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Einflüsse des Menschen auf seine Umwelt - Oberstufe

Stoffkreisläufe, Treibhauseffekt und Umweltschutz: Wie der Mensch die Umwelt verändert

Einflüsse des Menschen auf seine Umwelt

Mensch und Natur

Rote Liste, Umweltverschmutzung, Treibhauseffekt und Erderwärmung: Diese Schlagworte hast du bestimmt schon einmal gehört. Doch was verbirgt sich genau dahinter? Der Mensch nutzt und verändert die Umwelt heutzutage auf vielerlei Art und Weise: Er rodet Wälder um Ackerflächen zu erhalten und die Nutztierhaltung erfordert große Flächen zur Futtermittelproduktion. Wälder werden bewirtschaftet oder zu Erholungszwecken genutzt. Auch der Abbau fossiler Brennstoffe sowie deren Verbrennung verändert die Umwelt. Diese intensive Nutzung der Natur bringt zahlreiche Probleme mit sich: Die Artenvielfalt geht zurück. Durch die Zerstörung von Lebensräumen, Umweltverschmutzung oder die illegalen Handel sind viele Arten vom Aussterben bedroht und stehen auf der Roten Liste. Umweltschutzmaßnahmen sollen dieser Entwicklung entgegenwirken.

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Stickstoffkreislauf und Düngemittel

In einem Ökosystem existieren verschiedene Stoffkreisläufe. Der Stickstoffkreislauf betrachtet den Weg der Stickstoffverbindungen in einem Ökosystem. Das Element Stickstoff befindet sich in gasförmiger Form in der Atmosphäre. Bestimmte Bakterien können diesen Stickstoff binden und durch den Prozess der Nitrifikation zu Ammoniak, Nitrit und Nitrat umwandeln. Das Nitrat kann nun von Pflanzen aufgenommen werden. Einige Pflanzen bilden auch Symbiosen mit Knöllchenbakterien, die ebenfalls den Stickstoff aus der Atmosphäre binden und für die Pflanzen nutzbar machen können. Diese Pflanzen dienen nun auch als Nahrung für Tiere (Konsumenten 1. und 2. Ordnung). Aus Exkrementen oder abgestorbenen Tieren und Pflanzen gelangen die Stickstoffverbindungen wieder in den Boden. Durch Bakterien können sie abgebaut werden und der Stickstoff gelangt wieder in die Atmosphäre. In der Landwirtschaft werden Stickstoffverbindungen als Düngemittel für Pflanzen verwendet. Das übermäßige Ausbringen von Gülle oder Kunstdünger kann allerdings zur Folge haben, dass Nitrat in Gewässer oder ins Grundwasser gelangt. Eine Nitratbelastung des Trinkwassers könnte die Folge sein.

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Sauerstoffkreislauf

Auch der Sauerstoffkreislauf zeigt, wie stark die Lebewesen eines Ökosystems vernetzt sind. Pflanzen stellen mit Hilfe von Wasser, Kohlenstoffdioxid und Sonnenenergie beim Prozess der Fotosynthese energiereiche Glucose her. Dabei gibt die Pflanze als Abfallprodukt Sauerstoff in die Atmosphäre ab. Menschen und Tiere atmen diesen Sauerstoff ein. Die Sauerstoffmoleküle gelangen in die Lunge und werden im Blut zu den Zellen transportiert, wo die Zellatmung stattfindet. In den Mitochondrien wird aus Glucose Energie gewonnen. Hierfür werden die Sauerstoffmoleküle benötigt. Die Abfallprodukte dieses Atmungsprozesses sind Kohlenstoffdioxid und Wasser. Sie werden vom Körper ausgeschieden und somit wieder dem Stoffkreislauf zugänglich gemacht.

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Kohlenstoffkreislauf und Treibhauseffekt

Betrachtet man den Kohlenstoffkreislauf, so erkennt man, dass Pflanzen bei der Fotosynthese Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre entnehmen. Dem gegenüber steht die Atmung der Pflanzen und Tiere. Dieser Vorgang setzt wieder Kohlenstoffdioxid frei. Auch bei Abbauprozessen durch Destruenten wird Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre abgegeben, was nun wieder von den grünen Pflanzen zur Fotosynthese verwendet werden kann.

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Der Mensch greift durch die Nutzung fossiler Brennstoffe wie Öl oder Kohle in diesen Stoffkreislauf ein. Bei der Verbrennung von Öl oder Kohle werden große Mengen Kohlenstoffdioxid freigesetzt, so dass der Stoffkreislauf nicht mehr im Gleichgewicht ist und die Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre steigt. Dies führt zu dem so genannten Treibhauseffekt. Doch wo liegt das Problem? Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre die Erde eiskalt und unbewohnbar. So genannte Treibhausgase wie Wasserdampf, Methan und Kohlenstoffdioxid wirken in der Atmosphäre wie das Glasdach eines Treibhauses: Energiereiche Sonnenstrahlung gelangt auf die Erde und erwärmt sie. Ein Teil der Wärmestrahlung wird wieder ins Weltall abgegeben, der Rest wird an der Atmosphäre reflektiert und gelangt wieder zurück zur Erde und sorgt dort für weitere Erwärmung.

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Durch die massive Freisetzung von Treibhausgasen seit der industriellen Revolution wird dieser Effekt allerdings vom Menschen verstärkt, so dass die Temperatur auf der Erde übermäßig ansteigt. Die Folgen der Erderwärmung sind z.B. Klimaveränderungen, Wetterextreme, die Ausbreitung von Wüsten und das Schmelzen der Eismassen an Nord- und Südpol. Durch Klimaschutzmaßnahmen soll auf diese Entwicklungen Einfluss genommen werden.