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Lexikon der Geographie: ökologisches Gleichgewicht

ökologisches Gleichgewicht, innerhalb einer definierten Zeitspanne konstanter Zustand des Ausgleichs zwischen den verschiedenen physikalischen, chemischen und biotischen Wechselbeziehungen sowie Energie-, Stoff- und Informationsflüssen in einem Ökosystem oder Ökosystemkomplex (Landschaft). Der Begriff kann auch auf die gesamte Biosphäre, d.h. die Summe aller irdischen Ökosysteme bezogen werden. Im Einzelnen umfasst das ökologische Gleichgewicht das biozönotische Gleichgewicht und eine Fülle von Fließgleichgewichten. Ersteres ist ein dynamisches Gleichgewicht, bei dem trotz der interannuellen Schwankungen der Bestandesdichten einzelner Organismenarten die Biozönose in ihrem Wirkungsgefüge erhalten bleibt. Letztere kennzeichnen Systemzustände, bei denen sich beispielsweise Ein- und Austräge von Nährstoffen, Wasser oder Sauerstoff die Waage halten. Die Stabilität eines Ökosystems geht also mit einem ständigen (i.d.R. zyklischen) Wechsel im Aufbau der Biozönose, im Stoffbestand und -umsatz sowie Energie- und Informationsflüssen einher. Treten über längere Zeit dagegen einseitig gerichtete Vorgänge auf, so wird das ökologische Gleichgewicht von einer Sukzession abgelöst. Sonderfälle des ökologischen Gleichgewichts beschreibt das unterschiedlich definierte biologische Gleichgewicht. Einmal wird damit die Erscheinung gekennzeichnet, dass alle Organismenarten eines Biotops durch Fortpflanzung und Tod, bestimmte Konkurrenzverhältnisse oder andere biotische Ökofaktoren in ihren Individuenzahlen ein annähernd konstantes Verhältnis bilden, durch das die Biozönose unter Ausbildung spezifischer Nahrungsnetze Bestand hat. Zum anderen beschreibt biologisches Gleichgewicht den innerhalb einer gegebenen Zeitspanne konstanten Zustand des Ausgleichs zwischen den verschiedenen Lebensvorgängen innerhalb einer Biozönose, d.h. den inter- und intraspezifischen Wechselbeziehungen der Organismen untereinander und der biotisch gesteuerten bzw. beeinflussten Energie-, Stoff- und Informationsflüsse.
Bei chemischen Gleichgewichten (bei denen sich druck- und temperaturabhängig Hin- und Rückreaktionen in ihrer Wirkung aufheben) erreicht die Entropie ein Maximum, bei Fließgleichgewichten werden hingegen die Energiedissipation und die Entropieproduktion minimiert.
Die Modellierung des Verhaltens nichtlinearer dynamischer Systeme, die für die Ökosystemforschung von besonderer Bedeutung ist, hat zum einen ergeben, dass deren Stabilität entscheidend von den Eingangsbedingungen abhängig ist. Das heißt, dass ein instabiles System unter Umständen durch einen entsprechenden Eingang stabilisiert werden kann. Zum anderen kann die Stabilität stark vom Anfangszustand abhängen, weil ein nichtlineares System oft mehrere Gleichgewichtspunkte hat, die jeder für sich unterschiedliches Stabilitätsverhalten hat. Er hängt dann vom Anfangszustand ab, auf welchen Gleichgewichtszustand das System sich hinentwickelt bzw. von welchem Gleichgewichtspunkt es sich zunehmend entfernt.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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