Ecosystem Groundwater

Abstract The main characteristics of the groundwater biotope are described, especially with respect to their effects on the structure and function of its biocenosis. Priority is given to the situation in pore aquifers, for joint and karst aquifers the description is in some respects only of limited significance. The narrowness occurring in most aquifers excludes many organisms from colonization because of their size. The darkness of the subsurface results in a specific food web dominated by microorganisms, where metazoa occur only in oxygen containing areas with sufficiently large interstices and which is dependent on the supply with organic matter from the surface. The lack of food in the groundwater is a direct consequence of the darkness, which results in a lack of photoautotrophic primary production, which is by far not replaced by the low amount of chemoautotrophic primary production. The living conditions in the natural subsurface are mostly constant, compared to ecosystems from the earth’s surface. This is true for physical as well as for chemical conditions; because of their special importance, temperature, oxygen concentration, and the supply of organic matter are discussed in more detail. The stability of the environmental conditions favours the development of specifically adapted communities, which are not prepared to adjust themselves to rapidly changing conditions and which thus are much more susceptible to disturbances than communities on the earth’s surface. Zusammenfassung Die wesentlichen Kennzeichen des Lebensraums Grundwasser werden insbesondere im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die Struktur und Funktion seiner Lebensgemeinschaften dargestellt. Dabei steht die Situation in Porengrundwasserleitern im Vordergrund; für Kluft- und Karstgrundwasserleiter sind die Aussagen teilweise nur eingeschränkt gültig. Die räumliche Enge in den meisten Aquiferen schließt je nach Größe der Lückenräume viele Organismen von der Besiedlung aus. Die Dunkelheit des Untergrundes hat ein spezielles Nahrungsgefüge zur Folge, in dem Mikroorganismen dominieren, in dem mehrzellige Tiere nur in sauerstoffhaltigen Bereichen mit ausreichend großen Lückensystemen vorkommen und das von der Zufuhr organischer Stoffe von der Erdoberfläche abhängt. Die Nahrungsarmut im Grundwasser ist direkte Folge der Dunkelheit und der daher fehlenden photoautotrophen Primärproduktion. Deren Fehlen kann durch die niedrige chemoautrophe Primärproduktion bei weitem nicht ausgeglichen werden. Die Lebensbedingungen in den unterirdischen Lebensräumen zeichnen sich durch große Konstanz, verglichen mit den Ökosystemen der Erdoberfläche, aus. Das gilt sowohl für die physikalischen wie für die chemischen Milieufaktoren, von denen als besonders bedeutsam Temperatur, Sauerstoff und die Versorgung mit organischen Substanzen ausführlicher betrachtet werden. Die Konstanz der Lebensbedingungen begünstigt die Entwicklung speziell angepasster Lebensgemeinschaften, die nicht darauf eingestellt sind, sich kurzfristig ändernden Bedingungen anzupassen und daher viel empfindlicher gegen Störungen sind als die Lebensgemeinschaften der Erdoberfläche