Ökosystem See
Ein See stellt ein geschlossenes Ökosystem dar.
Die folgenden Betrachtungen beziehen sich auf einen Süßwassersee, ein stehendes Gewässer ohne Verbindung zum Meer, das mehr als 10 Meter tief ist und dessen Verdunstungsrate sowie Zu- und Abflussmenge gegenüber der gesamten Wassermenge gering ist.
Gliederung des Biotops
Topographische Gliederung

Die Grenze zwischen Litoral und Benthal liegt dort, wo das eindringende Licht gerade noch Photosynthese ermöglicht.
Lebensgemeinschaften der einzelnen Zonen
Das Litoral wird in einzelne Zonen oder Gürtel auf Grund der Lebensgemeinschaften unterteilt:
- Epilitoral, Erlengürtel, Weidengebüschzone
Das Epilitoral ist der oberste Rand des Ufers, der nicht mehr vom Wellenschlag betroffen ist. Auf Grund des hoch anstehenden Grundwasserspiegels stellte er einen Lebensraum für Pflanzen dar, die mit einem feuchten Boden zurechtkommen (Hygrophyten). Die lichten Erlenbruchwälder mit Schwarzerle (Alnus glutinosa), Moorbirke (Betula pubescens) und Weide (Salix spec.) haben einen dichten Unterwuchs, der aus Moosen, Farnen und Sauer- oder Riedgräsern (Binsen) besteht. An offeneren Stellen findet man auch die Sumpf-Schwertlilie (Iris pseudacora) und in der Nähe von Bächen die Sumpfdotterblume (Caltha palustris).
Die Tierwelt setzt sich zunächst aus Detritusfressern (Regenwürmer (Lumbricus terrestris), Asseln, Landschnecken), Spinnen und Insekten, vor allem Stechmücken, zusammen, die wieder die Nahrungsgrundlage für Vögel darstellen, die Bäume, Büsche und den Boden als geschütztes Brutrevier nutzen.
- Supralitoral, Spitzwasserzone
Dieser Uferstreifen wird zwar von den Wellen nicht erreicht. Er wird aber vom Spritzwasser der Wellen, die sich am Ufer brechen, durchnässt.
- Eulitoral, Brandungszone
In der Brandungszone herrschen starke mechanische Kräfte, die das Aufwachsen größerer Pflanzen nicht zulassen. Aber fest haftende, sauerstoffliebende Organismen wie der Strudelwürmer (Turbellaria spec.) sowie krustenbildende Cyanobacteria können sich hier ansiedeln.
- Infralitoral oder Sublitoral
In dieser Zone siedeln größere Pflanzen, die an einen ständig überfluteten Boden angepasst sind. Sie besitzen ein Aerenchym, ein zusammenhängendes System von großen Zellzwischenräumen (Interzellulare), so dass auch die Wurzeln mit Sauerstoff versorgt werden können. Dieser Uferbereich dient als Laich- und Brutgebiet für viele Fische, Vögel und Insekten. Das Infralitoral wird in mehrer Abschnitte unterteilt:
- Goßseggenzone
Sie liegt im Bereich zwischen Hoch- und Niedrigwassermarke. Charakteristische Pflanzen sind die Seggen (Carex spec.). Daneben kommen auch Wasserminze (Mentha aquatica), Blutweiderich (Lythrum salicaria) und Sumpfschachtelhalm (Equisetum palustre) vor.
- Röhrichtzone
Auch hier sind noch emerse Pflanzen, deren Stängel und Blätter größtenteils über den Wasserspiegel hinausragen, zu finden. Dies sind vor allem Schilfrohr (Phragmites communis), Rohrkolben (Typha spec.) und Froschlöffel (Alisma spec.). Blässhuhn (Fulica atra) und Teichhuhn (Gallinula chloropus) nisten hier.
- Schwimmblattzone
In windgeschützten Teilen des Sees können sich Schwimmblattpflanzen ansiedeln, die bis auf die Blätter vollständig untergetaucht sind. Diese Blätter schwimmen auf der Wasseroberfläche und haben die Spaltöffnungen für den Gasaustausch auf der Oberseite der Blätter. (Bei Landpflanzen befinden sich die Stomata in der Regel auf der Blattunterseite). Am auffälligsten sind neben dem Wasserknöterich (Polygonum aquaticum die Vertreter der Seerosengewächse, Seerose (Nymphaea alba) und Teichrose (Naphar luteum).
- Laichkrautzone
Hier leben nahezu vollständig untergetauchte Wasserpflanzen, die auch unterhalb der Wasserlinie Blätter aufweisen, die dann oft stark zergliedert sind, um die Oberfläche für den Stoffaustausch zu vergrößern. Namengebend ist das Laichkraut (Potamogetum spec).
- Characeenzone
Die Pflanzen dieser Zone sind vollständig untergetaucht. Blütenpflanzen wie das wurzellose Hornblatt (Ceratophyllum spec.), Tausendblatt (Myriophyllum spec.), Wasserpest (Elodea cnadensis) und Wasserschraube (Vallisneria spec.) können nicht in eine Tiefe über 10 m vordringen, da der Wasserdruck ihr Aerenchym zerstören würde. Wenn das Licht ausreicht, können aber Moose, zum Beispiel das Quellmoos (Fontis antipyretica) und Algen bis zu 30 Meter Tiefe vorkommen. So bilden die Armleuchteralgen (Characeae) die unterste Zone der unterseeischen Wiesen.
Eine Besonderheit stellt der bis zu 40 cm große Wasserschlauch (Utricularia spec.) dar. Seine fein zergliederten Blätter sind vollständig untergetaucht, nur seine gelbe Blüte ragt über den Wasserspiegel. Um den Stickstoffmangel auszugleichen fängt er Kleinkrebse, die er mittels spezialisierter Blätter fängt, die zu einer Saugfalle ausgebildet sind.
Die einzelnen Zonen des Litorals bilden für Tiere unterschiedliche ökologische Nischen, die es ihnen ermöglichen, trotz ähnlicher Nahrungsansprüche Konkurrenz zu vermeiden.
Beispiele:
- Die Stockente (Anas platyrhynchos) ist bei der Nahrungssuche nur in seichteren Uferzonen zu finden, da sie beim Gründeln nicht abtaucht. Der Höckerschwan (Cygnus olor) kann mit seinem längeren Hals den Boden in tieferem Wasser nach Nahrung durchsuchen, während der Haubentaucher (Podiceps spec.) in größeren Tiefen Jagd nach Fischen macht.
- Der Nachtreiher (Nyctocorax nyctocorax) findet seine Nahrung, Kleinsäuger, Amphibien, Insekten, Würmer) im Epilitoral, der Purpurreiher (Nyctocorax nycticorax) mit einem ähnlichen Nahrungsspektrum geht in der Röhrichtzone auf Jagd.
In der lichtdurchflutenden Freiwasserzone findet man vor allem Phytoplankton, auf der Oberfläche zuweilen auch frei schwimmende Pflanzen wie Wasserlinse (Lemna spec.) oder Schwimmfarn (Salvinia natans). Die gesamte Freiwasserzone ist Lebensraum für Zooplankton, Nekton und Destruenten.
Die wichtigstens Plankter eines europäischen Süßwasser-Sees (Beispiel: Bodensee).
- Phytoplankton: Goldalgen (Dinobryon), Rhodomonas, Diatomeen (Tabellaria, Diatoma, Fragilaria, Asterionella)
- Zooplankton: Heterocopae, Ruderfußkrebse (Eudiaptomus, Cyclops, Mesocyclops)
Gliederung des Sees auf Grund abiotischer Faktoren
Wasserschicht | Temperatur | Sauerstoff | Licht |
---|---|---|---|
Epilimnion (Deckschicht, Oberflächenwasser) | relative große tages- oder jahreszeitliche Schwankungen zwischen 0 °C und über 30 °C, abhängig von Lufttemperatur und Windverhältnissen. | hoher Sauerstoffgehalt, abhängig von Wassertemperatur, von der Durchmischung mit der Luft durch Wind und Wellen und von den Organismen | lichtdurchflutet; die Eindringtiefe des Lichtes hängt von der Wellenlänge des Lichtes, dem Sonnenstand und vom Trübungsgrad des Wassers ab. |
Metalimnion (Sprungschicht) | rasche Temperaturabnahme mit der Tiefe auf 4 °C (Thermokline, Temperatursprungschicht) | rasche Abnahme des Sauerstoffgehalts, abhängig von der Zahl der aeroben Lebewesen | rasche Abnahme der Strahlungsintensität |
Hypolimnion (Tiefenschicht) | von Tages- und Jahreszeit unabhängige, konstante Temperatur von 4 °C | relativ niedrige Sauerstoffkonzentration | Dunkelheit |
Gliederung des Sees auf Grund biotischer Faktoren

- Trophogene Zone (Nährschicht): Im Epilimnion ist genügend Licht für die Photosynthese der Primärproduzenten (Wasserpflanzen, Algen und vor allem Phytoplankton) vorhanden. Diese produzieren durch die Photosynthese mehr Sauerstoff und Nährstoffe, als durch die eigene Zellatmung und die Zellatmung der heterotrophen, aeroben Organismen (Zooplankton, Destruenten und Nekton) verbraucht werden.
- Kompensationszone: Im Metalimnion führen die schlechteren Lichtverhältnisse zu einer Verminderung der Photosynthese. Sauerstoffproduktion und Sauerstoffverbrauch durch die Atmung halten sich die Waage.
- Tropholytische Zone (Zehrschicht): Im Hypolimnion ist keine Photosynthese mehr möglich. Die heterotrophen Organismen verbrauchen Sauerstoff und Nährstoffe, die aus der trophogenen Zone nach unten transportiert werden.
Zirkulation
In einem See kann es zu einer vollständigen Durchmischung des Wasserkörpers kommen. Die Antriebskräfte für Vollzirkulation sind Wind und Konvektion (kaltes Wasser sinkt nach unten, warmes steigt auf). Hat sich eine Thermokline (ein Temperatursprung) ausgebildet, wirkt das Metalimnion wie eine Sperrschicht, das kalte, dichte Tiefenwasser kann nicht mehr an der Zirkulation teilnehmen, es findet nur eine Teilzirkulation und damit nur eine Durchmischung des Epilimnions statt. Dieser Zustand wird als Stagnation bezeichnet.
Dies hat Folgen für die Sauerstoffversorgung der aeroben Organismen des Hypolimnions und für die Nährsalz- und Kohlenstoffdioxidversorgung der Primärdroduzenten des Epilimnions:
Zwar erhalten die aeroben Organismen des Hypolimnions noch weiterhin genügend Nährstoffe, wenn abgestorbene Körper der Tiere und Pflanzen und anderes organisches Material (Detritus) nach unten sinken. Die Versorgung mit Sauerstoff aus dem Epilimnion ist aber unterbrochen. Das Hypolimnion verarmt verstärkt an Sauerstoff.
Die aeroben Destruenten des Hypolimnions, vor allem in der Bodenzone, remineralisieren das organische Material, es entstehen vor allem in Wasser lösliche Nitrate und Phosphate, die als Nährsalze für die Produzenten notwendig wären. Auf Grund des fehlenden Austauschs mit dem Epilimnion können diese Nährsalze und das bei der Dissimilation entstehende Kohlenstoffdioxid aber nicht ins Epilimnion gelangen.
Deshalb beobachtet man nach der Ausbildung einer Sprungschicht einen Rückgang der Phytoplanktonmasse im Epilimnion.
Bricht auf Grund der Abkühlung des Oberflächenwassers die Thermokline zusammen, ist wieder Vollzirkulation möglich. Nährsalze und Kohlenstoffdioxid gelangen ins Epilimnion, was zu einer Vermehrung der Produzenten führt. Bei sehr starker Vermehrung des Phytoplanktons spricht man dann von Algenblüte.
Klassifikation von Seen nach der Anzahl der Vollzirkulationen im Jahr
- Amiktisch
Arktische und antarktische Gewässer sind von Dauereis bedeckt, das eine Zirkulation vollständig unterbindet
- Monomiktisch
Eine Vollzirkulation findet nur in einer Jahreszeit statt:
Vollzirkulation während der Sommermonate; Winterstagnation bei Eisbedeckung.
- Subtropische Seen
Vollzirkulation im Winter bei ausreichender Abkühlung des Oberflächenwassers, Stagnation im Sommer. Beispiele: Lago Maggiore, Gardasee, Bodensee als nördlichster diesen Typs.
- Dimiktisch
Vollzirkulation im Frühjahr und im Herbst bei temperierten Seen des nördlichen Nordamerikas und Eurasiens.
- Frühjahrszirkulation (Vollzirkzulation): Im Frühjahr erwärmt sich das Oberflächenwasser. Frühjahrsstürme sorgen für eine vollständige Durchmischung des Sees .
- Sommerstagnation (Teilzirkulation): Im Sommer erwärmt sich das Oberflächenwassers, das tiefenwasser bleiibt kalt, es bildet sich eine Temperatursprungschicht aus. Es findet nur noch im Epilimnion eine Zirkulation statt und seine Temperatur stabilisiert sich.
- Herbstzirkulation (Vollzirkulation): Im Herbst kühlt das Oberflächenwasser ab, verdichtet sich und sinkt ab. Mit ihm senkt sich auch die zunehmend engräumigere Temperatursprungschicht. Unterstützt durch die Herbststürme kommt es zur Vollzirkulation.
- Winterstagnation (keine Zirkulation): Im Winter sinkt die Temperatur des Oberflächenwassers unter 4 °C und verliert damit an Dichte. Es entwickelt sich eine instabile inverse Temperaturverteilung (unter 4 °C kaltes Oberflächenwasser über 4°C kaltem Tiefenwasser). Wenn Eis die Seeoberfläche bedeckt, wird die Temperaturschichtung stabilisiert.
- pleiomiktisch (gr. pleion = vermehrt): In flachen Seen der gemäßigten Breiten kann das Hypolimnion im Sommer wärmer als 4 °C sein. Damit ist zumindest gelegentlich eine Vollzirkulation durch Konvektion (wenn das Oberflächenwasser in der Nacht stark abkühlt) oder durch Wind möglich.
- oligomiktisch
Bei tropischenTieflandseen wird das Oberflächenwasser stark erwärmt, nur selten durchbrechen unregelmäßige Vollzirkulationen die Dauerstagnation.
- Polymiktisch
- tropische Hochgebirgsseen
Sie weisen das ganze Jahr hindurch anhaltende, durch den Wind und nächtliche Abkühlung verursachte Vollzirkulation auf . Besipiel: Titicacasee in 5400 m Höhe
- Seen im Hügelland der Tropen
Die starke Erwärmung am Tag führt zu einer Stagnation, die starke nächtliche Abkühlung zur Vollzirkulation.
Klassifizierung nach der Reichweite der Vollzirkulation
- Pleomiktisch oder holomiktisch (gr. pleio = vermehrt; gr. holos = ganz) Die Vollzirkulation erfasst alle Wassermassen des Sees. Bei Flachgewässern der mittleren Breiten erfolgt die Wasserdurchmischung durch Konvektion und Wind.
- Meromiktisch (gr. meros = Teil): Die Vollzirkulation ist nicht bis zum Seegrund möglich. Die bei der Vollzirkulation nicht erfassten Wassermassen heißen Monimolimnion. Gründe können hierfür sein:
- Eine windgeschützte Lage des Sees.
- Die Wasseroberfläche bietet im Verhältnis zur Tiefe eine zu kleine Angriffsfläche für den Wind. Beispiel: Königssee
- Hat ein See eine relativ hohe Salzfracht auf Grund seiner Zuflüsse und einer hohen Verdunstungsrate, kommt es zur Ausbildung einer Salzspungschicht (Pyknokline), da das salzreichere und damit dichtere Wasser in die Tiefe sinkt.
Nährstoffe
Der Gehalt an Nährsalzen, vor allem Phosphaten und Nitraten sowie an organischen Nährstoffen bestimmt, welche Arten, wie viel verschiedene Arten und wie viele Individuen in einem See leben können.
Der Nährstoffgehalt eines Sees wirkt sich vor allem während der Sommerstagnation aus:
Auswirkungen des Nährstoffgehaltes
Je mehr Nährsalze im Frühjahr durch die Vollzirkulation (vollständiger Kreislauf) in die Deckschicht des Oberflächenwasser gelangen, um so mehr Phytoplankton (Plankton das aus Pflanzen entstanden ist) kann aufwachsen. Davon abhängig vermehren sich auch die Konsumenten. Bei einem Überangebot von Pflanzennährstoffen in Seen ist die Biomasse so groß, dass es zu schnellem Algenwachstum kommt.
Je mehr totes organisches Material zu Boden sinkt, um so mehr Sauerstoff verbrauchen die aeroben (die Sauerstoff benötigen) Destruenten. Da auf Grund der Stockung kein Sauerstoff in die Tiefenschicht gelangt, kann bei hohen Detritus-Mengen der Sauerstoff im Hypolimnion (Tiefenschicht) vollständig aufgezehrt werden, wodurch hier die Zahl der aeroben Organismen vermindert wird. Dies führt dazu, dass die Biomasse im Hypolimnion bei eutrophen- und hypertrophen Seen vermindert wird.
Nährstoffzufuhr
Die Nährsalzzufuhr durch die Zuflüsse des Sees oder durch Windverfrachtung von Stäuben ist in der Regel gering. Die meisten Nährstoffe werden einem See in Form von organischem Material zugeführt, das durch die Destruenten unter Sauerstoffverbrauch remineralisiert wird. Eine natürliche Quelle ist die Fracht der Zuflüsse an Organismen und erodiertem Humus, vor allem bei Überschwemmungen. Hinzu kommt das Laub der Bäume im Herbst. Wasservögel können einen See mit ihrem Kot belasten, vor allem wenn Zugvögel den See in großen Massen als Rasplatz im Frühjahr und im Herbst nutzen. Bei relativ flachen Seen, die sich im Sommer im Epilimnion stark erwärmen und deren Hypolimnion nur einen kleinen Sauerstoffspeicher darstellt, kommt es auf diese Weise zu einer natürliche Eutrophierung oder gar zur Hypertrophierung und damit zur Verlandung. (Beispiele: Ehemaliger Rosenheimer See, Chiemsee)
Durch anthropogene Einflüsse kann es aber auch bei stabilen, oligotrophen Seen zur Eutrophierung oder gar zum Umkippen des Gewässers kommen:
- Die Einleitung ungeklärter Haushalts- und Industrieabwässer erhöht zum einen die Belastung mit anorganischen und organischen Nährstoffen, zum anderen kann sie durch Giftstoffe zum Absterben der Organismen führen.
- Die Einleitung geklärter Abwässer aus zweistufigen Kläranlagen mit mechanischer und biologischer Stufe leiten Nitrat- und Phosphat-reiches Wasser in die Vorfluter ein. Enthält die Kläranlage auch eine chemische Stufe, wird zwar das Phosphat zurückgehalten, die Nitrate gelangen aber dennoch in die Gewässer. Erst in neuerer Zeit werden Kläranlagen mit einer zweiten biologischen Stufe ausgerüstet, die Bakterien enthält, welche die Nitrate durch Denitrifikation in Stickstoff (N2) umwandeln.
- Ein weitere Quelle ist das Düngen von Feldern mit Stickstoff- und Phosphat-Salzen. Da die Pflanzen nicht alle Nährsalze aufnehmen können, wird ein Teil des Düngers ausgewaschen und gelangt damit in die Gewässer.
- Auch Pestizide gelangen ins Wasser, schädigen das empfindliche Plankton und können in der Nahrungskette angereichert werden.
- Eine weitere Belastung stellt das Füttern von Wasservögeln und der Freizeitbetrieb an Badeseen dar.
- Das Autowaschen an einem Gewässer ist in Deutschland gesetzlich untersagt. Zum einen schädigt bereits ein Tropfen Motoröl zahlreiche Mikroorganismen, zum anderen stellen auch die Detergentien organische Nährstoffe dar, die unter Sauerstoffverbrauch abgebaut werden müssen.
Einteilung nach der Nährstoffmenge
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- Oligotrophe (gr. oligos = wenig; gr. trophē = Nahrung) Seen enthalten nur wenig Nährsalze, dadurch ist die Vermehrung des Phytoplanktons und der Konsumenten begrenzt. Da nur wenig totes, organisches Material anfällt, sind diese Seen das ganze Jahr hindurch in allen Wassertiefen gut mit Sauerstoff versorgt. Auf Grund der geringen Dichte des Phytoplanktons ist die Sichttiefe groß (bis zu 10 m), das Wasser erscheint klar, der See hat eine blaue oder grüne Farbe. Am Boden sammelt sich kein Faulschlamm, da für die aeroben Destruenten genügend Sauerstoff vorhanden ist, um das organischen Material rasch abzubauen. Oligotrophe Seen zeichnen sich durch einen großen Artenreichtum aus. Es handelt sich hierbei zumeist um Stenoxybionten, die nur geringe Sauerstoffschwankungen tolerieren. Gelegentlicher Stickstoffmangel wird durch Stickstoff-fixierende, photoautotrophe Cyanobakterien ausgeglichen. Die geringe, meist organisch gebundene Phosphatmenge, stammt vorwiegend aus Zuflüssen. Die in sauerstoffreichem Wasser vorhandenen freien Eisen-(III)-Ionen (Fe3+) binden das Phosphat als schwerlösliches FePO4 und entziehen es dem Stoffkreislauf des Sees. Die Uferzone ist schmal und mit wenigen Makrophyten bewachsen. Ungestörte, subalpine Seen sind in der Regel oligotroph (Beispiel: Königssee).
- Mesotrophe (gr. mesos = der Mittlere) Seen enthalten mehr Nährsalze und damit eine größere Menge an Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Der Sauerstoffgehalt im Hypolimnion während der Sommerstagnation ist zeitweilig gering.
- Eutrophe (gr. eu= gut, gediegen) Seen enthalten viele Nährsalze. Dadurch kommt es nach den Vollzirkulationen im Frühjahr und im Herbst zu einer starken Vermehrung von Phytoplankton und Konsumenten. Lichtmangel und Nährsalzmangel lassen die Algen aber bald wieder absterben, so dass die Biomasse im Epilimnion während der Sommerstagnation wieder geringer ist. Da nun sehr viel totes, organisches Material anfällt, kommt es zu einem Sauerstoffdefizit im Hypolimnion. Auf Grund der hohen Dichte des Phytoplanktons ist die Sichttiefe gering, das Wasser erscheint trübe, der See hat eine braungrüne Farbe. Am Boden sammelt sich eine dicke, aus organischem Plankton-Detritus bestehende, Halbfaulschlammschicht (Gyttia), wenn die aeroben Destruenten auf Grund des Sauerstoffmangels durch anaerobe ersetzt werden. Während der Vollzirkulationen kann diese Faulschlammschicht durch aerobe Destruenten wieder weitgehend abgebaut werden. Eutrophe Seen zeichnen sich durch einen geringeren Artenreichtum, aber durch eine hohe Individuendichte aus. Es handelt sich hierbei zumeist um Euroxybionten, welche die zeitlichen und räumlichen starken Sauerstoffschwankungen tolerieren. Die Uferzone ist breit und dicht bewachsen.
- Hypertrophe (gr. hypér = groß, übermäßig) Seen enthalten sehr viel totes organisches Material, dass sich am Boden als zuweilen mehrere Meter mächtige Faulschlammschicht ablagert. Das Hypolimnion enthält das ganze Jahr über kaum Sauerstoff. Statt der aeroben bauen anaerobe Destruenten das organische Material ab. Dieser Abbau erfolgt aber sehr viel langsamer und unvollständig. Außerdem entstehen statt Kohlenstoffdioxid und Mineralsalzen wie Nitrat und Sulfat giftige Stoffe wie Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Diese Stoffe und der Sauerstoffmangel machen den See zu einem lebensfeindlichen Gewässer, in dem nur wenige Arten in geringer Individuenzahl leben können. Hypertrophe Seen verlanden vom Ufer aus.
Nahrungsbeziehungen
Nahrungsnetz
Ein Nahrungsnetz stellt im Idealfall alle Nahrungsbeziehungen zwischen den Organismen eines Ökosystems dar. Um die Übersichtlichkeit zu wahren, ist im folgenden Beispiel nur ein Ausschnitt aus dem Nahrungsnetz eines europäischen Sees dargestellt. Auf Aasfresser und Destruenten wurde dabei verzichtet.
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Siehe auch
Aquatische Lebensräume, Ökosystem Meer, Uferentwicklung, Anomalie des Wassers, Sprungschicht, Binnensee, Temperaturschichtung