder Teich aphotisch und photosynthetische Pflanzen können nicht überleben. Wenn die Algen absterben und sich zersetzen, kommt es zu einer starken Sauerstoffverarmung des Wassers. Fische und andere Organismen, die Sauerstoff benötigen, sterben dann mit größerer Wahrscheinlichkeit, und die daraus resultierenden toten Zonen finden sich überall auf der Welt. Der Eriesee und der Golf von Mexiko sind Süßwasser- und Meereslebensräume, in denen die Phosphorkontrolle und der Abfluss von Regenwasser eine große Herausforderung für die Umwelt darstellen.

Flüsse und Ströme

Flüsse und Ströme sind kontinuierlich fließende Gewässer, die große Wassermengen von der Quelle oder dem Oberlauf zu einem See oder Meer transportieren. Zu den größten Flüssen gehören der Nil in Afrika, der Amazonas in Südamerika und der Mississippi in Nordamerika.

Die biotischen Eigenschaften von Flüssen und Bächen variieren entlang der Länge des Flusses oder Baches. Bäche beginnen an einem Ursprungspunkt, der als Quellwasser bezeichnet wird. Das Quellwasser ist normalerweise kalt, nährstoffarm und klar. Das Gerinne (die Breite des Flusses oder Baches) ist schmaler als an jeder anderen Stelle entlang der Länge des Flusses oder Baches. Deshalb ist die Strömung hier oft schneller als an jeder anderen Stelle des Flusses oder Baches.

Das schnell fließende Wasser führt dazu, dass sich am Grund des Flusses oder Baches nur wenig Schlamm ansammelt; deshalb ist das Wasser klar. Die Photosynthese wird hier vor allem von Algen betrieben, die auf Steinen wachsen; die schnelle Strömung hemmt das Wachstum von Phytoplankton. Ein zusätzlicher Energieeintrag kann von Blättern oder anderem organischen Material kommen, das von Bäumen und anderen Pflanzen, die das Wasser säumen, in den Fluss oder Bach fällt. Wenn sich die Blätter zersetzen, werden das organische Material und die Nährstoffe in den Blättern dem Wasser wieder zugeführt. Pflanzen und Tiere haben sich an dieses schnell fließende Wasser angepasst. Blutegel (Stamm Annelida) zum Beispiel haben längliche Körper und Saugnäpfe an beiden Enden. Diese Saugnäpfe heften sich an das Substrat und halten den Egel an Ort und Stelle verankert. Süßwasserforellenarten (Stamm Chordata) sind ein wichtiger Räuber in diesen schnell fließenden Flüssen und Bächen.

Wenn der Fluss oder Bach von der Quelle wegfließt, verbreitert sich die Breite des Gerinnes allmählich und die Strömung wird langsamer. Dieses langsam fließende Wasser, das durch die Abnahme des Gefälles und die Zunahme des Volumens bei der Vereinigung von Nebenflüssen verursacht wird, weist mehr Sedimentation auf. Auch Phytoplankton kann in langsam fließendem Wasser suspendiert werden. Daher ist das Wasser nicht so klar wie in der Nähe der Quelle. Außerdem ist das Wasser wärmer. Würmer (Stamm Annelida) und Insekten (Stamm Arthropoda) können gefunden werden, die sich in den Schlamm eingraben. Zu den räuberischen Wirbeltieren höherer Ordnung (Stamm Chordata) gehören Wasservögel, Frösche und Fische. Diese Raubtiere müssen in diesen sich langsam bewegenden, manchmal trüben Gewässern Nahrung finden, und im Gegensatz zu den Forellen in den Gewässern an der Quelle sind diese Wirbeltiere nicht in der Lage, das Sehvermögen als primären Sinn zur Nahrungssuche einzusetzen. Stattdessen nutzen sie eher den Geschmack oder chemische Hinweise, um Beute zu finden.

Feuchtgebiete

Feuchtgebiete sind Umgebungen, in denen der Boden entweder permanent oder periodisch mit Wasser gesättigt ist. Feuchtgebiete unterscheiden sich von Seen, weil Feuchtgebiete flache Gewässer sind, während Seen in der Tiefe variieren. Emergente Vegetation besteht aus Feuchtgebietspflanzen, die im Boden verwurzelt sind, aber Teile der Blätter, Stängel und Blüten haben, die über die Wasseroberfläche hinausragen. Es gibt verschiedene Arten von Feuchtgebieten, darunter Sümpfe, Moore, Watten und Salzwiesen (Abbildung 2). Die drei gemeinsamen Merkmale dieser Typen – die sie zu Feuchtgebieten machen – sind ihre Hydrologie, hydrophytische Vegetation und hydrische Böden.

Abbildung 2. Der Everglades-Nationalpark im Süden Floridas besteht aus einer Vielzahl von Feuchtgebieten, darunter Sägegrassümpfe, Zypressensümpfe und Mangrovenwälder im Mündungsbereich. Hier spaziert ein Silberreiher zwischen Zypressen. (credit: NPS)

Süßwassersümpfe und Sümpfe zeichnen sich durch einen langsamen und stetigen Wasserfluss aus. Sümpfe entstehen in Senken, in denen der Wasserfluss gering oder nicht vorhanden ist. Moore entstehen in der Regel dort, wo ein lehmiger Boden mit schlechter Versickerung vorhanden ist. Perkolation ist die Bewegung von Wasser durch die Poren im Boden oder Gestein. Das Wasser in einem Moor ist stagnierend und sauerstoffarm, weil der Sauerstoff, der bei der Zersetzung von organischem Material verbraucht wird, nicht ersetzt wird. Da der Sauerstoff im Wasser aufgebraucht ist, verlangsamt sich die Zersetzung. Dies führt dazu, dass sich organische und andere Säuren bilden und der pH-Wert des Wassers sinkt. Bei einem niedrigeren pH-Wert ist Stickstoff für Pflanzen nicht mehr verfügbar. Dies stellt eine Herausforderung für Pflanzen dar, da Stickstoff eine wichtige limitierende Ressource ist. Einige Arten von Moorpflanzen (z. B. Sonnentau, Kannenpflanzen und Venusfliegenfallen) fangen Insekten und extrahieren den Stickstoff aus deren Körpern. Moore haben eine niedrige Nettoprimärproduktivität, weil das Wasser in Mooren einen niedrigen Stickstoff- und Sauerstoffgehalt hat.

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