Energiefluss

Energiefluss in einem Ökosystem

In einem Ökosystem gibt es keinen Kreislauf der Energie, sondern einen Energiefluss. Das wird deutlich, wenn man die Nahrungsmengen der verschiedenen Ernährungsstufen einer Nahrungskette bzw. eines Nahrungsnetzes berechnet und grafisch darstellt.
Die grafischen Darstellungen weisen bei Lebensgemeinschaften auf dem Lande in der Regel eine Pyramidenform auf. Wegen dieser Pyramidenform wird die Darstellung der Stoffmassen als Nahrungspyramide (oder Biomassepyramide) bezeichnet. Jede Ernährungsstufe dieser Pyramide stellt dabei die Nahrung für die nächsthöhere Stufe dar (Bild 1).

Es gibt keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss. In der Nahrungspyramide wird dieser Energiefluss deutlich.

Unter Biomasse verstehen die Ökologen die momentane Masse (Gewicht) der lebenden Organismen in jeder Ernährungsstufe. Sie wird in Masseneinheiten, bezogen auf bestimmte Flächen (z. B. kgm2) oder bei Gewässern auf bestimmte Rauminhalte (z. B. kgm3), angegeben.
Die breite Basis der Nahrungspyramide stellt die Biomasse der Pflanzen dar. Pflanzen sind die Produzenten. Diese Biomasse ist die Nahrungsgrundlage für eine geringere Masse von Konsumenten 1. Ordnung (Primärkonsumenten, Pflanzenfresser).

Die in der pflanzlichen Biomasse enthaltenen Nährstoffe und die enthaltene Energie werden von den Konsumenten 1. Ordnung (Pflanzenfresser) für Wachstum und Entwicklung sowie für Atmungsprozesse benötigt. Ein Teil der in den Nährstoffen enthaltenen chemischen Energie wird dabei in Wärme umgewandelt und an die Umwelt abgegeben. Der durch die Lebensprozesse der Konsumenten 1. Ordnung verbrauchte Anteil an Biomasse und Energie steht der nachfolgenden Ernährungsstufe, den Konsumenten 2. Ordnung ( Sekundärkonsumenten, Fleischfresser), nicht mehr zur Verfügung.
Von Ernährungsstufe zu Ernährungsstufe der Pyramide nimmt so die jeweils verfügbare Biomasse und damit die darin enthaltene Energie rapide ab. Die Nahrungspyramide verdeutlicht die stetige Abnahme sowohl der Biomasse und damit der in ihr enthaltenen Energie als auch der Individuenanzahl von den Primärproduzenten bis hin zu den Endkonsumenten. Gleichzeitig nimmt die Größe der Individuen zu.

Im Ökosystem werden von Ernährungsstufe zu Ernährungsstufe im Nahrungsnetz nicht nur Stoffe (Stoffkreislauf), sondern auch die in diesen Stoffen enthaltene Energie weitergegeben.
Die Energie durchfließt die Nahrungsketten nur in einer Richtung. Es erfolgt von Ernährungsstufe zu Ernährungsstufe eine Energieabnahme um jeweils 90 %. Der nächsten Ernährungsstufe steht also nur ein Zehntel der Energie zur Verfügung, über die die vorangegangene Ernährungsstufe verfügen konnte. Schließlich ist die Energie „aufgebraucht“. In einem Ökosystem gibt es also keinen Energiekreislauf, sondern einen Energiefluss (Bild 2).

Energiefluss im Waldökosystem

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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