Wie hoch ist die Produktivität eines Ökosystems?

Geschrieben und geprüft von dem Biologen Miguel Mata Gallego

Letzte Aktualisierung: 17. August 2024

Die Produktivität eines Ökosystems ist ein zentrales ökologisches Konzept, um die Vielfalt und die Unterschiede zwischen den Lebensräumen auf der Erde zu verstehen. Dieser Parameter ist die grundlegende Basis für das Funktionieren ökologischer Netzwerke.

Was sind also die Grundlagen der Produktivität eines Ökosystems? Welche Arten gibt es? Im folgenden Artikel beantworten wir die Fragen über die Funktionsweise und die Grundlagen eines Ökosystems.

Die Produktivität eines Ökosystems

Tiere und Pflanzen nutzen die Energie, die sie aus ihrer Nahrung gewinnen, um ihre Lebensfunktionen zu erfüllen. Ebenso wird diese Energie für das Wachstum der Lebewesen genutzt. Wachstum ist aus funktionaler Sicht nichts anderes als eine Zunahme der Biomasse – Energie, die in Form von Materie in Lebewesen gespeichert ist.

Dieser Zuwachs an Biomasse ist ein effizientes Mittel, um die Dynamik von Ökosystemen zu bestimmen, und kann auf verschiedene Weise gemessen werden.

In der Ökologie ist die Produktivität die Zunahme der Biomasse pro Flächeneinheit pro Zeiteinheit. Hinter dieser einfachen Definition verbirgt sich jedoch ein messbarer Parameter, der die enorme Komplexität der ökologischen Systeme auf der Erde beeinflusst.

Die Produktivität misst also die Veränderung der Menge an Lebewesen zu einer bestimmten Zeit und an einem bestimmten Ort. Es gibt verschiedene Arten von Produktivität, auf die wir in den nächsten Abschnitten eingehen werden.

Primärproduktivität: das “Einfallstor” für Energie

Manchmal vergessen wir Menschen, wie wichtig Pflanzen für das Leben sind. Aufgrund ihrer Ernährungsweise gelten pflanzliche Organismen als Primärproduzenten: das Einfallstor für Energie in die Ökosysteme.

Wir wissen, dass Pflanzen ihre eigene Nahrung durch Photosynthese herstellen. Durch eine Reihe komplexer biochemischer Reaktionen synthetisieren Pflanzen Zucker aus organischen und anorganischen Stoffen, die zum Wachstum ihrer Biomasse beitragen.

Bei Pflanzen wird die Zunahme der Biomasse pro Zeiteinheit und Flächeneinheit als Primärproduktivität bezeichnet. Diese Primärproduktivität ist entscheidend für die Dynamik von Ökosystemen, denn Pflanzen sind das “Tor” der Sonnenenergie in das Nahrungsnetz.

Wir können also zwischen der Bruttoprimärproduktion – der einfachen Zunahme der Biomasse – und der Nettoprimärproduktion – der Zunahme der Biomasse nach Abzug der für die Atmung aufgewendeten Energie – unterscheiden. Im Allgemeinen ist der Nettowert der sinnvollste.

Die zentrale Bedeutung der Primärproduktivität

Die Primärproduktivität ist der Faktor, der die Struktur der Nahrungsketten bestimmt, d.h. die Ernährungs- und Verhaltensbeziehungen zwischen den Lebewesen innerhalb der Ökosysteme.

Das liegt daran, dass Pflanzen die Nahrungsgrundlage für Pflanzenfresser, Pflanzenfresser für Fleischfresser und so weiter sind, bis sie die “Superräuber” erreichen. Daher wirkt sich die Produktion von Biomasse in den Pflanzen letztendlich auf alle Elemente des Nahrungsnetzes aus.

Wir können uns zum Beispiel ein Ökosystem mit Weideland vorstellen. Wenn in einem bestimmten Jahr die Produktivität des Weidelandes sinkt – z. B. aufgrund von Regenmangel – haben die Hasen (Pflanzenfresser) weniger Nahrung und ihre Population geht zurück. Das wiederum wirkt sich auf die Wölfe (Raubtiere) aus, da weniger Pflanzenfresser zur Verfügung stehen.

Ökosysteme mit sehr hoher Produktivität

Unter den vielfältigen Ökosystemen auf unserem Planeten gibt es große Unterschiede in der Produktivität. Es gibt sehr produktive Umgebungen, in denen die tierische Biomasse Jahr für Jahr enorm wächst. Unter den Ökosystemen mit der höchsten Produktivität können wir die folgenden hervorheben:

• Feuchtgebiete
• Korallenriffe
• Flussmündungen
• Küstengebiete
• Äquatoriale Wälder

All diese Gebiete haben eine sehr hohe Primärproduktivität gemeinsam, die wiederum eine riesige Gemeinschaft von Konsumenten – Pflanzen- und Fleischfresser – bindet. Es liegt auf der Hand, dass diese Arten von Ökosystemen nicht nur sehr produktiv sind, sondern auch eine enorme Artenvielfalt beherbergen.

Ökosysteme mit geringer Produktivität

In anderen Ökosystemen hingegen sind die Primärproduzenten (Photosynthesen) extrem selten, wodurch die Produktivität des Ökosystems stark eingeschränkt wird. Das ist der Fall in Wüsten, Polargebieten und den zentralen Bereichen der Ozeane. Es liegt auf der Hand, dass die Abwesenheit von Primärproduzenten die Präsenz von Konsumenten völlig einschränkt.

Sekundäre Produktivität

Die Sekundäre Produktivität bezieht sich auf das Wachstum der Konsumentenbiomasse pro Fläche und Jahr. Wie wir bereits erwähnt haben, wird diese durch die Primärproduzenten begrenzt.

Die Sekundärproduzenten sind auch durch die geringe Verarbeitungseffizienz stark eingeschränkt. Tiere sind in der Lage, nur etwa 10 % der in Pflanzen enthaltenen Energie umzuwandeln. Bei Raubtieren wird sogar nur 1 % in reine Biomasse umgewandelt.

Je mehr Energie ein Tier für seine Stoffwechselprozesse aufwendet, desto weniger Biomasse erzeugt es.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Produktivität eines Ökosystems ein Parameter ist, der uns wichtige Informationen über die Dynamik des Ökosystems liefert und das Nahrungsnetz von Tieren und Pflanzen stark beeinflusst.