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Der Mangrovenwald ist ein einzigartiges Ökosystem. Es gilt als das produktivste aller Ökosysteme auf unserem Planeten. Mangrovenwäldern sind ein Teil einer Verlandungsgesellschaft an den Küsten von tropischen Gewässern. Mangroven haben Eigenschaften entwickelt, die es ihnen ermöglich im Brackwasser, der Grenzzone zwischen Süss- und Salzwasser, zu wachsen. Mit ihren Stütz- oder Stelzwurzeln können sich im schlammigen Untergrund gut verankern.
Die Mangroven verfügen über sogenannte Luftwurzeln, welche ihnen als Atmungsorgane dienen.
Die Blätter haben die Fähigkeit, überschüssige Salzkonzentrationen abzubauen. Eine zu hohe Salzkonzentration könnte die Zellstruktur der Pflanzen zerstören. Die Mangroven haben ein einzigartiges Fortpflanzungssystem entwickelt . Der Samen bleibt bei der Mutterpflanze und keimt dort in einem herausragenden Brutbeutel , bevor er vom Mangrovenbaum in den Schlick fällt.
Mangrovenwälder gibt es in über 110 Ländern auf dieser Erde. Sie bedecken gegenwärtig noch eine Fläche von über 200'000 Quadratkilometern, was etwa der fünffachen Fläche der Schweiz entspricht.
Man unterscheidet Küstenmangroven, Flussmündungsmangroven und Riffmangroven. Die Küstenmangroven wachsen im Gezeitenbereich entlang von flach abfallenden Küsten und werden nicht mit Süsswasser aus dem Inland versorgt. Die Flussmündungsmangroven wachsen in den Brackwasserzonen von Flussdeltas.
Der durchschnittliche Salzgehalt (Salinität) von Meerwasser beträgt 35‰. Diese Konzentration entspricht einem osmotischen Druck von 25 atm (= 25 bar = 25 x den normalen Luftdruck). Der osmotische Druck spielt beim Wachstum der Mangrovenpflanze und bei der Regulierung der Salzkontration eine wichtige Rolle.
Mangroven können kein Meerwasser aufnehmen. Bei einer Aufnahme von salzhaltigem Meerwasser würdein den Blättern innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne eine gesättigte Salzlösung entstehen, weil die Blätter bei ihrer Transpiration nur salzfreies Wasser abgeben.
In den Mangrovenblättern besteht ein Druck, welcher Saugkräfte von35 - 55 atm (= 35 - 55 bar) erzeugt. Dieser Druck ist wesentlich höher als der osmotische Druck in der Bodenfeuchtigkeit. Die Mangrovenpflanze ist in der Lage, diese Saugkräfte in die Wurzeln zu übertragen. Die Wurzeln saugen nach wissenschaftlichen Erkenntnissen Salzwasser an. Der grösste Teil der Salze im angesaugten Meerwasser wird von den Wurzeln herausgefiltert. Das gefilterte Wasser wird in die Blätter geleitet. Es weist nur noch eine sehr geringe Salzkonzentration auf. Die in der Blattlösung enthaltenen Salze werden zum Aufbau des Saugkräfte benötigt.
Konzentration im Zellsaft in den Blättern einer Küstenmangrove:
- täglich im Bereich der Gezeiten wurzelnd:30 bis 40 atm
Im Gezeitengrenzbereich landeinwärts ist die Salzkonzentration im Boden höher als in jenen Zonen, welche täglich mehrfach von Meerwasser überspült werden und somit ein Teill des zuvor abgelagerten Salzes wieder im Meerwasser gelöst wird.In jenen Zonen, welche nur bei Springflut mit Wasser überdeckt werden, ist die Salzkonzentration am höchsten, weil das Meerwasser an diesen Stellen vollständig verdunstet und so die ganze Menge der im Meerwasser enthaltenen Mineralsalzen abgelagert wird.
Alle in Salzböden wurzelnden Pflanzen nehmen Mineralsalze auf, welche sie im Zellsaft speichern. Wie bei den meisten auf salzhaltigem Grund wachsenden Pflanzen entspricht auch bei den Mangroven der potentielle osmotische Druck in den Blättern jenem der Bodenschicht, in welchem die Wurzeln wachsen.
Pflanzenwachstum im Brackwasser - Meerwasseerentsalzung
Bei einer Osmose diffundiert ein Lösungsmittel durch eine semipermeable (halbdurchlässige) Membrane von einer Lösung zu einer anderen gleichartigen Lösung mit einer geringere Konzentration an gelösten Teilchen. Eine höher konzentrierte Lösung wird durch das Bestreben nach einem Konzentrationsausgleich so lange durch die Diffusionsvorgänge (das Diffundieren von Lösungsmittelmolekülen) verdünnt, bis zwischen beiden Lösungen gleich viele Lösungsmittelmoleküle diffundieren. Durch das Eindringen von Lösungsmittelmolekülen in die zuvor konzentriertere Lösung steigt in dieser der Druck der Flüssigkeit. Ein Gleichgewichtszustand im Diffusionsprozess ist dann erreicht, wenn in beide Richtungen gleich viele Lösungsmoleküle diffundieren. Der in der immer noch schwächer konzentrierten Lösung herrschende Überdruck wird als osmotischer Druck bezeichnet.
Der osmotische Druck ist der Druck, welche die in der Lösung befindlichen gelösten Stoffmeloküle auf die Membrane ausüben. Er ist vergleichbar mit dem Gasdruck, welche eingeschlossene Gasmoleküle auf die Begrenzungsflächen ausüben.
Der osmotische Druck in Pflanzenzellen beträgt etwa 5 bis 25 bar.
Normaldruck: 1 atm = 760Torr (mm Quecklibsrsäule) = 101'325 N/m2 = 101'325 Pa = 1'013,25 hPa = 1'013,25 mbar = 1,01325 bar
Meerwasser
Sauberes Meerwasser schmeckt bitter und salzig. Der bittere Geschmack stammt von den Magnesiumsalzen. Der salzige Geschmack wird vor allem durch das Kochsalz hervorgerufen.
Das Meerwasser enthält zahlreiche Mineralsalze. Den höchsten Anteil im Salzgehalt von Meerwasser bilden das Natriumchlorid (NaCl = Kochsalz), das Magnesiumchlorid (MgCl2), das Calziumsulfat (CaSO4) und das Kaliumsulfat (K2SO4).