Das Ökosystem am Beispiel eines Laubwalds
Zusammenstellung von Heinrich Blana
Alle Lebewesen leben nicht für sich allein, sondern sind in ihrem Lebensraum direkt oder indirekt in eine Vielzahl von Beziehungen und Abhängigkeiten eingebunden. Sie sind funktionaler Teil von mindestens einem Ökosystems.
Begriffserklärungen
Das Ökosystem
„Ein Ökosystem ist ein von Lebewesen und deren anorganische Umwelt gebildetes Wirkungsgefüge, dass sich weitgehend selbst reguliert. Das Ökosystem ist mithin als das systemhafte Zusammenspiel (Wechselwirkungsgefüge) zwischen Biozönose (Lebensgemeinschaft) und Biotop (Lebensraum) zu verstehen“ (H. ELLENBERG 1973b in A. KRATOCHWIL & A. SCHWABE 2001).
Ein Ökosystem ist ein offenes System mit Beziehungen und Abhängigkeiten auch zu den Nachbarstandorten z.B. durch Nutzung von verschiedenen Teillebensräumen durch Tierarten zur Nahrungssuche oder als Lebensort in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Als offenes System sind seine natürlichen raum- und funktionsbezogene Grenze und Größe nicht eindeutig festzulegen. Ein Ökosystem besteht meist aus räumlich unterscheidbaren Teilbiotopen, die jeweils von unterschiedlichen Lebewesen ausschließlich oder bevozugt im Ramen des Gesamt-Beziehungsnetz genutzt werden.
In einem Ökosystem laufen zeitlich abhängige dynamische Vorgänge ab, durch welche sich der Zustand des Systems in unterschiedlich langen Rhythmen ändert, im Wald z. B. durch die Veränderungsprozesse im Lauf der Jahrszeiten, in Form von über längere Zeiträume ablaufende Veränderungen durch Sukzessionen in Abfolge von begrenzter Lebensphasen der Organismen, oder durch arhythmische Prozesse wie Laubfraß-Kalamitäten durch massive Insektenvermehrungen oder durch Einwanderung und Ausbreitung von Neobionten. Mittels Reaktionen und Veränderungen im komplexen Beziehungssytem der Organismen-Populationen der Biozönose erfolgen im Ökosystem intern fortwährend Anpassungsprozesse, wodurch sich das Erscheinungsbild des Ökosytems mehr oder weniger ändert. Entscheidend jedoch ist, dass sich die Gesamtfunkionalität des Systems etwa durch den Austausch von Organismen mit ähnlichen Lebensraumansprüchen langfristig nicht ändert.
Ein Ökosystem funktioniert als lebendes System nur durch Energiezufuhr - hauptsächlich durch die Sonne im Rahmen der Fotosynthese der Pflanzen - mit Energieweitergabe in Form chemisch gebunderer Energie im Rahmen von Nahrungsverkettungen, sowie durch Stoffaufnahme, Stoffwechsel und Stoffweitergabe im Rahmen von biogeochemischen Stoffkreisläufen innerhalb des Systems.
Zum Verständnis des komplexen Struktur- und Funktionsgefüges Ökosystem werden folgende in der Wissenschaft gebräuchlichen Begriffe betrachtet:
Das Biotop
Jedes Ökosystem weist ein besonderes, meist vielfältiges räumliches Strukturgefüge sowie dort vorhandene besondere Gegebenheiten und Einwirkungen von verschiedenen abiotischen Faktoren auf. Die Gesamtheit der Raumstrukturen und abiotischen Faktoren an einem Standort bilden das charakteristische Biotop des Ökosystems, welches den Organismen des Ökosystems als Lebensraum zur Verfügung steht. Neben den abiotischen physikalischen, chemischen, klimatischen und topografischen Standortfaktoren sind auch Pflanzen wie Bäume, Sträucher und Kräuter als Raumgestalter, Substratanbieter, Totholz- und Laub-Lieferanten des Ökosystems wichtig, so dass ein Biotop sowohl die unbelebten am Standort einwirkenden Faktoren wie auch die raumgestaltenden belebten Elemente umfasst. Letztere sind auch Teil der Biozönose (s. u.).
Die Biozönose
„Die Biozönose ist eine Lebensgemeinschaft mit einer Artenzusammensetzung, die sich an einem Ort infolge ähnlicher Ansprüche ihrer Arten an abiotische und biotische Verhältnisse einstellt. Gegenseitige Beziehungen (Nahrungsketten, mutualistische Beziehungen u. a.) sind zumindest für einen Teil der Arten vorhanden. Typisierbare Eigenschaften in Bezug auf Struktur, Konnexe, Verbreitung u. a. existieren. Die bestehenden Nahrungsketten und Nahrungsnetze beschränken sich nicht ausschließlich auf die Biozönose, sondern haben hier ihren oder einen Schwerpunkt. Biozönosen weisen in der Regel eine Kompartimentierung auf; Teilzönosen sind von der Gesamtstruktur der Biozönose (oft gebildet von den Pflanzen als die wichtigsten Strukturträger) abhängig.“ (A. KRATOCHWIL & A. SCHWABE 2001).
Das Habitat
Der Begriff Habitat ist ursprünglich autökologisch geprägt (F. SCHWERTFEGER 1963). Man versteht darunter den Lebensraum eines Organismus oder einer Art mit den für diese lebensnotwendigen und vorhandenen Ressourcen (spezifische Habitat-Ansprüche), der von dem Lebewesen im Ökosystem gezielt ausgewählt und für Nahrungserwerb und Fortpflanzung genutzt wird. (Der spezielle „Wohnort“ des Lebewesens). Mittlerweile wird der Begriff Habitat - ökologisch erweiternd und damit ungenauer - auch synökologisch synonym mit dem Begriff Biotop verwendet. Den Begriff Habitat sollte man jedoch nur im Sinne eines artspezifischen Teils eines Biotops verwenden.
Strukturschema eines Ökosystems Laubwald
Die folgende Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen dem Biotop und der Biozönose des Ökosystems Wald am Beispiel ausgewählter Raumstrukturen und Bewohner des untersuchten Laubwalds Rumbecker Holz.
Viele Einzelheiten zu den in Abbildung "Lebensraum 1" aufgeführten Standortfaktoren und Raumstrukturen des Biotops und deren Bedeutung für die dortigen Lebewesen, sowie Beispiele zu den ökologischen Beziehungen innerhalb der Biozönose wurden im Rahmen der Unterrichtsprojekte zum "Modell-Waldökosystem Rumbecker Holz" praktisch untersucht und die gesammelten Untersuchungsdaten für die Nutzung in der Schule anschaulich aufbereitet. In einer thematischen Auflistung sind die vorhandenen Untersuchungsdaten, Grafiken und Bilder zu den entsprechenden Projekt-Seiten mittels Links einsehbar. Zusätzlich werden zu einzelnen biotischen Beziehungen die vorhandenen Zusammenstellungen im Themenarchiv bereitgestellt. Auf diese Weise kann am Beispiel "Rumbecker Holz" anschaulich die enorme Komplexität und Vielfalt in Struktur und Funktion eines Ökosystems der Heimatregion deutlich werden.