Der Wald - ein funktionierendes
System
Wir durchstreifen die Wälder zu jeder Jahreszeit. Im Frühjahr
freuen wir uns über das Erwachen der vielen Frühblüher, das
Hervorbrechen des frischen Laubes; im Sommer geniessen wir die Kühle
im Schatten des mächtigen Kronendaches. Der herbstliche Laubwald
bringt bunte Farben in allen Abstufungen hervor; im Winter
beeindrucken uns die Stille und oft auch die Verzauberung durch
den Schnee. Viele Menschen unserer Zeit suchen in den Wäldern
Ruhe, Entspannung und Erholung. Ohne Wälder wäre unser Leben um
vieles ärmer. Jeder Wald bildet für sich eine geschlossene Lebensgemeinschaft.
Sie umfasst alle Pflanzen und Tiere, die innerhalb dieses
Lebensraumes vorkommen, von den Bäumen bis zum kleinsten
Bakterium in der Erde, vom Reh, dem Hasen bis zur winzigen
Blattlaus an den Zweigen der Nadelbäume. Die vielfältigen
Beziehungen zwischen den Lebewesen in dieser Lebensgemeinschaft
und ihre gegenseitige Abhängigkeit sind kompliziert und nur
schwer durchschaubar. Wir wollen versuchen, einigeEinblicke in
den Aufbau dieser Lebensgemeinschaft und in die gegenseitige Abhängigkeit
ihrer Lebewesen zu gewinnen.
Was ist ein Ökosystem
Ein Ökosystem ist ein dynamisches System zwischen Lebewesen und ihrem Lebensraum.
Es ist ein komplexes Wirkungsgefüge zwischen Organismen, wie z.B. Pflanzen, Tieren,
Bakterien und Pilzen, die eine Lebensgemeinschaft bilden, sowie den Energieströmen
und Stoffkreisläufen innerhalb des Systems.
Ökosysteme können auf unterschiedliche Arten klassifiziert werden. Als Ökosysteme können sowohl ganz kleine Gebiete wie Wasserlöcher als auch große Regenwälder bezeichnet werden. Im allgemeinen können Ökosysteme aber nicht voneinander abgegrenzt werden. Das Ökosystemkonzept hat sich für die Ökologie als sehr nützlich erwiesen. Unter anderem wird es verwendet, um die verschiedenen Lebensräume auf der Welt zu beschreiben. Zu den terrestrischen Ökosystemen gehören arktische und alpine Ökosysteme, WaldÖkosysteme, die in viele verschiedene Arten unterteilt werden können, einschließlich des tropischen Regenwaldes, der mediterranen Wälder mit immergrünen Bäumen, der borealen Nadelwälder und Laubwälder.
Schließlich gibt es noch Grasland und Savannen, Wüsten sowie semiaride Ökosysteme. Zu den SüßwasserÖkosystemen gehören Seen, Flüsse und Sumpfland. "Hybride" Ökosysteme aus terrestrischen und Süßwassersystemen sind Sumpfwälder und jahreszeitabhängige Überschwemmungsgebiete. MeeresÖkosysteme umfassen Korallenriffe, Mangrovensümpfe, Seegraswiesen und andere Ökosysteme entlang der Küste sowie im seichten Wasser bis hin zu Ökosystemen im offenen Meer und den wenig bekannten Lebensräumen in den Tiefen und Tiefseegräben der Weltmeere. Der Begriff Ökosystem wird des weiteren zur Beschreibung von geographischen Gebieten mit unterschiedlichen Lebensräumen verwendet, die in engem Zusammenhang miteinander stehen. Ein Beispiel ist die Serengeti in Ostafrika mit Seronera im Zentrum, in der sich eine einmalige Tier- und Pflanzenwelt erhalten hat. Zu ihren unterschiedlichen Lebensräumen gehören Grassteppen, bewaldete Savannen, Buschland sowie Felsen, Flüsse und jahreszeitabhängige Wasserlöcher. Die fruchtbarsten Teile der Weltmeere wurden ebenso in eine Reihe großer MeeresÖkosysteme mit vielen verschiedenen Lebensräumen unterteilt. Beispiele sind das Schwarze Meer, der Benguelastrom vor der Südwestküste Afrikas und der Golf von Mexiko.
Natürliche Veränderungen in den Ökosystemen Ökosysteme sind offene Systeme. In den offenen Stoffkreisläufen stellt sich ein "natürliches Gleichgewicht" ein. Dieses ändert sich langsam, wenn sich die äußeren Gegebenheiten ändern. Das Klima ist der wichtigste Faktor für Veränderungen eines Öksystems. So sind in Landökosystemen Temperatur, Niederschlag und Jahreszeiten die wichtigsten Determinanten. Eine Veränderung eines dieser Faktoren kann langfristige Auswirkungen haben. Die Eiszeiten des Quartärs, die eine festländische Vergletscherung und Verkleinerung der Feuchtwälder in den Tropen zur Folge hatten, sind ein Beispiel dafür. Klimaveränderungen mit starken geographischen Auswirkungen können aber auch über kurze Zeitabschnitte auftreten und ebenso wie lokale Ereignisse die Ökosysteme beeinflussen: Brände, Überschwemmungen und Erdrutsche sind natürliche Ereignisse mit möglichen starken Effekten. Sie müssen aber nicht unbedingt negative Folgen haben. Viele Ökosysteme benötigen sogar regelmäßige Störungen, um sich selbst erhalten zu können. Geologische Vorgänge und die Evolution tragen ebenfalls entscheidend zur Veränderung von Ökosystemen bei. Die Kontinentaldrift verändert das Aussehen des Planeten, indem sie neue Landschaften kreiert und andere zerstört, während die Evolution neue Lebensformen hervorbringt, die ihrerseits neue Ökosysteme bilden können und zur selben Zeit zur Ausrottung anderer Arten sowie zur Vernichtung und Umwandlung ihrer Ökosysteme beitragen.
Der Wald - ein funktionierendes System
Wir durchstreifen die Wälder zu jeder Jahreszeit. Im Frühjahr freuen wir uns über das Erwachen der vielen Frühblüher, das Hervorbrechen des frischen Laubes; im Sommer geniessen wir die Kühle im Schatten des mächtigen Kronendaches. Der herbstliche Laubwald bringt bunte Farben in allen Abstufungen hervor; im Winter beeindrucken uns die Stille und oft auch die Verzauberung durch den Schnee. Viele Menschen unserer Zeit suchen in den Wäldern Ruhe, Entspannung und Erholung. Ohne Wälder wäre unser Leben um vieles ärmer. Jeder Wald bildet für sich eine geschlossene Lebensgemeinschaft. Sie umfasst alle Pflanzen und Tiere, die innerhalb dieses Lebensraumes vorkommen, von den Bäumen bis zum kleinsten Bakterium in der Erde, vom Reh, dem Hasen bis zur winzigen Blattlaus an den Zweigen der Nadelbäume. Die vielfältigen Beziehungen zwischen den Lebewesen in dieser Lebensgemeinschaft und ihre gegenseitige Abhängigkeit sind kompliziert und nur schwer durchschaubar. Wir wollen versuchen, einige Einblicke in den Aufbau dieser Lebensgemeinschaft und in die gegenseitige Abhängigkeit ihrer Lebewesen zu gewinnen.
Vom Aufbau des Waldes
Die Abbildung zeigt uns einen Ausschnitt aus einem natürlichen Wald. Wir empfinden dieses Waldbild als etwas Ausgeglichenes, Wohltuendes. Woran mag das wohl liegen? Vereinzelte junge Bäume stehen neben alten, schlanke neben dicken, kleine neben grossen. Die Vielfalt der Formen belebt ,das Bild. Es mag uns vorerst schwer fallen, eine Ordnung innerhalb des Ganzen zu erkennen. Bäume prägen das Bild des Waldes. Sie herrschen eindeutig vor und schaffen die Bedingungen, denen sich die übrigen Pflanzen anpassen müssen. Auf den kräftigen, säulenartigen Stämmen ruht das mächtige Kronendach, das im vollen Lichte steht, das aber auch die Wucht des Regens und des Sturmes bricht. Die hohen Nadel- und Laubbäume bilden die Baumschicht. Wo das Kronendach genügend Licht durchlässt, vermag sich eine Strauchschicht, in der auch der Jungwuchs der Waldbäume vertreten ist, zu entwickeln. Die Krautschicht gedeiht dort üppig, wo die Strauchschicht nicht allzu dicht und der Boden an Nährstoffen reich ist. Die Moosschicht schliesslich erhält am wenigsten Licht. Moospolster und Moosdecken bieten zahlreichen Kleintieren Schlupfwinkel. Der Waldboden wird von den verschiedenen Pflanzen ungleich erschlossen. Moose, Pilze und Sauerklee haften an den obersten Schichten, dem Mull, der verwesende Blätter und pflanzliche Reste enthält, die zu Humus zersetzt werden. Kräuter und Farne wurzeln in den obersten Humusschichten. Kleine und grosse Fichten breiten ihre Wurzeln flach aus. Tief in die Erde dringen dagegen Buchen, Weisstannen und Eichen.
Menschlicher Einfluss auf Ökosysteme
Alle natürlichen Lebensräume und Ökosysteme haben heute ein gemeinsames Problem: die Menschheit. Durch den wirtschaftenden Menschen ändern sich Stoffeinträge (Luftverschmutzung, Gewässereutrophierung) und die Zusammensetzung der Arten (Ausrottung bestimmter Tierarten zerstört das Gleichgewicht). Zerstörung und Verinselung von Lebensräumen Die direkteste Einflussnahme des Menschen auf Ökosysteme besteht in ihrer Zerstörung oder Umwandlung. Der Kahlschlag zerstört Wälder - nachfolgend entwickelt sich meist nur eine artenärmere Sekundärvegetation. Auch selektives Holzfällen kann Wald-Ökosysteme in entscheidender Weise verändern. Die Aufsplitterung eines einst zusammenhängenden Ökosystems kann dazu führen, dass die verbleibenden Reste zu klein sind, um existieren zu können. Klimaveränderung Die Menschheit hat einen starken Einfluss auf die globale Erwärmung. Der durch Luftschadstoffe verursachte Treibhauseffekt und die damit verbundene Erwärmung der Atmosphäre sind wissenschaftlich nicht hundertprozentig erwiesen, gilt aber als sehr wahrscheinlich.
Auswirkungen
Über die genauen Auswirkungen ist man sich ebenfalls noch nicht im Klaren. Umweltverschmutzung Die Verschmutzung der natürlichen Umwelt durch eine Reihe von Schadstoffen aus Herbiziden, Pestiziden, Düngemitteln, Abfällen der Industrie, Kraftfahrzeugverkehr und Hausmüll führt zur stärksten Beeinträchtigung der Natur. Die Auswirkungen der Luftverschmutzung und Wasserverschmutzung sind oft zwar nicht unmittelbar erkennbar, können aber langfristig verheerende Folgen haben. Die Folgen des sauren Regens auf Süsswasser- und WaldÖkosysteme in grossen Teilen von Nord- und Mitteleuropa sind ein typisches Beispiel.
Züchtung von Tier- und Pflanzenarten
Der Mensch ist in zunehmendem Mass für Änderungen in der Verteilung einer grossen Anzahl von Tier- und Pflanzenarten verantwortlich. Hierzu gehören nicht nur Haustiere und Nutzpflanzen, sondern auch Schädlinge wie Ratten, Mäuse sowie viele Insekten und Pilze. Arten, die akklimatisiert werden, können durch räuberisches Verhalten starke Auswirkungen auf bestehende natürliche Ökosysteme haben, vor allem auf Inseln, auf denen sich heimische Arten isoliert entwickelt haben. So haben z. B. Füchse, Kaninchen, Eidechsen, Luchse, Wildkatzen und sogar Büffel und Kamele schwere Schäden in vielen Ökosystemen verursacht.
Ausrottung von Tier- und Pflanzenarten
Die Eliminierung einer grossen Anzahl von Tieren und Pflanzen aus einem Ökosystem kann zu einer starken ökologischen Veränderung führen. Ein Beispiel ist die Überfischung der Weltmeere.
Kontrolle der menschlichen Einflussnahme auf Ökosysteme
Die Kontrolle der Veränderungen in den Ökosystemen der Welt ist für die Menschheit zu einer grossen Herausforderung für das kommende Jahrtausend geworden. Ein entscheidender Faktor ist der Schutz der verbleibenden natürlichen Ökosysteme in Nationalparks und anderen geschützten Gebieten. Dies wird bestimmte Gebiete aber nicht davor bewahren, durch Klimaveränderungen sowie ubiquitär vorhandene Schadstoffe beeinflusst zu werden.
Die Zunahme der Umweltverschmutzung und die Zerstörung oder der massive Eingriff in die verbleibenden Ökosysteme verlangen weltweit Taten. Ein Lösungsansatz ist sicherlich in der Kontrolle des Bevölkerungswachstums sowie in einem verantwortungsbewussten Umgang mit den natürlichen Ressourcen zu sehen.
Die Waldbewohner - von biologischen Gleichgewicht
In einem natürlichen Mischwald finden viele Tiere Unterschlupf und Nahrung. Wir könnten uns einen Wald ohne Rehe, Hasen, Füchse, Dachse, Eichhörnchen und Mäuse, die vielen Vögel mit ihrem muntern Gesang und die unzähligen Insekten gar nicht vorstellen. Sie alle beleben den Wald erst recht. Er bietet ihnen einen weiten Lebensraum, worin sie sich gut entwickeln und fortpflanzen können.
Rehe, Hasen, Eichhörnchen, die vielen kleinen Nager, die samenfressenden Vögel und die laubfressenden Insekten ernähren sich ausschliesslich von Pflanzen. Ihnen allen bietet der Wald mit dem Laub, den Krautpflanzen, den Borken, den vielen Früchten und Samen einen reich gedeckten Tisch. Mit den pflanzlichen Nährstoffen bauen die Pflanzenfresser den eigenen Körper auf, indem sie die aufgenommene Nahrung zu körpereigenen Baustoffen verarbeiten. Gleichzeitig gewinnen sie aus der Nahrung auch die Energie für ihren Lebensbetrieb. Hasen, kleine Nager, Eichhörnchen, Insekten und andere mehr bilden nun die Nahrung der Fleischfresser. Füchse, Marder, Greifvögel, Maulwürfe und Waldspitzmäuse bewirken, dass die Pflanzenfresser nicht zu zahlreich werden. Zwischen den Waldpflanzen, den pflanzenfressenden und fleischfressenden Tieren stellt sich ein natürliches Gleichgewicht ein. Die Pflanzenfresser dürfen sich nicht beliebig vermehren, sonst zerstören sie durch übermässige Nutzung die sie ernährende Waldvegetation. Anderseits dürfen sich die fleischfressenden Tiere nicht unbegrenzt vermehren, wollen sie nicht den Bestand der Pflanzenfresser gefährden, von denen sie sich ernähren. Von der Pflanzendecke eines Waldes können viele Pflanzenfresser leben. Bedeutend weniger Fleischfresser jedoch können sich von den Pflanzenfressern ernähren, was in der Skizze unten angedeutet ist. Bei diesem fortwährenden Kampf um die Nahrung erliegen vor allem die kranken und schwächern Tiere.
Wenn durch besondere, oft unbekannte Gründe, einzelne Tierarten wie die Schädlinge
Borken- und Rüsselkäfer, Holzwespen, Milben, Blatt- und Gallenläuse stark zunehmen, dann vermehren sich in einem natürlichen Wald auch deren Vertilger. Ameisen überfallen sie, oder Schlupfwespen legen ihre Eier in die Larven der Schädlinge. Meisen und Finken, Baumläufer und Spechte suchen eifrig Stämme und Zweige ab und ziehen Ungeziefer hervor. In einem natürlichen Wald stellt sich nach Störungen das biologische Gleichgewicht wieder ein.
Die Maus ist die am häufigsten anzutreffende Art dieser Familie und Vorfahr der Labormäuse, die für wissenschaftliche Experimente gehalten werden. Freilebende Hausmäuse haben eine Kopfrumpflänge von etwa sieben bis zehn Zentimetern, hinzu kommt der etwa fünf bis zehn Zentimeter lange Schwanz. In Gefangenschaft gehaltene Mäuse können aufgrund der besseren Ernährung deutlich grösser sein. Die Hausmaus ist grau gefärbt, unterseits ist sie heller. Das ganze Jahr hindurch wirft sie bis zu achtmal jährlich drei bis acht Junge.
Füchse ernähren sich weitestgehend von Mäusen, Wühlmäusen, Kaninchen, Vogeleiern, Früchten, grossen Insekten und Aas. Da ihre Beutetiere nur klein sind, jagen Füchse allein statt im Rudel. Im allgemeinen ist ihr Revier, das sie gegen Artgenossen verteidigen, kleiner als acht Quadratkilometer. Sie sind flinke, wendige Läufer. Der Rotfuchs kann eine Geschwindigkeit von nahezu 50 Kilometern pro Stunde erreichen.
In der botanischen Terminologie beschränkt sich die Bezeichnung Nuss auf eine einsamige Frucht, die aus einem Fruchtknoten entstanden ist, dessen äussere Wände sich verholzt haben und der sich nicht öffnet, um seinen Samen zu entlassen. Solche echten Nüsse können essbar, aber auch ungeniessbar sein. Bekannte Beispiele sind Eicheln, Bucheckern, Kastanien und Haselnüsse. Beispiele für Früchte oder Samen, die vom Volksmund fälschlich als Nüsse bezeichnet werden, sind Mandeln und Walnüsse: Im botanischen Sinne sind dies Steinfrüchte, denen die fleischige äussere Schale entfernt wurde. Andere Beispiele für "unechte" Nüsse sind Erdnüsse – in Hülsen eingeschlossene Samen – sowie Rosskastanien und Paranüsse, bei denen es sich um von Kapseln umhüllte Samen handelt.
Samen werden von der Natur dazu benutzt, sich weiter zu entwickeln.
Bei manchen Pflanzen werden die Samen für sich allein verbreitet, bei anderen befinden
sie sich in Früchten – bei den sogenannten Schliessfrüchten wie beispielsweise den Nüssen
– und werden zusammen mit diesen verbreitet. Gelangen die Samen an eine geeignete Stelle,
so beginnen sie zu keimen und entwickeln sich zu neuen Pflanzen. Dies ist möglich, weil
die Samen einen ruhenden Embryo enthalten, umgeben von Nährgewebe und umschlossen von einer
schützenden Hülle – vergleichbar etwa mit einem Hühnerei (siehe Entwicklungsbiologie).
Unter den Samenpflanzen gibt es zwei wesentliche Gruppen. Samen von Bedecktsamern
unterscheiden sich, wie der Name bereits andeutet, dadurch von denjenigen der Nacktsamer
(der Koniferen und verwandter Pflanzen), dass sie von einem Fruchtknoten eingehüllt sind,
während sie bei den Nacktsamern frei auf den Schuppen der Zapfen liegen.