Der biogene Stoffkreislauf in einem Gewässer
Ein stark vereinfachtes Beispiel
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So umfangreich wie die Vielfalt an Pflanzen und Tieren in einem Gewässer ist, so komplex sind auch die biologischen Vorgänge, die nicht nur das Überleben sondern auch die Fortpflanzung jeder Art möglich machen.
Obwohl in den meisten Biotopen sehr viele Arten zusammen leben, stellt  jede doch ihre ganz speziellen Bedingungen an ihre Umwelt, wie z.B. die Größe des Lebensraumes (Biotop), die Temperatur, den Lichteinfluß, die anderen Arten usw.
Wird auch nur eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, dann wird sich diese Lebensgemeinschaft (Biozönose) auf Dauer nicht erhalten können. 

Das ist oftmals nicht leicht zu verstehen, doch das Problem wird sofort erkannt, wenn man etwas übertreibt.

Ein großer Karpfen mit etwa 1 m Länge würde in einem kleinen Teich von 2 m Durchmesser
in einem Tag alle Futtertiere auffressen.  Danach würde er verhungern, in Verwesung übergehen und die relativ kleine Wassermenge in eine stinkende Flüssigkeit verwandeln, in der für einige Zeit den allermeisten Wasserbewohnern jede Überlebensmöglichkeit genommen wäre.

Doch das dauert nicht lange, denn die Natur ist zu Unglaublichem fähig. Bereits bei Beginn der Zersetzung durch Bakterien, die das organische Material zu anorganischem mineralisieren, setzt schon die Selbstreinigung ein, die die Basis der gesamten Gewässerbiologie bildet und als 
BIOGENER STOFFKREISLAUF (SCHWOERBEL, Süßwasserbiologie) bezeichnet werden kann.

Der biogene Stoffkreislauf verläuft in den folgenden drei Stufen:
1. Produktion (Aufbau = Wachstum von Pflanzen und Tieren))
2. Konsumierung (Verzehr der Produktion) 
3. Destruktion (Abbau von toten Organismen und Mineralisierung)

Wie alle biologischen Vorgänge ist auch dieser Stoffkreislauf recht kompliziert mit vielen Zwischenstufen und vielen parallel ablaufenden Funktionen.
Um den gesamten Vorgang des biogenen Stoffkreislaufes möglichst übersichtlich zu machen, beschränken wir uns in unserem stark vereinfachten Beispiel in einem gedachten , sehr kleinen Biotop, auf nur je eine Art in jeder der drei Stufen.
 

1. Produktion - Geisselalgen 2.  Konsum - Wasserflöhe 3. Destruktion - Bakterien

1. Produktion
Als Beispiel-Pflanzen verwenden wir aus dem Phytoplankton mikroskopisch kleine Algen mit je einer Schwimm- und Schleppgeissel. Die meisten planktischen Algen sind, obwohl sie Pflanzen sind, sehr beweglich, manche sind sogar ausgesprochene Schnellschwimmer. 
In jedem Gewässer sind eine Reihe von anorganischen Gasen und Feststoffen gelöst, z. B.
Kohlenstoff, Ammonium, Nitrat, Phosphor und etliche andere als Spurenelemente.
Autotrophe grüne Pflanzen, wie unsere Algen, können mit Hilfe des Lichtes (Photosynthese) diese anorganischen Nährstoffe in Energie umwandeln und organische Materie assimilieren (aufbauen). Sie wachsen und vermehren sich, solange die Nährstoffe reichen und erzeugen dabei den für die Tiere notwendigen Sauerstoff.

2. Konsumierung
Als Konsumenten haben wir Wasserflöhe gewählt, die die Mikroalgen fressen, denn heterotrophe Tiere können die anorganischen Nährstoffe nicht verwerten und sind in der Regel auf die Zufuhr von organischen Nährstoffen angewiesen. 
Ihre Stoffwechselprodukte (Exkremente) sinken als Detritus zu Boden ebenso wie die abgestorbenen Konsumenten.

3. Destruktion
Als Destruenten agieren hier Fäulnisbakterien, die die organischen Überreste zersetzen. 
Der Abbau von organischer Substanz geschieht vorwiegend durch diese Bakterien, die das organische Material mineralisieren und wieder in anorganisches Material umwandeln, wie z.B. in Kohlenstoff.
 

 Sonne

Der biogene Stoffkreislauf
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Der Kreislauf in so einem gedachten, idealisierten geschlossenen System, in dem ein perfektes biologisches bzw. ökologisches Gleichgewicht herrscht, könnte sich rein theoretisch - wie in obiger Animation - unbegrenzt lange fortsetzen.

In natürlichen Gewässern mit ihren Zu- und Abflüssen spielt sich dieser Stoffkreislauf in großen Dimensionen ab.  Vor allem exogene (von außen wirkende) Einflüsse spielen dabei eine bedeutende Rolle. Zusätzliche Nährstoff- aber auch Schadstoffeinträge können jedoch durch den permanenten Wasseraustausch in Grenzen ausgeglichen werden.

Bei künstlichen Kleingewässern, wie z.B. bei  Folienteichen, in denen kein Wasseraustausch stattfindet, und die man deshalb als (halb)-geschlossene Systeme ansehen kann, kann es immer wieder zu  Störungen des ökologoschen Gleichgewichtes kommen. 
Die durch die offene Waseroberfläche einfallenden Nährstoffe aus Regen, Laub, Blütenstaub und Staub aus der Atmosphäre  müssen zusätzlich verarbeitet werden und reichern das Gewässer im Laufe der Zeit mit Nährstoffen und/oder Biomasse an.
Wenn die natürliche Reduzierung dieser zusätzlichen Nährstoffe über die Biomasse, z.B. durch Abwandern von Wasserinsekten und Amphibien nicht mehr ausreicht, muß durch Ernten von höher entwickelten Pflanzen der Entstehung eines Ungleichgewichtes rechtzeitig vorgebeugt werden. 

 


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