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Energiefluss im Ökosystem 04:59 min

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Transkript Energiefluss im Ökosystem

Hallo! Mein Name ist Steffi. In diesem Film erkläre ich Dir den Energiefluss im Ökosystem. Auch der Begriff der Biomasse wird Dir erklärt. Wenn wir ein Ökosystem betrachten, dann gibt es neben den Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufen auch einen Energiefluss. Um Dir diesen erklären zu können, schauen wir uns die verschiedenen Ernährungsstufen einer Nahrungskette an. Das funktioniert am besten in Form einer Pyramide. Daher spricht man, in diesem Zusammenhang, auch häufig von einer „Nahrungspyramide“ oder „Biomassepyramide“. Sie besteht aus einzelnen Nahrungsebenen, die gebildet werden durch Produzenten und Konsumenten. Aber aufgepasst: Um eine Nahrungspyramide aufzustellen, muss zunächst die Biomasse in jeder einzelnen Nahrungsebene ermittelt werden. Was ist nun die Biomasse? Unter der Biomasse versteht man jeweils die gesamte Masse der Lebewesen in einer Nahrungsebene. Sie wird in Maßeinheiten angegeben. Diese beziehen sich zum Beispiel auf eine Fläche. Dann lautet die Einheit: Kilogramm je Quadratmeter. So, nun kennst Du den Begriff der Biomasse. Dann zurück zu unserer Nahrungspyramide. Die größte Biomasse haben die Produzenten, also die Pflanzen. Die nächste Stufe ist die der Konsumenten erster Ordnung, also der Pflanzenfresser. Dazu zählen zum Beispiel Hasen, Eichhörnchen oder auch Mäuse. Hier siehst Du schon, an der Größe der Stufe, dass ihre Biomasse kleiner ist als die der Produzenten. Die nächste Stufe ist die der Konsumenten zweiter Ordnung, also der Fleischfresser. Hierzu zählen zum Beispiel die Ringelnatter oder der Marder. Auch ihre Biomasse ist wieder sehr viel kleiner. Die dritte Stufe bilden die Endkonsumenten, auch Fleischfresser. Hierzu zählt zum Beispiel der Uhu. Diese Stufe ist sehr viel kleiner als die anderen Stufen. Hier ist also die geringste Biomasse vorhanden. Du kannst also schon sehen, dass, je höher wir in der Nahrungspyramide kommen, die Biomasse und die Energie abnimmt. Aber warum nimmt die Biomasse innerhalb der Nahrungspyramide ab? Das erläutere ich Dir nun. Betrachten wir nochmals unsere Nahrungspyramide. Die Energie des Sonnenlichts wird von den Produzenten, unseren Pflanzen, in chemisch gebundene Energie umgewandelt. Von den 100% Energie gehen 90% verloren, in Form von Atmung und durch tote organische Substanz, zum Beispiel der Blattfall. Bedeutet, die Konsumenten erster Ordnung haben nur noch circa 10% der Energie zur Verfügung. Auch hier geht wieder ein Teil verloren, etwa 9%, durch Atmung und Ausscheidungen. Dem Konsumenten zweiter Ordnung stehen nur noch circa 1% zur Verfügung. Und auch hier gehen wieder 0,9% verloren, durch Atmung und Ausscheidungen. Beim Endverbraucher sind lediglich noch circa 0,1% vorhanden. Und auch hier haben wir wieder die gleichen Verluste. Daraus können wir erkennen, dass von Nahrungsebene zu Nahrungsebene die verfügbare Biomasse und damit die darin gebundene Energie abnimmt! Du siehst also: In einem Ökosystem gibt es keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss. Tschüss und bis bald!

6 Kommentare
  1. was habt ihr ist doch gut besser als Garnichts, also seit froh das jemand so etwas macht!

    danke

    Von Roman Ionkin, vor fast 4 Jahren
  2. danke war hilfreich!:)

    Von Sjaiboy, vor mehr als 4 Jahren
  3. Ja da hast du Recht, Produzenten, Konsumenten und Destruenten bilden einen ökologischen Kreislauf. Ob man den Energietransfer nun als Kreislauf oder Fluss bezeichnet ist vielleicht auch eher philosophisch als fachlich. Auf jeden Fall wird von außen immer wieder neu Energie eingetragen und nicht immer in gleichen Maßen umgesetzt, sondern kann verschieden Wege eingehen. Ein 100%iger Kreislauf ist es also nicht.

    Von Marcel Schenke, vor fast 5 Jahren
  4. warum ein Energiefluss und kein Kreislauf ? meines Erachtens bilden die Produzenten und Konsumenten mit den Destruenten einen Kreislauf, oder nicht ?

    Von Muth95philmon, vor fast 5 Jahren
  5. Was ein müll
    Und kannst du bitte mal no ra ma al spr ech en

    Von Susanne Honnef, vor fast 5 Jahren
  1. Sinnlooos

    Von Liesegang26, vor mehr als 5 Jahren
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Energiefluss im Ökosystem Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Energiefluss im Ökosystem kannst du es wiederholen und üben.

  • Definiere den Begriff Biomasse.

    Tipps

    Nicht nur die Masse der einzelnen Nahrungsebenen wird als Biomasse bezeichnet, sondern auch die Gesamtmasse eines Ökosystems.

    Die Biomasse wird in Gramm ($g$) bzw. Kilogramm ($kg$) Frisch- oder Trockengewicht pro $m^2$ (Oberfläche) oder $m^3$ (Volumen) angegeben.

    Lösung

    Die Biomasse ist die Gesamtmasse aller Lebewesen in einem Ökosystem. Die Biomasse kann auch für jede einzelne Nahrungsebene ermittelt und angegeben werden.
    Die Einheit der Biomasse bezieht sich auf das Gewicht in Abhängigkeit zur Fläche bzw. zum Volumen. Daraus ergeben sich folgende Möglichkeiten:
    $\frac{g}{m^2}$ bzw. $\frac{kg}{m^2}$ für eine Fläche oder $\frac{g}{m^3}$ bzw. $\frac{kg}{m^3}$ für ein Volumen.

  • Stelle dar, dass im Energiefluss eines Ökosystems Energie „verloren“ geht.

    Tipps

    Nur die Produzenten sind in der Lage, die Sonnenenergie in chemische Energie umzuwandeln und sie so für die Konsumenten und Destruenten nutzbar zu machen.
    Den Produzenten steht also 100 % der Energie zur Verfügung.

    Die Form der Pyramide weist schon darauf hin: Je weiter man nach oben steigt, desto geringer wird der Anteil an der Biomasse bzw. der Energie. Warum?
    In Form von Ausscheidungen und totem organischen Material wie Laub (graue Pfeile), aber vor allem durch Umwandlung in Wärme (orangefarbene Pfeile), geht Biomasse (und Energie) verloren.

    Lösung

    Hier siehst du die Biomasse-, Energie- bzw. Nahrungspyramide des Ökosystems Wald. Du kannst gut erkennen, dass von einer Nahrungsebene zur nächsten Biomasse und Energie verloren gehen – letztere durch Atmungsprozesse oder als tote organische Substanz (Laub, Ausscheidungen).

    Bei den Produzenten wird 100 % der Sonnenenergie in chemische Energie umgewandelt und dadurch für die anderen Nahrungsebenen nutzbar gemacht. Allerdings stehen der nächsten Stufe (Primärkonsumenten) von den 100 % nur etwa 10 % zur Verfügung, da 90 % aufgrund von Atmung und in Form von Ausscheidungen verloren gehen.

    Du kannst dir merken, dass die nächsthöhere Nahrungsebene nur etwa 10 % der Energie für sich nutzen kann und in jeder Nahrungsebene 90 % verloren gehen.

  • Beschrifte die dargestellte Biomassepyramide.

    Tipps

    Produzenten sind Pflanzen. Sie nutzen die Lichtenergie und wandeln sie über den Prozess der Fotosynthese in chemische Energie um.

    Die Pflanzenfresser werden auch Primärkonsumenten genannt.

    Lösung

    Eine Nahrungs- oder Biomassepyramide hat in nahezu jedem Ökosystem einen ähnlichen Aufbau. Die Grundlage bilden die Produzenten, welche mit Abstand die höchste Biomasse aufweisen. Darüber stehen die Pflanzenfresser. Ihre Biomasse ist geringer. Noch geringer sind die Biomassen der Fleischfresser, also der Konsumenten zweiter Ordnung bis hin zu den Endkonsumenten.
    Es zeigt sich also, dass die Biomasse von einem Glied der Nahrungskette zum nächsten abnimmt, da ein großer Teil der aufgenommenen Nahrung durch Atmung u. ä. verbraucht wird.

  • Begründe, weshalb sich Schadstoffe von einer Nahrungsebene zur nächsten anreichern.

    Tipps

    Hier siehst du zur Erinnerung noch einmal die Biomassepyramide des Ökosystems Wald. Du kannst gut erkennen, dass die Biomasse von Nahrungsebene zu Nahrungsebene abnimmt.

    Lösung

    Schadstoffe reichern sich von einer Nahrungsebene zur nächsten an, sie sind also immer konzentrierter. Das liegt daran, dass sie im Verhältnis zur Biomasse immer weiter zunehmen.

    Das möchte ich dir an einem Zahlenbeispiel verdeutlichen:
    Die Biomasse der Produzenten (100 %) ist zu 1 % mit Schadstoffen belastet. Von den 100 % der Biomasse gelangen lediglich 10 % in die nächste Nahrungsebene, die der Primärkonsumenten. Wo das Verhältnis bei den Produzenten noch 1:100 war (Schadstoffe : Biomasse), beträgt sie bei den Primärkonsumenten schon 1:10. Beim Übergang zur nächsten Nahrungsebene haben sich die Schadstoffe im Verhältnis 1:1 angereichert.
    Dieses Zahlenbeispiel zeigt in erschreckendem Maße, wie sehr sich Schadstoffe innerhalb der Nahrungskette auswirken. Das Problem bei Schadstoffen ist, dass sie sich in Geweben einlagern und nicht oder nur sehr langsam abgebaut werden. Wird das Lebewesen vor dem Abbau gefressen, reichern sich die Schadstoffe beim Räuber weiter an und so weiter.

  • Erkläre, was unter Energie zu verstehen ist und gib Beispiele für Energieumwandlungen in Lebewesen.

    Tipps

    Wird eine Energieform in eine andere umgewandelt, entsteht dabei zum erheblichen Teil Wärme. Da dieser Teil der Energie nicht in andere Energieformen umgewandelt werden kann, ist sie für das Lebewesen „verloren“.

    Lösung

    Energie beschreibt die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Energie kann nicht erzeugt und auch nicht vernichtet werden, sondern nur von einer Energieform in eine andere umgewandelt werden. Dies geschieht beispielsweise bei der Fotosynthese, wo Strahlungsenergie in chemischer Energie gebunden wird. Allerdings wird ein großer Teil der Energie bei der Umwandlung auch in Wärme umgewandelt. Diese ist für den Organismus „verloren“, da sie nicht wieder in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Aufgrund dessen gibt es keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss. Dieser lässt sich in einer Energiepyramide darstellen. Hier zeigt sich auch, dass Energie nicht nur durch Wärme „verloren“ geht, sondern auch durch Atmung oder Ausscheidungen.

  • Begründe, warum es im Ökosystem keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss gibt.

    Tipps

    Ein Großteil der Energie einer Nahrungsebene geht durch Atmungsprozesse oder Umwandlung in Wärme „verloren“.

    Der Energiefluss eines Ökosystems verkleinert sich von Nahrungsebene zu Nahrungsebene um den Faktor 10.

    Lösung

    Die Sonnenenergie ist für den Energiefluss zwingend erforderlich. Das liegt daran, dass in jeder Nahrungsebene Energie in andere Energie umgewandelt wird, welche dem Energiesystem nicht mehr zur Verfügung steht. Betrachtet man den Energiefluss eines Ökosystems, so ist festzustellen, dass sich dieser von Nahrungsebene zu Nahrungsebene um den Faktor 10 verkleinert. Das bedeutet, dass immer 90 % der Energie beim Übergang in die nächsthöhere Ebene „verloren“ geht: das meiste in Wärme und durch Atmung (orange Pfeile) oder durch Ausscheidungen als totes Material (graue Pfeile).