Ein Ökosystem kann so klein wie eine Wasserpfütze oder so groß wie eine Wüste sein. Es kann als ein spezifischer Bereich definiert werden, der aus lebenden Organismen – z. B. Flora und Fauna – und den nicht lebenden Faktoren besteht, die ihren Lebensraum ausmachen. Innerhalb dieses Ökosystems ist ein limitierender Nährstoff ein relativ seltenes natürlich vorkommendes Element. Wachstum findet nur so lange statt, wie der Nährstoff verfügbar ist.
Süßwasser-Ökosysteme
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Seen und Flüsse sind Süßwassersysteme, die auf Phosphor und Stickstoff angewiesen sind, um das Gleichgewicht der Pflanzen- und Tierwelt in ihnen aufrechtzuerhalten. Im Allgemeinen ist Phosphor der limitierende Nährstoff in Süßwassersystemen, was bedeutet, dass weniger Phosphor natürlicherweise in Flüssen und Seen vorkommt als Stickstoff; Dies begrenzt die Menge an Pflanzen, die in einem Gewässer wachsen können. Wenn die Phosphormengen ansteigen, wachsen Pflanzen auf ein lästiges Niveau, verstopfen Flüsse und erschweren die Navigation. In Seen treibt überschüssiger Phosphor Algenblüten an, die dem Wasser Sauerstoff entziehen und zum Fischsterben führen können; Dieses Phänomen wird als Eutrophierung bezeichnet. Überschüssiger Phosphor gelangt durch Düngemittelabfluss auf Rasenflächen und Kläranlagen in Gewässer.
Marine Ökosysteme
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Stickstoff und Phosphor kommen beide natürlich im Ozean vor, wo sie das Wachstum von Wasserpflanzen unterstützen, von denen sich Schalentiere und andere Meeresorganismen ernähren. Stickstoff ist normalerweise der limitierende Nährstoff, der die Ökosysteme der Ozeane im Gleichgewicht hält. Wenn die Menge zunimmt, kann es zu Phytoplanktonblüten kommen. Die mikroskopisch kleine Pflanze wächst mit beschleunigter Geschwindigkeit und bildet einen grünen Schaum auf der Wasseroberfläche in der Nähe von Land. Überschüssiger Stickstoff gelangt durch Regenwasserabfluss und die Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Ökosysteme der Ozeane.
Terrestrische Ökosysteme
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Pflanzen, die in landbasierten Ökosystemen wie einem Wald leben, benötigen zum Leben dreizehn verschiedene Mineralien. Wenn einer dieser Nährstoffe fehlt oder knapp wird, gilt er als limitierender Nährstoff. Phosphor und Stickstoff sind in der Regel limitierende Nährstoffe, da Pflanzen täglich große Mengen davon benötigen. Mikronährstoffe wie Eisen und Bor können jedoch Nährstoffe einschränken, wenn sie knapp sind, während ausreichende Mengen an Stickstoff und Phosphor vorhanden sind. Ein Bodennährstoff in begrenztem Angebot führt zu einem verkümmerten Wachstum oder einer geringeren Anzahl von Pflanzen in einem Ökosystem.
Auswirkungen auf Ökosysteme
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Die Begrenzung von Nährstoffen ist wichtig, da sie die Menge der Pflanzen bestimmen, die den Tieren zur Verfügung stehen. Dies beeinflusst, wie viele Tiere in einem bestimmten Lebensraum leben können. Wenn ein limitierender Nährstoff zu knapp ist, gehen die Tierpopulationen zurück; wenn es zunimmt, schwellen die Tierpopulationen an. Der limitierende Nährstoff in einem Ökosystem sollte nicht mit limitierenden Faktoren wie Nahrung, Unterkunft, Temperatur und Raum verwechselt werden, die alle den Anstieg und Rückgang von Tierpopulationen beeinflussen. Der Begriff „limitierender Nährstoff“ bezieht sich auf ein Element, das bei der Herstellung von Lebensmitteln verwendet wird, aber nicht auf das Lebensmittel selbst.