Zurueck zur Erde - Der Stoffkreislauf im Wald

Vorwort

Der Film vermittelt einen Einblick in den Lebensraum Wald. Faszinierende Nahaufnahmen von Pflanzen, Pflanzenteilen und Kleinstlebewesen am Boden zeigen Vorgaenge, die auch dem interessierten Betrachter oftmals verborgen bleiben.

Der Film kann in folgende Teilbereiche sequenziert werden:

Teil 1: Bedeutung des Waldes (0:00-3:48)

beginnt den Stoffkreislauf des Waldes bei den Baeumen als Produzenten organischer Materie (Photosynthese) und geht auf den Begriff der Biomasse eines Waldes ein;

Teil II: Mikrofauna der Laubstreu (3:49-14:44)

beschaeftigt sich mit Bodenpilzen, Mikroorganismen und anderen Kleinstlebewesen, die nach dem Laubfall im Herbst dieses organische Material wieder zersetzen;

Teil III: Mineralisierung (14:45-17:32)

behandelt die Zersetzung des Laubes durch Bakterien und fuehrt den Kreislauf wieder zu den Baeumen zurueck;

Teil IV: Ausblick (17:33-19:20)

macht noch einmal in anschaulichen Beispielen auf die Bedeutung des Stoffkreislaufs im Wald aufmerksam.

Inhaltsangabe

1) Bedeutung des Waldes (0:00-3:48)

Alle Pflanzen eines Waldes, vor allem natuerlich die großen Baeume, sind wichtige Produzenten von organischer Materie. Sie benoetigen fuer diese großartige Leistung, die sie mittels Photosynthese vollbringen, nur

- Sonnenlicht,

- Wasser und Mineralsalze aus dem Boden

- sowie Kohlenstoffdioxid aus der Luft.

Als Hauptprodukt entsteht aus diesen einfachen "Zutaten" Zucker. Tagsueber wird er voruebergehend in den Blaettern gespeichert. Waehrend der Nacht gelangt der Zucker dann bis in die Wurzeln. Aus Zucker, auch Glucose genannt, werden viele Substanzen hergestellt, die eine Pflanze zum Leben braucht. (0:00- 1:50)

Das Wachstum von Baeumen ist beeindruckend. Um Vergleiche zwischen Waeldern zu erleichtern, gibt man das Gewicht trockener Blaetter, aeste, Staemme und Wurzeln bezogen auf eine bestimmte Flaeche an.

Ein Eichenwald produziert pro Hektar demnach jaehrlich im Durchschnitt:

- 3,5t Blaetter

- 145t Aeste und Zweige

- 225t Staemme

- 76t Wurzel

Das ergibt insgesamt pro Hektar 450 t trockene Biomasse. (1:51-2:35)

Woraus bestehen denn nun Blaetter, aeste, Staemme und Wurzeln? In den Pflanzenzellen findet man hauptsaechlich Zuckerverbindungen wie beispielsweise die Zellulose, die wichtig fuer die Festigkeit aller Zellen ist. Aber auch Mineralstoffe, Eiweiße und eine besonders widerstandsfaehige Substanz, der Holzstoff Lignin, sind dort anzutreffen. (2:36- 3:04)

Ebenso wie bei Tieren und Menschen entsteht auch bei Baeumen organischer Abfall, der zum Beispiel beim Abbau aufgenommener Substanzen entsteht. Zum organischen "Abfall" eines Waldes zaehlen vorrangig Blaetter, aeste und Zweige, manchmal auch zu Boden gestuerzte Staemme. Diese Pflanzenteile haeufen sich jedoch im Laufe der Jahre nicht uebereinander. Wenn man in einem Wald spazieren geht, versinkt man schließlich nicht bis zu den Knien in Blaettern und aesten. Wo sind also die vielen Tonnen von Material geblieben, die sich im Wald im Laufe der vergangenen Jahrhunderte angehaeuft haben mueßten? (3:05-3:48)

II) Mikrofauna der Laubstreu (3:49- 14:44)

Wenn der Herbst kommt, reißen Wind und Regen die abgestorbenen Pflanzenteile zu Boden. Das feuchte Herbstwetter erleichtert den Mikroorganismen die erste Arbeit: Unzaehlige Pilze, die ueberall im Waldboden zu finden sind, dringen innerhalb weniger Tage in die abgestorbenen Blaetter ein, gelangen unter die Rinde oder in die offenen Stellen des toten Holzes. Da Wasser fuer Pilze lebensnotwendig ist, findet man sie dort am haeufigsten, wo es am feuchtesten ist. Dreht man im Wald beispielsweise einen toten Ast herum, kann man erkennen, daß sich auf dem feuchtesten Teil des Holzes ein weißer Pilzbelag gebildet hat. Dann beginnen die Pilze mit ihrer langen Zersetzungsarbeit: Der Inhalt von Pflanzenzellen wird relativ schnell in einfache Molekuele umgewandelt. Das widerstandsfaehige Lignin in den Blattrippen und im Holz bleibt teilweise intakt. Sein Abbau benoetigt mehr Zeit. Spaeter ist es dann Bestandteil des Humus. (3:49-6:30)

Nun kommen auch erste Interessenten aus dem Tierreich: Die Asseln lieben Bodenfeuchtigkeit und sind immer da zu finden, wo Holz verfault. Sie fressen Loecher in die abgestorbenen Blaetter und das verwesende Holz, und schaffen dadurch Angriffsflaechen fuer weitere Bodenlebewesen. (6:31-7:06)

Zahlreiche Insektenlarven von Kaefern haben sich auf den Verzehr von Holz- und Rindenbestandteilen spezialisiert. Sie scheiden, wie auch die Asseln, große Mengen von Kothaeufchen aus, die zum Teil die Luecken des verwesenden Holzes fuellen. (7:07-7:56)

Die Tausendfueßler, die sich unter der Rinde verstecken, bevorzugen verwesende Blaetter und die darauf angesiedelten Pilze. (7:57-8:09)

Einige Vertreter der Bauchfueßler, wie die Weinberg-, Große Weg- oder Hainschnirkelschnecken ernaehren sich ebenfalls von abgestorbener organischer Materie aber auch von anderen Kleinstlebewesen. (8:10-8:54)

Die Mikrofauna am Boden ist jedoch nicht auf die bislang erwaehnten Arten beschraenkt. Auch kleine fluegellose Insekten, wie die Springschwaenze und die zur Gruppe der Gliederfueßer gehoerenden Spinnen sowie Milben, leben in der Streuschicht des Bodens. Die Springschwaenze beispielsweise vertilgen kleine abgestorbene Pflanzenteile und Pilzgeflechte, aber sie fressen auch die Kothaeufchen anderer Bodenlebewesen, weil diese noch unzersetzte Pflanzenstueckchen enthalten. (8:55-1 0:02)

Waehrend einige Milbenarten sich aehnlich wie die Springschwaenze ernaehren, zaehlen andere zu den Fleischfressern. Sie zoegern nicht, ihresgleichen zu verschlingen und die Anzahl der Springschwaenze zu dezimieren. (10:03-10:34)

Andere Interessenten fuer diese beeindruckende Menge an Nahrungsmitteln, die sich in jedem Herbst im Wald auftuermt, sind die Wuermer: Kleine weiße Ringelwuermer fressen winzige organische Abfaelle und sorgen fuer die Durchlueftung des Bodens. Sie spielen so eine wichtige Rolle bei der Humusbildung. Die Fadenwuermer geben sich mit den allerkleinsten Partikeln und Mikroben zufrieden. Die Wuermer bilden mengenmaeßig den groeßten Teil der Tiere eines Waldes. Sie stellen 60 bis 90 % aller Waldtiere und haben eine Biomasse von mehreren hundert Kilogramm pro Hektar! (10:35-12:06)

Ihre intensiven naechtlichen Aktivitaeten bestehen darin, das Erdreich zu durchwuehlen und aufzulockern, was hier anhand eines Regenwurmbaus dargestellt ist. Die Grabungsarbeit der Regenwuermer traegt nicht nur dazu bei, die durch die Pilze schon teilweise zerfressenen Blaetter weiter zu zerkleinern, sondern diese Blattreste von der Oberflaeche in die Gaenge zu ziehen und ins Erdreich unterzumischen. Regenwuermer fressen sich regelrecht durch die Erde mit den darin enthaltenen Pflanzenbruchstuecken. Das, was sie nicht verdauen koennen, scheiden sie an der Bodenoberflaeche wieder aus. Von diesen Exkrementen ernaehren sich dann noch kleinere Organismen. ueberall wiederholt sich das gleiche Prinzip: Der Abfall des einen dient dem anderen als Nahrung. (12:07-13:37)

Da der Waldboden so viel Nahrung bietet, ist auch die Artenvielfalt groß: Allerdings fallen die meisten Tiere nur einem aufmerksamen Betrachter auf: Man erkennt Tausendfueßler, Pseudoskorpione, Spinnen. In dieser verborgenen Welt spielen sich dramatische Kaempfe ab, die man nur bei genauer Betrachtung bemerkt. Alle diese Tierarten nutzen im Rahmen ihres eigenen Stoffwechsels die aufgenommenen hochwertigen organischen Substanzen. Im Rahmen der Atmung geben sie das Hauptabbauprodukt, das Kohlenstoffdioxid, wieder ab. Das Kohlenstoffdioxid wird wiederum von den Baeumen benoetigt. (13:38-14:44)

III) Mineralisierung (14:45-17:32)

Doch zurueck zu den Baumresten. Noch sind nicht alle beseitigt: Am Ende der Nahrungskette werden die Restpartikel von einer Vielzahl mikroskopischer Organismen, den Bakterien, vertilgt. Pro Gramm Erde kommen mehrere Milliarden davon vor. Damit werden die letzten organischen Molekuele wieder zu dem, was sie vor der Photosynthese waren, naemlich Wasser, Kohlenstoffdioxid und mineralischer Stickstoff: Diese Umwandlung organischer Substanzen zu verfuegbarem Stickstoff nennt man Mineralisierung. In keimfreiem Boden ohne Mikroorganismen wuerden sich Blaetter, Aste, Staemme und Wurzeln nicht zersetzen, sie wuerden sich auf dem Boden anhaeufen. (14:45- 16:05)

Im Wald dagegen werden in zwei Jahren 90 bis 99 % der organischen Abfaelle mineralisiert. Das tote Holz braucht laenger, naemlich 5, 10 manchmal sogar 50 Jahre. Kohlenstoff und andere organische Substanzen bilden die Reserven eines Waldbodens: den Humus.

Aber frueher oder spaeter wird auch dieser Humus die mineralischen Substanzen und Kohlenstoffdioxid freisetzen. Die pflanzliche Materie des Waldes unterliegt einem dauernden Kreislauf: einem Wechsel von Photosynthese und Mineralisierung. (16:06-17:32)

IV) Ausblick (17:33- 19:20)

Stellen wir uns einen Moment vor, daß die Mineralisierung der Pflanzenreste nicht stattfinden wuerde. Was wuerde geschehen? Die 3,5 t Blaetter eines Hektars Eichenwald blieben auf dem Boden liegen. Das bedeutet 350 g Blaetter auf einem m2, was eine Schichtdicke von 0,5 mm ergibt. Am Ende eines Jahrhunderts wuerde die Blattschicht auf 50 cm angewachsen sein.

Seit Karl dem Großen vor ca. 1200 Jahren waeren Blaetter in einer Hoehe von ca. 6 Metern auf dem Boden angehaeuft. Und seit dem Beginn unserer Zeitrechnung wuerden etwa 10 Meter gemessen werden. Ohne die zahllosen Bodenorganismen gaebe es also schon laengst keine Waelder mehr auf der Erde: Sie waeren in ihrem eigenen Abfall erstickt.

Vielleicht denken wir bei unserem naechsten Waldspaziergang daran, daß wir oft nur die eine Seite des Waldes betrachten. Die genauso wichtige Welt der Pilze, Bakterien, Wuermer, Insekten, Kaefer und Spinnen ignorieren wir meist.