Biotische Umweltfaktoren – Warm-up

Wenn Bäume einen großen, zusammenhängenden Bestand bilden, nennt man dieses Ökosystem einen Wald. In den meisten Waldgebieten des mitteleuropäischen Tieflands ist die Buche die häufigste Baumart. Sie findet dort ideale Wachstumsbedingungen vor. Das gemäßigte Klima hat mittlere Temperatur- und Feuchtigkeitswerte mit geringen jahreszeitlichen Schwankungen. Die durchschnittliche Temperatur liegt in mindestens vier Monaten im Jahr über 10 °C, und extreme Frostperioden sind selten und kurz. Die jährlichen Niederschläge von etwa 600 bis 800 l/m² sind gleichmäßig über das Jahr verteilt. In besonders warmen Regionen, wie dem Rheintal, wachsen neben Buchen auch Eichen. In den höheren und kühleren Mittelgebirgen findet man Esche, Ahorn und Tanne im Buchenmischwald. Das Klima beeinflusst also die Entstehung eines Waldtyps.

Um herauszufinden, unter welchen Bedingungen eine Baumart wachsen kann, werden ihre Samen auf Versuchsfeldern ausgesät, die sich in Feuchtigkeit, Mineralstoffgehalt, pH-Wert des Bodens sowie Licht- und Temperaturverhältnissen unterscheiden. So erkennt man, unter welchen Bedingungen diese Baumart am besten wächst.  Schwarzerle und Waldkiefer erreichen ein hohes Wachstum bei mittlerer Bodenfeuchtigkeit. Diese Bedingungen zeigen ihren Vorzugsbereich an. Während der Experimente wird verhindert, dass Samen anderer Arten auf die Versuchsfelder gelangen. So kann man ermitteln, in welchen Gebieten sich eine Art ohne Konkurrenz verbreiten konnte. Diese Erkenntnisse sind wichtig für die Wiederaufforstung baumloser Gebiete.

Außerhalb der Versuchsfelder gelangen immer Samen mehrerer Arten gleichzeitig auf den Boden. Sobald sie Wurzeln und Blätter austreiben, kommt es zur Konkurrenz um Wasser, Mineralstoffe und Licht. In den meisten mitteleuropäischen Wäldern hat die Buche das größte Durchsetzungsvermögen. Sie erreicht ihr stärkstes Wachstum im Vorzugsbereich auch unter Konkurrenz. Andere Baumarten erreichen ihr stärkstes Wachstum unter Konkurrenz nur unter extremen Umweltbedingungen außerhalb ihres Vorzugsbereichs, denn hier sind sie der Buche überlegen.  Bei der Schwarzerle liegt es im Bereich sehr nasser Böden, da sie diese besser verträgt als viele andere Baumarten. Die Waldkiefer erreicht ihr stärkstes Wachstum unter Konkurrenz sowohl auf sehr trockenen als auch sehr nassen Böden.

Räuber töten ihre Beute, was zu einer Verringerung der Beutepopulation führt. Die Beute dient den Räubern als Nahrung, sodass ihre Vermehrung zu einer Erhöhung der Räuberpopulation führt. Lotka und Volterra entwickelten durch mathematische Simulationen Prognosen zur Entwicklung von Räuber-Beute-Beziehungen. Sie stellten fest, dass die Größen der Räuber- und Beutepopulationen regelmäßig und zeitversetzt schwanken. Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant, wobei die Beutepopulation immer größer ist.

Die feinen Enden der Wurzeln vieler Bäume sind mit einer dünnen Schicht aus Pilzhyphen umgeben. Dieses Geflecht nennt man Mykorrhiza. Pilze können über ihre Hyphen Wasser und Mineralstoffe besser aufnehmen als Bäume, aber sie können keine Kohlenhydrate herstellen, da sie kein Chlorophyll besitzen. Durch den Stoffaustausch über die Mykorrhiza erhalten die Bäume Wasser und Mineralstoffe von den Pilzen, die wiederum Kohlenhydrate von den Bäumen bekommen. Diese Lebensgemeinschaft, in der beide Partner voneinander profitieren, nennt man Symbiose.

Zecken ernähren sich vom Blut verschiedener Säugetiere. Sie klettern auf Grashalme oder Büsche und warten, bis sich ein Tier nähert. Werden sie berührt, klammern sie sich im Fell des Tieres fest und suchen Stellen, an denen sie leicht an Blutgefäße gelangen können. Beim Blutsaugen geben sie Speichel in die Wunde ab, der die Blutgerinnung und das Schmerzempfinden hemmt. Durch das Blut erhalten sie alle lebensnotwendigen Nährstoffe. Dieses Verhalten, bei dem ein Lebewesen einen anderen schädigt und selbst davon profitiert, nennt man Parasitismus. Der Wirt wird beeinträchtigt, aber meistens nicht getötet. Im Wald befallen Zecken oft Rehe und kleinere Säugetiere, aber auch Menschen.