Stoffkreisläufe im Wald

Überall auf der Welt gibt es riesige Wälder. Sie beherbergen viele verschiedene Tiere und Pflanzen und dafür wird Energie benötigt.

Hast du dich schon mal gefragt, wie der Wald Energie gewinnen kann, um die Lebewesen zu versorgen?

simpleclub erklärt dir alles wichtige zu diesem Thema!

Stoffkreisläufe im Wald einfach erklärt

Durch die Stoffkreisläufe im Wald werden Substanzen immer wieder umgewandelt, umgebaut und verwertet.

Diese Prozesse sind unglaublich wichtig, damit jedes Lebewesen Nährstoffe zur Verfügung hat, um überleben zu können. Diese Stoffe werden dabei von einem Lebewesen zum anderen weitergegeben.

Pflanzen produzieren aus Kohlenstoffdioxid und Wasser, Zucker und Sauerstoff (Fotosynthese). Ein Teil des Zuckers wird in den Pflanzen gespeichert. Da Pflanzen das Grundnahrungsmittel für andere Tiere sind, werden die gespeicherten Stoffe von den Pflanzenfressern aufgenommen. Aus dem Zucker können Tiere und Pflanzen über die Zellatmung Energie gewinnen. Wenn ein Tier stirbt, sorgen Destruenten dafür, dass die gespeicherten Stoffe wieder weiter verwertet werden. Destruenten sind z.B. Pilze, Bakterien und Würmer. Dadurch gelangen Mineralien wieder in den Boden und können von der Pflanze wieder aufgenommen werden. Diese Nahrungskette, bei denen Stoffe von einem Organismus an den nächsten weitergegeben werden, wird Kohlenstoffkreislauf genannt.

Definition Stoffkreisläufe im Wald

Fotosynthese

Tiere können Energie über die Nahrung aufnehmen. Pflanzen können das nicht und müssen die Energie aus der Umwelt aufnehmen. Dieser Vorgang wird Fotosynthese genannt. Dabei bilden Pflanzen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser, Zucker und Sauerstoff. Die dazu benötigte Energie wird von der Sonne bereitgestellt und von den Blättern der Pflanze aufgenommen.

Genauer gesagt läuft das ganze so ab:

• Die Grundzutaten nimmt die Pflanze über die Umwelt auf
  • Wasser über die Wurzeln
  • Kohlenstoffdioxid über Spaltöffnungen an den Blättern
• Die Sonnenstrahlen treffen auf Chloroplasten in den Blättern
  • In den Chloroplasten findet die Fotosynthese statt
• Als Endprodukte entstehen Zucker und Sauerstoff
  • Der Sauerstoff wird an die Umwelt abgegeben
  • Der Zucker (Glucose) wird in den Erdboden abgeben
  • Überschüssige Glucose wird in der Pflanze als Stärke gespeichert

Hier siehst du noch den Vorgang der Fotosynthese:

Zellatmung

Der Zucker, der bei der Fotosynthese entsteht, wird bei der Zellatmung verbraucht, um Energie für zu gewinnen. Die Fotosynthese ist deshalb die Voraussetzung für die Zellatmung.

• Ziel der Zellatmung ist also die Energiegewinnung.

Insgesamt werden bei der Zellatmung also energiereiche Stoffe abgebaut, damit diese freigewordene Energie dann von der Zelle genutzt werden kann.

Bei dieser Umwandlung entsteht neben der Energie, auch Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Die Zellatmung findet nicht nur in Pflanzen und Tieren statt, sondern auch in Pilzen und vielen Einzellern.

• Alle Zellen, die Mitochondrien besitzen, betreiben Zellatmung.

Du weißt bereits, dass zur Energieherstellung Traubenzucker (Glucose) und Sauerstoff benötigt wird. Diese Stoffe sind aber nicht einfach so in der Zelle, sondern müssen auch erst hergestellt werden. Das macht die Pflanze durch die Fotosynthese.

Kohlenstoffkreislauf

Der Kohlenstoffkreislauf ist besonders wichtig für Tiere und Pflanzen. In diesem Kreislauf werden alle Stoffe, die aus Kohlenstoffatomen bestehen immer wieder so umgebaut, dass sie wiederverwendet werden können.

Du kannst dir die Kohlenstoffatome vorstellen, wie einen Baukasten mit vielen Bauteilen. Je nachdem wie du sie zusammenbaust, erhältst du einen anderen Stoff. Stoffe die aus Kohlenstoffatomen bestehen sind z.B. Glucose, Stärke und Cellulosen.

Schauen wir uns jetzt an, wie dieser Kreislauf abläuft:

• Kohlenstoffdioxid wird von den Pflanzen aus der Luft aufgenommen
• In den Chloroplasten wird durch die Fotosynthese Glucose und Stärke eingebaut
• Pflanzen sind die Nahrungsgrundlage für andere Tiere (Konsumenten)
• Dadurch nehmen Pflanzenfresser Glucose als Energielieferant auf
• Wenn die Pflanzenfresser von Fleischfressern gefressen werden, werden die Kohlenstoffbausteine im Zucker verwertet, umgesetzt, abgebaut und teilweise ausgeatmet
• Die Umwandlung von Zucker in Energie nennt man Zellatmung
• Wenn ein Konsument auf natürliche Art stirbt, werden die Kohlenstoffbausteine von Insekten, Würmern und Pilzen (Destruenten) verwertet
• Ein großer Teil des Kohlenstoffdioxids gelangt dabei in die Umgebungsluft \rarr$\rarr$ Auch bei Ausatmen von Tier und Mensch wird CO2 frei
• CO2 wird auch bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen frei (z.B. Holz)

Kohlenstoffspeicher

Die Wälder und ganz besonders die Regenwälder sind wichtige Kohlenstoffspeicher.

Der tropische Regenwald speichert zum Beispiel innerhalb eines Jahres circa 2 Milliarden Tonnen an Kohlenstoff.

Das ist unglaublich wichtig, da die Luft, die wir und andere Lebewesen zum Atmen brauchen, so gereinigt wird. Zu viel Kohlenstoffdioxid in der Umgebungsluft ist gesundheitsschädlich und sorgt dafür, dass sich die Erde weiter erwärmt. Das hat gravierende Folgen für alle Ökosysteme wie beispielsweise den Wald.

Deshalb ist es wichtig, dass wir alle Ökosysteme beschützen! Dazu müssen wir sehr artenreichen Ökosysteme erhalten und altere, zerstörte Systeme wieder aufbereiten, um sie beschützen zu können.

Der Energiebegriff

Wenn wir davon sprechen, dass Energie erzeugt, verbraucht oder gespeichert wird, ist das eigentlich falsch. Die Energieform wechselt lediglich ihren Zustand bzw. ihren Wert, z.B. von Lichtenergie, in Wärmeenergie.

Energiespeichern ist deshalb als Begriff eigentlich falsch, aber aufgrund seiner Anschaulichkeit besonders in der Biologie weit verbreitet.

Stoffkreisläufe im Wald Zusammenfassung

Im Wald finden verschiedene Prozesse statt:

• Der Kohlenstoffkreislauf
• Zellatmung
• Fotosynthese

Die Prozesse laufen nicht nur nebeneinander ab, sondern greifen ineinander über, wie kleine Zahnräder, durch die der Wald mit Nährstoffen versorgt wird.

Pflanzen wandeln durch das Sonnenlicht Kohlenstoffdioxid und Wasser zu Glucose und Sauerstoff um. Dieser Prozess wird Fotosynthese genannt. Aus der Glucose „baut“ sich die Pflanze neue Pflanzenteile. Über die Zellatmung können Tiere und Pflanzen aus der Glucose Energie gewinnen. Dabei wird Kohlenstoffdioxid an die Umgebungsluft abgeben.

Pflanzen sorgen selbst für ihre Nahrung durch Fotosynthese und brauchen deshalb keine direkte Nahrungsquelle, wie die Konsumenten. Sie benötigen aber die Sonne und nährstoffreiche Böden. Wenn Pflanzen von Tieren gefressen werden, nehmen sie die gespeicherten Stoffe mit auf. Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern ernähren machen das ebenso. Wenn ein Tier stirbt wird der Körper von Pilzen, Bakterien und Würmern zersetzt. Diese Lebewesen nennt man Destruenten. Dadurch werden die gespeicherten Stoffe wieder frei. Das können zum Beispiel Mineralien wie Magnesium und Calcium sein. Die Mineralien werden von den Pflanzen (Produzenten) wieder aufgenommen. So schließt sich der Stoffkreislauf und kann von vorne anfangen. Diesen Verwertungsprozess von Pflanzen und Tieren wird Kohlenstoffkreislauf genannt.