Die Ökologie von Wäldern
ist sehr komplex und sehr unterschiedlich je nach Klimazone und Standort
- und sie ist keinesfalls in wenige Seiten zu packen. In den nächsten
Monaten wird das Ökologie-Kapitel Ästchen für Ästchen
vervollständigt.
In einem ersten Schritt
wollen wir einige Blicke in einen Tropenwald riskieren. Es folgen einige
Texte aus der Wanderausstellung "Regenwälder - oder die sinnlose Zerstörung
eines kostbaren Ökosystems".
Ökologie
im
Tropenwald
Aus
dem
Leben
eines
Baumes
Warten auf eine Chance
Um einmal ein nutzbarer
Baum oder gar ein überständer (Bäume, die das geschlossene
Kronendach um weitere 10-20 m überragen) zu werden, muß ein
Jungbaum die verschiedensten ökologischen Extrembedingungen überstehen.
Mitunter wartet er im Halbdunkel am Waldgrund jahrzehntelang auf eine Chance
- bei nur 1% des von oben einstrahlenden Sonnenlichts und 100% Luftfeuchtigkeit.
Bei manchen Arten ernähren riesengroße Samen die Jungpflanzen
auf Jahre hinaus, als Ausgleich für Nährstoff- und Lichtmangelÿ(geringe
Photosynthese). überdimensional große Blätter kämpfen
mit ihrer Verdunstungsleistung gegen die hohe Luftfeuchtigkeit an, um den
Wasserhaushalt der Pflanze aufrecht zu erhalten.
Kampf
um
Licht
Hat der Jungbaum dann einige
Jahre überstanden und ist durch Umsturz eines Riesenbaumes eine Lichtung
entstanden, beginnt der Kampf ums Sonnenlicht. Unter dem hohem Konkurrenzdruck
(denn jetzt wollen alle hochschießen) werden innerhalb weniger Stunden
ganze Sprosse ausgebildet. Die Blätter hängen noch wie welk herunter
und sind ohne Chlorophyll und Festigungselemente - das wichtigste aber,
nämlich den Sonnenplatz als erster zu besetzen, ist erreicht. Fachleute
sprechen von Laubausschüttung.
In den höheren Kronenbereichen
nimmt die Luftfeuchtigkeit ab, die Strahlungsintensität zu, Gewitterstürme
werden zum Problem. Ganz neue Eigenschaften sind gefragt. Die Blätter
des Baumes nehmen eine völlig andere Gestalt an: sie werden klein
und lederartig, um sich vor der hohen Strahlung, ungewollter Verdunstung
und den Stürmen zu schützen. Oft hat ein Baum in verschiedenen
Höhenschichten so unterschiedliche Blätter, daß sogar Fachleute
Schwierigkeiten haben, diese als zu einer Art gehörend zu erkennen.
Raffinierte
Spezialisten
Lianen haben sich einen
energie- und kraftsparenden Trick einfallen lassen: sie verzichten auf
Stammbildung und ranken sich schnell an den Stämmen hoher Bäume
in die Kronenschicht empor.
Eine heimtückische
Variante im Kampf ums Licht hat sich die Würgerfeige einfallen lassen:
ihre Samen keimen auf den ästen großer Bäume. Von dort
aus wachsen dann lange Wurzeln zum Waldboden hinab. Sobald sie unten angekommen
sind, nützen sie die Nährstoffe in der Streuschicht und ein Sproß
wuchert am Stamm des Wirtsbaumes empor, umschließt diesen immer enger,
bis er schließlich abstirbt.
Nährstoffkreislauf
Tropische Böden sind
zumeist ausgelaugt und nährstoffarm. In dem feuchtwarmen Klima verwittert
Gestein sehr schnell und tiefgründig. Und starke Niederschläge
haben die freigesetzten Mineralien längst fortgespült. Trotzdenm
wächst hier mit den Regenwäldern das produktivste und artenreichste
ökosystem der Welt. Wie paßt das zusammen?
Nähstoffrecycling
total
Die Erklärung liegt
in der Pflanzengemeinschaft selbst. Da aus dem Boden kaum neue Mineralien
nachgeliefert werden und sich also fast sämtliche Nährstoffe
in der pflanzlichen und tierischen Substanz selbst befinden, hat sich mit
dem Regenwald ein äußerst effektives Recyclingsystem herausgebildet,
bei dem kaum Nährstoffe verloren gehen:
Fällt ein abgestorbenes
Blatt oder ein Ast zu Boden, so werden sie sofort von Pilzen befallen,
die die verwertbaren Mineralien gerauslösen. Ein Teil des feinverzweigten
Hyphengeflechts dieser Pilze steht in engem Kontakt mit dem flachgründigen,
weitverzweigten Wurzelsystem der Bäume und führt diesem die Nährstoffe
wie ein Leitungssystem direkt zu. Viele Mineralien gelangen also gar nicht
in den Boden. Als Gegenleistung versorgt der Baum den Pilz mit Zuckern,
die er durch Photosynthese erzeugt. Diese Symbiose (zwei Arten leben zusammen
und nützen sich gegenseitig) zwischen Baum und Pilz heißt Mykorhiza.
Ein weiterer Vorteil dieser Lebensgemeinschaft ist, daß die extrem
dünnen Pilzfäden den Boden viel besser durchdringen als Wurzeln
und damit einen besseren Zugang zu den spärlich vorhandenen Jonen
haben. Dieses Recyclingsystem ist so wirkungsvoll, daß eine einen
Meter tief aus dem Boden genommenen Wasserprobe chemisch reiner als Regenwasser
ist. Jede Baumart ist mit einer eigenen Pilzart verbunden und ohne diese
nicht lebensfähig. Deshalb ist auch die Wiederaufforstung von Regenwald
so gut wie unmöglich.
Artenvielfalt
Die meisten Tierarten des
tropischen Regenwaldes sind klein und "unsichtbar". Bei einem mehrstündigen
Gang durch den Wald bekommt man oft außer einigen durch den Schweiß
angelockten Mücken oder Fliegen kein einziges Tier zu sehen. Man braucht
einen kundigen Blick um die meist perfekt getarnten Insekten zu sehen.
Dabei gibt es davon eine sehr große Zahl - allerdings bei geringer
Individuendichte.
Die Methoden zur Untersuchung
der Artenvielfalt wurden erst in den letzten Jahren entwickelt. Um zum
Beispiel an Lebewesen aus höheren Stockwerken ranzukommen, folgten
die Forscher oft Holzfällertrupps und versuchten dann zu sammeln,
was sie in den umgelegten Baumriesen noch finden konnten. Später wurden
mit speziell angefertigten, eigenartigen Schießgeräten einzelne
Pflanzen oder Tiere aus den Baumkronen geschossen - oder schlimmer - ganze
Bäume mit Gas eingenebelt, um dann am Boden die heruntergefallenen
Insekten einsammeln zu können. Der Biologe Terry Erwin konnte so von
einem Baum 1100 Käferarten (Luehea seemannii) holen. Als dann der
Amerikaner Donald Perry mit seinen spektakulären Kletteraktionen (mit
Hochgebirgsausrüstung) den Lebensraum in 20 bis 60 Meter Höhe
beobachten und genau untersuchen konnte, tat sich erst der vielfältigste
Lebensraum im Regenwald auf.
Die Schätzungen der
Artenzahlen mußten von 1 Mio. auf bis zu 30 Mio. nach oben korrigiert
werden, denn mit der entdeckten Vielfalt in der Kronenschicht hatte keiner
der Wissenschaftler gerechnet.
Die ausladenden Äste
der Urwaldriesen bieten Lebensraum für eine Vielzahl von Pflanzen
und Tieren. Dort oben spielt sich das eigentliche Leben des Regenwaldes
ab. Die Blüten und Früchte der Bäume bieten einer Vielzahl
von Insekten, Vögeln und Säugern Nahrung. Unten im Halbdunkel
des Waldbodens stehend meint man, der Regenwald sei ausgestorben.
Abhängigkeiten
der
Arten
untereinander
Die Beziehungen vieler Pflanzen-
und Tierarten im Regenwald sind durch starke gegenseitige Abhängigkeit
und spezifische Anpassungen an die Umweltbedingungen geprägt. Viele
Tiere sind auf eine einzige Nahrungspflanze angewiesen und die Blüten
vieler Pflanzen haben sich morphologisch vollkommen an die Befruchtung
durch eine bestimmte Insekten- oder Fledermausart angepasst. Beispielsweise
kann die Blüte einer Orchidee so geformt sein, daß sie nur an
eine Schmetterlingsart mit besonders langem Rüssel Nektar abgibt.
Stirbt die eine Art, so verschwindet zwangsläufig auch die andere.
Überlebensmöglichkeiten
Erst Symbiosen (zwei Arten
leben zusammen und fördern sich gegenseitig) ermöglichen das
Leben im Regenwald. Ein wichtiges Beispiel ist die sogenannte Mykorhiza.
Bodenlebende Pilze erschließen den Bäumen über die enorme
Oberfläche des Hyphengeflechtes die knappen Mineralien. Umgekehrt
versorgen die Bäume den Pilz mit durch Photosynthese erzeugtem Zucker.
Ameisen im Amazonasgebiet
"züchten" auf Laubblättern (die sie unter großen Anstrengungen
in ihren Bau schleppen) Pilze. Diese finden nur in der Obhut der Ameisen
ihre optimalen Lebensbedingungen und ernähren als Gegenleistung ihre
Pfleger. Die Ameisen schließlich schützen Bäume vor übermäßiger
Besiedlung durch Epiphyten (Aufsitzerpflanzen).
50
Arten
sterben
jeden
Tag
aus
Nach Schätzungen des
WWF sterben bei der gegenwärtigen Zerstörungsrate der Regenwälder
jedes Jahr über 17000 Arten aus - jeden Tag mehr als 50. Stirbt eine
Art aus, so kann das wegen der starken Abhängigkeiten untereinander
auch das Ende für viele andere Arten sein.
Das Argument des vom Menschen
bisher ungenutzten Genreservoirs spielt in der Diskussion um die Regenwaldzerstörung
eine immer wichtigere Rolle. Unzählige uns unbekannte oder biochemisch
nicht untersuchte Arten sind das Ergebnis einer Jahrmillionen andauernden
Auseinandersetzung mit der belebten und unbelebten Natur. Viele für
uns nützliche und vielleicht für die Zukunft überlebensnotwendige
Eigenschaften sind in diesem genetischen Pool vorhanden und könnten
in Zukunft unser Leben verbessern. Vielleicht in Form biologisch erprobter
und ökologisch verträglicher Insektizide.
Manchen ist diese Argumentation
zu anthropozentrisch, sie wollen den Menschen nicht als Zentrum und Maß
aller Dinge sehen. Hat der Regenwald, auch wenn er den Menschen keinen
direkten Nutzen bringen sollte, mit all seiner Vielfalt und Schönheit
keine Existenzberechtigung? Darf der Mensch ganze Arten ausrotten, nur
weil er dazu in der Lage ist?
Epiphyten
"Epiphyten" nennt man Pflanzen,
die ohne Kontakt mit dem Boden auf Bäumen wachsen. Sie haben sich
speziell an die daraus resultierenden Lebensbedingungen angepaßt.
In den oberen Baumschichten gibt es zwar ausreichend Licht und Kohlendioxid,
die für das Wachstum benötigt werden, Nährstoffe und Wasser
allerdings sind knapp.
Viele Epiphyten speichern
deshalb Regenwasser in Blattrosetten wie die Bromelien. Diese Wasserspeicher
sind kleine Tümpel zum Nutzen der Pflanze: Hier leben Wasseralgen
und kleine Einzeller, von denen sich Insektenlarven ernähren. Verschiedene
Froscharten ziehen ihren Nachwuchs auf. Fäkalien und verwesende Insekten
liefern Nährstoffe, welche die Pflanze über das Blatt aufnimmt.
Orchideen dagegen haben oft
große Speicherknollen, mit deren Hilfe sie Austrocknung überstehen
und Moose wiederum bilden dicke Polster, die den Regen wie ein Schwamm
aufsaugen. Andere, weniger spezialisierte Pflanzen, können sich mit
ihren Wurzeln in den Moospolstern verankern, und im Laufe der Zeit bildet
sich aus abgestorbenen Pflanzenteilen eine dicke Humusschicht. Auf diese
Weise schaffen sich Pflanzen ihren eigenen Lebensraum. Der Epiphytenbewuchs
kann so schwer werden, daß die äste abbrechen. Deshalb schützen
sich einige Baumarten gegen Bewuchs, indem sie in Symbiose mit Ameisen
leben. Mit ihren kräftigen Kieferzangen zerkleinern sie jedes Pflänzchen,
bevor es dem Baum schaden kann. Der Baum bietet den Ameisen als Gegenleistung
in speziell gebildeten Organen Wohnraum und versorgt sie mit Nahrung.
Selbst die Blätter der
Bäume sind von Epiphyten besiedelt. Algen und Flechten filtern Mineralien
aus dem Regenwasser. Zusammen mit dem Pilz/Wurzelgeflecht der Bäume
ist die Filterwirkung so effektiv, daß auf dem Boden ankommendes
Wasser fast nährstoffrei ist.
Böden
- Üppiges
Leben
trotz
kargem
Grund
Üppige
Wälder
-
fruchtbare
Böden?
Die Umwandlung des Regenwaldes
in landwirtschaftlich genutzte Flächen ist eine der Hauptursachen
seiner Zerstörung. Wer jedoch denkt, wo üppige Wälder gedeihen,
müsse der Boden besonders fruchtbar sein, irrt. Werden Regenwälder
in Ackerflächen umgewandelt, gehen nach der ersten Ernte schon die
Erträge spürbar zurück und nach wenigen Jahren ist der Boden
völlig ausgelaugt. Warum aber sind diese Böden so unfruchtbar?
Wodurch unterscheiden sie sich von unseren ertragreichen Ackerböden?
Der
Unterschied
-
Böden
bei
uns...
Links ein Boden der gemäßigten
Breiten. In unserem kühlen Klima laufen die chemischen Reaktionen
relativ langsam ab. Mäßige Niederschläge waschen weniger
Nährstoffe aus. Die Böden sind flachgründig und enthalten
unverwittertes Gestein, das ständig Mineralien nachliefern kann. Neben
einem hohen Humusgehalt ist das Vorkommen von Dreischicht-Tonmineralien
(z.B. Montmorillonit) besonders wichtig für die Bodenfruchtbarkeit.
Sie können zwischen ihren Schichten Mineralien binden. Dadurch kann
der Boden auch Kunstdünger aufnehmen und speichern.
...
und
den
Tropen
Die Böden der tropischen
Tiefländer unterliegen zum Teil schon seit Jahrmillionen einer intensiven
Verwitterung. Unverwittertes Gestein, aus dem Mineralien nachgeliefert
werden könnte, fehlt. Das ganzjährig warme Klima beschleunigt
die chemische Zersetzung. Starke, über das Jahr verteilte Regenfälle
lösen die Mineralien und führen sie mit dem Grundwasser ab. Das
Ergebnis sind ausgewaschene, tiefgründig zersetzte Böden. Es
bilden sich bevorzugt Zweischicht-Tonmineralien (z.B. Kaolinit), die zwischen
den Schichten kaum Mineralien binden.
Humus
Humus ist ein weiterer wichtiger
Faktor, der die Bodenfruchtbarkeit bestimmt. Durch Laubfall und unvollständige
Verrottung des toten organischen Materials bildet sich neuer Humus. Während
in den Wäldern unserer Breiten bei schlechteren Zersetzungsbedingungen
dicke Humusschichten entstehen, finden in den Tropen streuzersetzende Pilze
und Bakterien ganzjährig optimale Wuchsbedingungen. Sie hinterlassen
dann nur eine dünne Humusschicht.
Dauerhafte Landwirtschaft
ist daher in Regenwaldgebieten kaum möglich. Fehlender Humus und ein
Boden, der Nährstoffe nicht speichern kann, führen dazu, daß
der Ertrag nach einer Brandrodung rasch abnimmt. Die Asche düngt anfangs
die Pflanzen, aber schon bei der Verbrennung gehen wertvolle Nährstoffe
wie Schwefel und Stickstoff an die Atmosphäre verloren. Die Humusschicht
verbrennt vollständig. Schwere Regenfälle waschen die freigewordene
Mineralien aus dem Boden, sie sind für das ökosystem unwiederbringlich
verloren. Der geschlossene Nährstoffkreislauf zwischen Boden und Vegetation
ist unterbrochen.
Etwa 90% der Regenwaldböden
weisen diese Merkmale auf, sind also für den Ackerbau nicht oder kaum
geeignet. Nur wo Vulkane stets frisches Material nachliefern oder in Gebirgen,
wo anstehendes Gestein verwittert, sind die Böden fruchtbarer. Das
gilt auch für die Flußufer, an denen mineralhaltiger Schlamm
abgelagert wird.
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