Laut dem Erlass für das anstehende Abitur sollen verschiedene Themen anhand des Ökosystems „Fließgewässer“ erklärt werden. Der Aufbau sowie biotische und abiotische Faktoren dieses Ökosystems werden im Folgenden aufgeführt.
Fließgewässer können zur Gruppe der Binnengewässer gezählt werden. Zu den Fließgewässern können alle oberirdisch fließenden Gewässer wie Rinnsal, Bach, Fluss und Strom gezählt werden. Diese zeichnet aus, dass das Wasser stetig in Bewegung ist und verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten aufweisen. Von den Fließgewässern können Stillgewässer wie zum Beispiel Seen, Teiche und Tümpel, in denen keine oder nur eine geringfügige Fließgeschwindigkeit vorhanden ist, abgegrenzt werden.
Fließgewässer entspringen meist aus Quellen. Diese Quellen entstehen durch den Austritt von Grundwasser an der Geländeoberfläche. Nach dem Austritt fließt das Wasser bedingt durch die Schwerkraft „bergab“. Dabei vereinigen sich mehrere Quellen meist zu einem Rinnsal oder Bach.
Fließgewässer können in Ober-, Mittel- und Unterlauf eingeteilt werden. Diese Einteilung richtet sich vor allem nach dem Gefälle, dem sie ausgesetzt sind. Je nach Abschnitt unterscheiden sich auch die biotischen und abiotischen Faktoren.
Oberlauf: Als Oberlauf wird der Abschnitt eines Baches oder Flusses in der Nähe der Quelle bezeichnet. Dieser Abschnitt hat meist einen geringen Durchmesser, ein starkes Gefälle und ist durch eine entsprechend hohe Fließgeschwindigkeit geprägt. Die Wassertemperatur ist im Vergleich zu dem Mittel- und Unterlauf meist niedrig und der Sauerstoffgehalt durch eine hohe Luftdurchmischung hoch.
Mittellauf: Der Oberlauf geht in den Mittellauf über. Bei diesem ist das Gefälle weniger steil, die Fließgeschwindigkeit geringer und der Durchmesser größer. Durch die geringere Fließgeschwindigkeit ist die Besiedlung mit Wasserpflanzen besser möglich als im Oberlauf. Der Sauerstoffgehalt ist niedriger als im Oberlauf und höher als im Unterlauf. Die Temperatur verhält sich dem entgegengesetzt.
Unterlauf: Der Unterlauf eines Baches oder Flusses läuft durch vergleichsweise ebenes Gelände und hat eine entsprechend niedrige Fliesgeschwindigkeit und ist breiter als der Ober- und der Mittellauf. Dadurch ist die Wassertemperatur höher und der Sauerstoffgehalt niedriger. Der Unterlauf mündet schließlich ins Meer oder in einen anderen Fluss.
Aus den unterschiedlichen Bedingungen der Flussabschnitte ergeben sich verschiedene Voraussetzungen für Lebewesen.
Wie bereits angedeutet, unterscheiden sich die verschiedenen Flussabschnitte und ihre Lebensräume hinsichtlich der abiotischen Faktoren. Diese umfassen unter anderem die Fließgeschwindigkeit, den Sauerstoffgehalt, die Temperatur sowie den pH-Wert und die im Wasser gelösten Stoffe:
Fließgeschwindigkeit: Die Fließgeschwindigkeit in Fließgewässern ist durch das Gefälle bestimmt und nimmt vom Oberlauf zum Unterlauf hin ab. Durch die Unterschiede in der Fließgeschwindigkeit leben in dem Oberlauf mit einer hohen Fließgeschwindigkeit andere Lebewesen als in dem Unterlauf.
Temperatur: Die Temperatur des Wassers ist unter von der Fließgeschwindigkeit sowie dem Wachstum von Pflanzen in direkter Umgebung des Flusses abhängig. Eine hohe Fliesgeschwindigkeit sowie ein starker Uferbewuchs, der das Wasser gegenüber Sonnenlicht abschirmt, tragen zu einer niedrigeren Temperatur bei. Diese Faktoren führen dazu, dass die Temperatur am Oberlauf niedriger als am Mittel- und Unterlauf ist.
Sauerstoffgehalt: Zur Sauerstoffaufnahme des Wassers kommt es durch Sauerstoffdiffusion aus der Luft sowie Photosynthesevorgänge von Pflanzen. Die Diffusion steigt bei Zunahme der Fließgeschwindigkeit an. Zudem ist die Fähigkeit des Wassers Sauerstoff zu binden von der Temperatur des Wassers abhängig. Je kühler das Wasser ist, umso höher ist das Sauerstoffbindungsvermögen. Diese Faktoren sind entscheidend für den hohen Sauerstoffgehalt im Oberlauf. Zum Sauerstoffverbrauch kommt es in einem Fließgewässer durch die Zersetzung abgestorbener organischer Substanzen durch Bakterien. Je höher die Menge an organischem Material in einem Gewässer ist, umso mehr abgestorbene Substanzen werden abgebaut und umso niedriger ist der Sauerstoffgehalt.
Stoffkreislauf: Auch für das Ökosystem Fließgewässer kann ein Stoffkreislauf skizziert werden. Wie auch bei anderen Ökosystemen handelt es sich hierbei um ein komplexes System. Die Veränderung einzelner Bestandteile des Ökosystems hat auch immer eine Wirkung auf die restlichen Bestandteile.
Als Primärproduzenten fungieren in einem Fließgewässer Pflanzen, Algen und Bakterien, die Photosynthese betreiben können (bspw. Cyanobakterien). Hierbei nehmen vor allem die Algen eine wichtige Funktion als Primärproduzenten ein. Beeinflusst werden die Primärproduzenten unter anderem durch die Dauer und die Intensität des Sonnenlichtes sowie die Lichtdurchlässigkeit des Wassers und die Temperaturen. Außerdem spielt auch das Vorhandensein bestimmter gelöster Stoffe wie Nitrat, Phosphat und Kohlenstoffdioxid eine wichtige Rolle.
Die erste Ebene der Konsumenten bilden die pflanzenfressenden Lebewesen (sogenannte Herbivoren). Vertreter sind hierbei zum Beispiel Weidegänger oder Nasen (Chondrostoma nasus), die sich unter anderem von Algen ernähren. Die Konsumenten erster Ordnung dienen wiederum als Nahrung für Sekundärkonsumenten (fleischfressende Lebewesen). Zu den Sekundärkonsumenten zählen unter anderem fleischfressende Fische, aber auch Amphibien und Vögel. Zu den Tertiärkonsumenten, die sich unter anderem von anderen Fischen ernähren, zählen Raubfische wie der Hecht oder Wasservögel wie Kraniche.
Die Destruenten in dem Ökosystem Fließgewässer sind für den Abbau toter organischer Substanzen verantwortlich. Dabei werden organische Verbindungen unter Verbrauch von Sauerstoff in anorganische Verbindungen abgebaut. Bei Destruenten handelt es sich vor allem um Bakterien und Pilze.
Symbiosen: Ein Beispiel für zwei Arten, die in einem Fließgewässer in Symbiose leben, sind Krebsegel und Flusskrebse. Dabei leben die Krebssegel auf den Außenpanzern von Flusskrebsen und reinigen diese, indem sie sich von den Ablagerungen auf den Außenpanzern der Flusskrebse ernähren.
Parasitismus: Wie auch der Mensch können Fische von Bandwürmern befallen werden. Je nach Art können die Fische dann Zwischen- oder Endwirt sein.