Ökosysteme unterliegen einem stetigen Wandel. Der Leipziger Auwald zeigt, dass durch den Einfluss des Menschen über Jahrhunderte hinweg auch sehr schützenswerte Lebensräume entstehen können. Die Entwicklungen in diesem Gebiet werden in verschiedensten Forschungsprojekten eng begleitet.

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Beschreibe den allgemeinen Aufbau von Nahrungsketten in einem Ökosystem. Skizziere ein Nahrungsnetz des Leipziger Auwalds unter Berücksichtigung von sechs Organismen (M 1).

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Vergleiche die ökologischen Nischen von Stieleiche und Bergahorn anhand von vier Kriterien (M 1, M 2, M 3). Begründe die unterschiedlichen Häufigkeiten von Stieleiche und Bergahorn in der Strauch- und Baumschicht im Leipziger Auwald (M 2, M 3).

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Erläutere die Ursachen für die Veränderung der Bestandszusammensetzung in der Zeit von 1870 bis 1925 (M 1, M 2, M 3).

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Beschreibe die vom Bundesamt für Naturschutz vorgeschlagene Strategie zum Schutz des Leipziger Auwalds (M 4). Diskutiere diese Strategie aus ökologischer Sicht (M 1 bis M 4).

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Material 1: Lebensraum Leipziger Auwald

Auwälder sind von Flüssen und Bächen durchzogen und weisen daher eine eher hohe Bodenfeuchte auf. Besonders durch die Schneeschmelze im Frühjahr kommt es regelmäßig zu Überschwemmungen. Das Wasser fließt dann nur langsam ab und hinterlässt eine hohe Sedimentfracht, die für einen mineralstoffreichen Boden sorgt. Obwohl der Leipziger Auwald historisch für die Bauholzgewinnung genutzt wurde, führte eine sorgsame Bewirtschaftung zu einer hohen Artenvielfalt. Über 200 Gras- und Kräuterarten kommen hier vor, wie z. B. das Leipziger Windröschen. Diese krautigen Pflanzen werden von vielen Insekten, wie dem Schmetterling Maivogel, als Nahrungsquelle genutzt. Im Leipziger Auwald gibt es mehr als 500 nachgewiesene Käferarten. Dazu gehört beispielsweise der holzbewohnende Käfer Eremit, dessen Larven sich vom Holz der Bäume ernähren. Viele Baumkronen- und Totholzbewohner sind von Stieleichen und Eschen abhängig. So ernährt sich der Mittelspecht von Pflanzensamen sowie von in oder an der Stieleiche lebenden Insekten. Er selbst kann der Europäischen Wildkatze zum Opfer fallen. Die Wildkatze erbeutet auch Fledermäuse. Die Mückenfledermaus ernährt sich von fliegenden Insekten.

Material 2: Baumarten im Leipziger Auwald

Dieser Wald ist durch das Vorkommen von mächtigen Stieleichen geprägt, deren lichtdurchlässige Baumkronen eine dicht wachsende und vielfältige Strauch- und Krautschicht gedeihen lassen. Die Eichen entwickeln jährlich ihre Nussfrüchte. Sie sind später als junge Pflanzen stark lichtbedürftig. Eichen wachsen langsam und können bis zu tausend Jahre leben. Die Wurzeln der Stieleichen sind weniger empfindlich gegenüber dem Sauerstoffmangel bei Überschwemmung als die Wurzeln anderer Baumarten. Stieleichen bevorzugen mineralstoffreiche Böden.

Die Bäume der Gattung Ahorn bevorzugen mineralstoffreiche Böden, reagieren aber bei Überflutungen sensibel auf Stauwasser. Ahorne sind schattentolerant. Ausgewachsene Ahorne nehmen gegenwärtig ca. 20 % des Kronendachs des Auwalds ein und lassen dort kaum Licht durch. Sie bilden einmal im Jahr sehr gut flugfähige Samen aus und können bei optimalen Bedingungen bis zu 500 Jahre alt werden. Der Anteil der Gemeinen Eschen ist auf Anpflanzungen durch den Menschen zurückzuführen.

Die Abbildungen 1 und 2 geben einen Überblick über die Anteile der Baumarten in der Baum- und Strauchschicht.

Material 3: Der Leipziger Auwald im Wandel der Zeit

Noch im 19. Jahrhundert war die Leipziger Tieflandbucht durch ein ausgeprägtes Flusssystem gekennzeichnet. Die historische Nutzung des Leipziger Auwalds förderte die Artenvielfalt. Dabei blieben nur wenige Eichen dauerhaft stehen, während andere Arten regelmäßig gekappt wurden, um Feuerholz oder Baumaterial zu gewinnen. Aus den verbliebenen Wurzelstöcken trieben diese Arten dann erneut aus. Durch die Industrialisierung gewann die Stadt Leipzig Mitte des 19. Jahrhunderts an Bedeutung und in der Aue entstanden Wohnviertel. In dieser Zeit wurden Entwässerungskanäle angelegt, sodass viele kleinere Gewässer austrockneten. Der Mitte des 20. Jahrhunderts beginnende Braunkohletagebau im Leipziger Süden führte zu einer weiteren Absenkung des Grundwasserspiegels.

Seit 1954 hat es nur in den Jahren 2011 und 2013 Überschwemmung durch Hochwasser gegeben. Mit dem Sommer 2018 begann eine für Leipzig bisher einzigartige Trockenperiode. Im Leipziger Auwald kam es zu drastischen Waldschäden. Diese sind nicht nur auf die eingeschränkte Wasserverfügbarkeit zurückzuführen. Der Trockenstress erhöht die Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern und Parasiten. So leidet der Bergahorn unter der Trockenheit sowie einer Pilzerkrankung, der Rußrinden-Krankheit. Von den Berg-Ahornen waren im September 2020 bereits über 20 % abgestorben. Auch bei den Stieleichen ist ein verstärkter Schädlingsbefall beobachtbar, z. B. durch den Zweifleckigen Eichenprachtkäfer. Die Larven verursachen Baumschäden, indem sie Gänge im Stamm hinterlassen. Die Veränderung der Zusammensetzung des Baumbestandes von 1870 bis 2016 sind in der Tabelle 1 zusammengefasst.

Tabelle 1: Veränderung der Zusammensetzung des Baumbestands im Leipziger Auwald in prozentualen Anteilen

Material 4: Schutz des Leipziger Auwalds

Der Leipziger Auwald ist zu einem streng geschützten Lebensraum geworden. Schutzziel ist die Erhaltung seiner historisch typischen Ausprägung. Es gilt die ökologisch wertvollen Arten, wie Stieleichen und Gemeine Eschen, zu schützen, von denen viele Kronen- und Totholzbewohner abhängig sind. Im Managementplan des Schutzgebietes wird eine Erhöhung des Eichenanteils angeraten, weshalb junge Eichen in kleinen Lichtungen von 40 m x 40 m angepflanzt werden. Diese Lichtungen werden „Femeln“ genannt und entstehen durch das gezielte Abholzen von Waldflächen, wobei Stieleichen und andere ökologisch wertvolle Bäume erhalten bleiben. Dieses Vorgehen wird auch vom Bundesamt für Naturschutz angeraten, um den Lebensraumtyp „Auenwald“ zu erhalten.

Dass ein solches Eingreifen in Naturschutzgebiete zu rechtfertigen ist und von langfristigem Erfolg sein wird, ist stark umstritten. Einigkeit besteht allerdings darüber, dass der Leipziger Auwald nicht klimawandelfest ist.

alle Materialien verändert nach: Wirth. et al., 2021

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Beschreibung des allgemeinen Aufbau von Nahrungsketten in einem Ökosystem:

• Ausgangspunkt sind Produzenten, Pflanzen, die ihre Biomasse aus der Fotosynthese gewinnen

• Konsumenten erster Ordnung, fressen Pflanzen (Herbivore)

• Konsumenten zweiter Ordnung, fressen Konsumenten 1. Ordnung (Carnivore)

• Ggf. dienen letztgenannte Arten Konsumenten höherer Ordnung als Nahrung

Skizze eines Nahrungsnetzes des Leipziger Auwalds:

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Vergleich der ökologischen Nischen von Stieleiche und Bergahorn:

Begründung der unterschiedlichen Häufigkeiten:

• In der Baumschicht: Stieleiche fast doppelt so häufig, hat Vorteil in Konkurrenz um Raum, da die Bäume besser mit Überflutungen zurecht kommen, und sich über die Jahre ein höherer Bestand aufbauen konnte.

• Stileichen sind mächtige große Bäume mit geringer Wachstumsgeschwindigkeit und dadurch kurzfristig weniger anfällig

• In der Strauchschicht: mehr als 100-facher Anteil des Bergahorns, hat Vorteil bei Konkurrenz um Licht, da hohe Schattentoleranz bei zunehmend verdichteter Baumkrone durch heranwachsenden Ahorn

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Ursachen für die Veränderung der Bestandszusammensetzung:

Phase ca. 1870 bis 1925 – Durch den Menschen verursachte Entwässerung führt zu:

• Vorteil für die Entwicklung von Ahorn, da Sensibilität bei Stauwasser keinen Nachteil mehr darstellt

• Abnahme des Anteils der Stieleichen, brauchen mineralstoffreiche Böden aus Überschwemmungen

• Infolgedessen Neuanpflanzungen von beispielweise Eschen zur Holzgewinnung

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Vorgeschlagene Strategie zum Schutz des Leipziger Auwalds:

• Artenschutz für Stieleichen und andere ökologisch wertvolle Bäume durch das gezielte Abholzen von Waldflächen und entsprechende Neuanpflanzungen

Diskussion:

• Pro aus ökologischer Sicht:

  • Der Mensch hat von jeher diesen Lebensraum durch Bewirtschaftung bewahrt.

  • Die ökologische Vielfalt des Nahrungsnetzes wird so langfristig bewahrt, da z. B. viele Baumkronen- und Totholzbewohner davon abhängig sind.

• Contra

  • durch Klimawandel weitere Austrocknung bzw. Absenkung des Grundwassers, weitere Veränderungen von Faktoren der ökologischen Nischen wahrscheinlich unabhängig von diesen Maßnahmen, daher ist die Strategie zu unflexibel

• Abwägung der Argumente:

  • Der Erhalt der historisch typischen Ausprägung des Lebensraumes Leipziger Auwald wäre nur durch den Erhalt der besonderen Standortbesonderheiten möglich, was mit dieser Strategie langfristig nur teilweise möglich ist.