Biologie - Ökologie

Waldökosystem leicht erklärt

Ein Wald ist kein Haufen Bäume, sondern ein Ökosystem — ein Netz aus Lebewesen und ihrer Umwelt, in dem Energie hindurchfließt und Stoffe im Kreis laufen. Wer das trennt, versteht den Rest sofort.

Energie fließt hindurch · Stoffe laufen im Kreis die Sonne liefert nach, Kohlenstoff und Stickstoff werden immer wieder verwendet
Fachbegriffe

Produzenten — Pflanzen, sie bauen aus Licht organische Stoffe auf.
Konsumenten — Tiere, sie fressen. Erste Ordnung = Pflanzenfresser, zweite Ordnung = Fleischfresser.
Destruenten — Pilze, Bakterien und Bodentiere, sie zersetzen Totes zu Mineralstoffen.
Biotop — der Lebensraum mit Boden, Klima, Wasser.
Biozönose — die Lebensgemeinschaft aller Arten darin.
Stockwerkbau — die Schichtung von der Moosschicht bis zur Baumkrone.

Der Stockwerkbau

Wer lebt in welcher Schicht
SchichtHöhetypische Bewohner
Baumschichtüber 5 mBuche, Eiche, Specht, Eichhörnchen
Strauchschicht1–5 mHaselnuss, Holunder, Singvögel
Krautschichtbis 1 mFarne, Buschwindröschen, Insekten
MoosschichtBodennäheMoose, Pilze, Käfer
Wurzelschichtim BodenRegenwürmer, Bakterien, Pilzgeflecht

Die Schichtung ist kein Zufall, sondern eine Antwort auf das Licht. Am Waldboden kommen oft weniger als zwei Prozent des Sonnenlichts an — deshalb blühen Buschwindröschen im März, bevor die Buchen austreiben.

Warum die Destruenten die wichtigsten sind

Ohne Zersetzer läge das Laub jedes Jahr aufeinander und die Nährstoffe blieben darin gebunden. Regenwürmer zerkleinern, Pilze und Bakterien mineralisieren. Erst dadurch stehen Stickstoff, Phosphor und Kalium den Wurzeln wieder zur Verfügung. Ein Hektar Waldboden enthält mehrere Tonnen Lebewesen — mehr Biomasse als alle Waldtiere darüber zusammen.

💬 Mia fragt Opa Theo

Mia

Warum ist ein Fichtenforst schlechter als ein Mischwald?

Opa Theo

Weil alle Bäume gleich alt und gleich anfällig sind. Kommt der Borkenkäfer, trifft er jeden. In einem Mischwald findet er nur einen Teil.

Mia

Und die Nadeln?

Opa Theo

Die verrotten langsam und versauern den Boden. Buchenlaub ist in einem Jahr weg, Fichtennadeln brauchen bis zu sieben.

Typische Fehler

Nahrungskette statt Nahrungsnetz. Fast jede Art frisst mehrere andere — Ketten sind nur eine Vereinfachung.
Destruenten vergessen. Ohne sie bricht der Stoffkreislauf zusammen.
Energie als Kreislauf dargestellt. Energie fließt hindurch und geht als Wärme verloren, nur Stoffe kreisen.
Biotop und Biozönose gleichgesetzt. Biotop ist der Raum, Biozönose die Gemeinschaft. Beides zusammen ergibt das Ökosystem.

Übungsaufgabe

Von der Sonnenenergie, die eine Pflanze bindet, gelangen nur etwa 10 % in die nächste Trophiestufe. Erkläre, wohin der Rest geht, und begründe damit, warum Nahrungsketten selten mehr als vier Glieder haben.

Lösung anzeigen

Der größte Teil wird veratmet und als Wärme abgegeben — jedes Lebewesen braucht Energie für Bewegung, Wachstum und Erhaltung. Weitere Anteile stecken in nicht verwertbaren Bestandteilen wie Knochen oder Zellulose und gehen mit dem Kot an die Destruenten.

Bei 10 % pro Stufe bleiben von 10.000 Energieeinheiten der Pflanzen noch 1000 beim Pflanzenfresser, 100 beim ersten Fleischfresser und 10 beim zweiten. Ab der fünften Stufe reicht die Energie nicht mehr aus, um eine Population zu ernähren. Deshalb gibt es viele Mäuse, wenige Füchse — und keine Tiere, die sich von Wölfen ernähren.

Was ein Wald für uns leistet

Ein Wald erzeugt nicht nur Holz. Er erbringt eine Reihe von Leistungen, die man erst bemerkt, wenn sie ausfallen - und die sich erstaunlich konkret beziffern lassen.

Die bekannteste ist die Bindung von Kohlenstoff. Ein Hektar mitteleuropäischer Wald nimmt im Mittel einige Tonnen Kohlenstoffdioxid im Jahr auf und legt den Kohlenstoff in Holz, Wurzeln und Waldboden ab. Wichtig ist dabei: Ein alter Wald speichert viel, wächst aber langsam; ein junger Wald speichert wenig, nimmt aber schnell zu. Beides zusammen ergibt erst ein stabiles Lager. Fast ebenso wichtig ist die Wasserwirtschaft. Der Kronendach hält Regen zurück, die Streuschicht wirkt wie ein Schwamm, und der durchwurzelte Boden lässt Wasser langsam versickern statt oberflächlich abzufließen. Deshalb schützt Wald am Hang vor Erosion und im Einzugsgebiet vor Hochwasserspitzen. Nebenbei wird das versickernde Wasser gefiltert - ein erheblicher Teil des deutschen Trinkwassers stammt aus Waldgebieten.

Das Klima unter den Bäumen

Wer im Sommer aus einem Feld in einen Wald tritt, spürt den Unterschied sofort, und er ist messbar: An heißen Tagen liegt die Temperatur im Buchenwald oft 4 bis 8 Grad unter der auf der offenen Fläche. Zwei Vorgänge wirken zusammen. Erstens beschattet das Kronendach den Boden - unten kommen je nach Baumart nur wenige Prozent des Lichts an, und Licht, das nicht ankommt, heizt auch nicht. Zweitens verdunsten die Bäume große Mengen Wasser über ihre Blätter, und jede Verdunstung kühlt. Eine ausgewachsene Buche gibt an einem warmen Sommertag mehrere hundert Liter Wasser ab. Dazu kommt, dass Wald den Wind bremst und die Luftfeuchte hochhält. Genau diese Kombination macht den Waldrand zu einem eigenen Lebensraum: Dort trifft das feuchte, schattige Innenklima auf das trockene, helle Außenklima, und deshalb leben am Waldrand mehr Arten als in der Fläche dahinter.

Diese Leistungen erklären auch, warum der Umbau von Fichtenforsten zu Mischwäldern so aufwendig betrieben wird. Ein artenreicher Wald mit unterschiedlich alten Bäumen fängt Störungen ab, die eine gleichförmige Anpflanzung in einer einzigen Saison verlieren würde.

Buchen und Pilze leben in Symbiose: Das Pilzgeflecht umhüllt die Feinwurzeln, liefert Wasser und Mineralstoffe und bekommt dafür Zucker. Über dieses Netz tauschen Bäume sogar Nährstoffe untereinander aus.

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