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\begin{document}
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\section*{\centering Ökologie und Biodiversität - Lernzettel Klasse 10}

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\FloatBarrier
\section{Grundlagen der Ökologie}

\begin{itemize}
    \item \textbf{Ökologie:} Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen (Organismen) und ihrer Umwelt sowie den Beziehungen der Lebewesen untereinander.
    \item \textbf{Biotop:} Lebensraum einer Lebensgemeinschaft (Biozönose), charakterisiert durch abiotische Faktoren (z.B. Klima, Bodenbeschaffenheit). Beispiele: See, Waldstück, Wiese.
    \item \textbf{Biozönose (Lebensgemeinschaft):} Gesamtheit aller Organismen (Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen), die in einem Biotop leben und miteinander in Wechselwirkung stehen.
    \item \textbf{Ökosystem:} Funktionelle Einheit aus Biotop und Biozönose. Es umfasst alle Lebewesen und die abiotischen Faktoren in einem bestimmten Gebiet sowie deren Wechselwirkungen. Ökosysteme sind offene Systeme (Energiefluss, Stoffkreisläufe).
    \item \textbf{Biosphäre:} Gesamtheit aller Ökosysteme der Erde; der vom Leben besiedelte Raum.
\end{itemize}

\begin{center}
\begin{tikzpicture}[node distance=1.5cm, auto, scale=0.8, transform shape]
    \node [box, fill=lightgray] (biotop) {Biotop (Lebensraum)};
    \node [box, fill=lightgreen, right=of biotop] (biozoenose) {Biozönose (Lebewesen)};
    \node [box, fill=lightblue, below=1cm of biotop, xshift=1.5cm] (oekosystem) {Ökosystem};

    \draw [arrow] (biotop) -- node[midway, above, sloped] {bildet mit} (oekosystem);
    \draw [arrow] (biozoenose) -- node[midway, above, sloped] {bildet mit} (oekosystem);
    \draw [line, dashed] (biotop.north east) -- (biozoenose.north west);
    \draw [line, dashed] (biotop.south east) -- (biozoenose.south west);
    \node [above=0.1cm of biotop, xshift=1.5cm] {Wechselwirkungen};
\end{tikzpicture}
\end{center}

\FloatBarrier
\section{Umweltfaktoren}

Man unterscheidet zwei Arten von Umweltfaktoren, die auf Lebewesen einwirken:

\begin{itemize}
    \item \textbf{Abiotische Faktoren:} Faktoren der unbelebten Umwelt.
        \begin{itemize}
            \item \textit{Klima:} Temperatur, Licht (Intensität, Dauer), Wasser (Niederschlag, Luftfeuchtigkeit), Wind.
            \item \textit{Boden (edaphische Faktoren):} Bodenart, Mineralsalzgehalt, pH-Wert, Wassergehalt.
            \item \textit{Lage (topographische Faktoren):} Höhenlage, Hangneigung, Exposition (z.B. Südhang vs. Nordhang).
        \end{itemize}
    \item \textbf{Biotische Faktoren:} Faktoren der belebten Umwelt; Einflüsse, die von anderen Lebewesen ausgehen.
        \begin{itemize}
            \item \textit{Intraspezifisch:} Innerhalb einer Art (z.B. Konkurrenz um Nahrung, Partner, Territorien; Kooperation).
            \item \textit{Interspezifisch:} Zwischen verschiedenen Arten (z.B. Konkurrenz, Räuber-Beute, Symbiose, Parasitismus).
        \end{itemize}
\end{itemize}

\textbf{Ökologische Potenz:} Fähigkeit einer Art, Schwankungen eines Umweltfaktors innerhalb bestimmter Grenzen zu ertragen (Toleranzbereich).
\begin{itemize}
    \item \textbf{Stenök:} Geringer Toleranzbereich (z.B. Forelle bzgl. Sauerstoffgehalt). Zeigerarten.
    \item \textbf{Euryök:} Weiter Toleranzbereich (z.B. Ratten bzgl. Nahrung).
    \item \textbf{Physiologische Potenz:} Toleranzbereich ohne Konkurrenz (Laborbedingungen).
    \item \textbf{Ökologische Potenz:} Toleranzbereich unter natürlichen Bedingungen mit Konkurrenz.
\end{itemize}

\begin{center}
\begin{tikzpicture}[scale=0.7, transform shape]
\begin{axis}[
    xlabel={Umweltfaktor (z.B. Temperatur in \textdegree C)},
    ylabel={Aktivität / Häufigkeit},
    xtick=\empty, % No specific ticks needed for general illustration
    ytick=\empty,
    axis lines=left,
    ymin=0,
    ymax=1.2, % Adjusted for labels
    width=8cm,
    height=5cm,
    legend pos=outer north east,
    legend style={font=\tiny}
]
\addplot [domain=-5:5, samples=100, smooth, thick, blue] {exp(-x^2)};
\addlegendentry{Toleranzkurve}

\draw [dashed] (axis cs:-2.5,0) -- (axis cs:-2.5, {exp(-(-2.5)^2)});
\draw [dashed] (axis cs:2.5,0) -- (axis cs:2.5, {exp(-(2.5)^2)});
\node[below] at (axis cs:0,0) {Optimum};
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:-1.5,0) {Präferendum};
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:1.5,0) {}; % Empty for symmetry
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:-3,0) {Pessimum};
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:3,0) {Pessimum};
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:-4,0) {Minimum};
\node[below, font=\tiny] at (axis cs:4,0) {Maximum};
\draw[<->, thick] (axis cs:-4, -0.1) -- (axis cs:4, -0.1) node[midway, below, font=\tiny]{Toleranzbereich};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{center}

\textbf{Ökologische Nische:} Gesamtheit der Ansprüche einer Art an ihre biotische und abiotische Umwelt. NICHT nur der Raum, sondern das \glqq{}Berufsbild\glqq{} / die Rolle der Art im Ökosystem.
\begin{itemize}
    \item \textbf{Fundamentalnische:} Ansprüche einer Art unter Laborbedingungen (ohne Konkurrenz).
    \item \textbf{Realnische:} Tatsächliche Nutzung der Ressourcen unter Freilandbedingungen (mit Konkurrenz, Fressfeinden etc.). Meist kleiner als die Fundamentalnische.
\end{itemize}
\textbf{Konkurrenzausschlussprinzip:} Zwei Arten mit identischen ökologischen Nischen können nicht dauerhaft im selben Lebensraum koexistieren. Eine Art wird sich durchsetzen.
\textbf{Nischendifferenzierung:} Entwicklung unterschiedlicher Nischen durch konkurrierende Arten
\end{document}