Stockwerke des Waldes: Licht und Angepasstheit

Einstieg: Im Wald ist es im Sommer dunkler

Gehst du an einem sonnigen Julitag von einer Wiese in einen Buchenwald, wird es plötzlich kühl und schattig. Im April dagegen ist der Waldboden noch hell, und überall blühen weiße Buschwindröschen. Warum blühen so viele Pflanzen am Waldboden gerade im Frühling? Die Antwort hängt mit dem Aufbau des Waldes zusammen.

Erklärung: Die Stockwerke des Waldes

Ein naturnaher Laubwald ist wie ein Haus mit mehreren Stockwerken aufgebaut. Jedes Stockwerk heißt Schicht.

Schicht	Höhe (ungefähr)	Typische Lebewesen
Baumschicht	ab etwa 5 m bis über 30 m	Buche, Eiche, Ahorn; Specht, Eichhörnchen, Eichelhäher
Strauchschicht	etwa 1 bis 5 m	Hasel, Holunder, junge Bäume; Rotkehlchen, Haselmaus
Krautschicht	bis etwa 1 m	Buschwindröschen, Bärlauch, Farne; Schnecken, Käfer, Rehe als Besucher
Moosschicht	wenige Zentimeter	Moose, Flechten, Pilzfruchtkörper; Asseln, Springschwänze
Wurzelschicht im Boden	unter der Oberfläche	Wurzeln, Pilzfäden, Regenwürmer, Bakterien

Von oben nach unten nimmt das Licht stark ab. Die Kronen der großen Bäume fangen den größten Teil ab. Gleichzeitig wird es am Boden feuchter, windstiller und im Sommer kühler. Jede Schicht bietet deshalb andere Lebensbedingungen. So können viele Arten auf derselben Fläche leben, ohne sich zu stark Konkurrenz zu machen.

Angepasst an wenig Licht

Pflanzen der Krautschicht haben verschiedene Wege gefunden, mit wenig Licht zu leben:

• Frühblüher wie Buschwindröschen und Scharbockskraut treiben im zeitigen Frühjahr aus, bevor die Bäume Blätter haben. Die Nährstoffe dafür haben sie in unterirdischen Speicherorganen, etwa Erdsprossen oder Knollen, gesammelt. Im Sommer ziehen viele von ihnen ihre oberirdischen Teile wieder ein.
• Schattenpflanzen wie manche Farne und Sauerklee kommen auch mit sehr wenig Licht aus. Ihre Blätter sind meist groß und dünn.

Selbst an einem Baum gibt es Unterschiede: Sonnenblätter in der Krone sind kleiner und dicker, Schattenblätter im Inneren größer und dünner.

Versuch: Licht in den Stockwerken messen

Frage: Wie viel Licht kommt in den verschiedenen Schichten an?

Material: Luxmeter oder ein Smartphone mit einer Lichtmess-App, Notizblock.

Durchführung: Miss an einem Tag mit gleichmäßigem Wetter um die Mittagszeit die Beleuchtungsstärke (in Lux) auf einer offenen Wiese neben dem Wald, in etwa 2 m Höhe zwischen Sträuchern, am Waldboden in der Krautschicht und direkt über dem Moos. Halte den Sensor immer waagerecht nach oben. Miss an jeder Stelle dreimal und bilde den Mittelwert.

Beispielwerte aus einem Buchenwald im Juni (deine Werte werden anders sein):

Auswertung: Am Waldboden kommen nur wenige Prozent des Lichts an, das auf die Wiese fällt. In diesem Beispiel sind es in der Krautschicht etwa $2000 : 60\,000 \approx 0{,}03$, also rund 3 Prozent.

Beispiele

Beispiel 1: Warum blüht das Buschwindröschen im April? Im April haben die Buchen noch kein Laub. Am Boden ist es hell. Das Buschwindröschen nutzt dieses Zeitfenster für Fotosynthese und Blüte. Ab Mai schließt sich das Kronendach. Dann reicht das Licht kaum noch, und die Pflanze zieht sich in ihren Erdspross zurück.

Beispiel 2: Ein Fichtenforst In einem dichten, gleichaltrigen Fichtenforst fehlt oft die Strauch- und Krautschicht fast ganz. Fichten tragen das ganze Jahr Nadeln, deshalb ist es am Boden auch im Frühjahr dunkel. Frühblüher finden dort kein Licht. Der Forst bietet weniger unterschiedliche Lebensräume und meist weniger Arten.

Merksatz

Ein naturnaher Wald ist in Baum-, Strauch-, Kraut- und Moosschicht gegliedert, dazu kommt die Wurzelschicht im Boden. Nach unten nimmt das Licht stark ab. Frühblüher und Schattenpflanzen sind an diese Bedingungen angepasst. Viele Schichten bedeuten viele Lebensräume.

Übungen

Grundlagen

1. Nenne die Schichten des Waldes von oben nach unten.
2. Ordne zu: Haselstrauch, Buschwindröschen, Rotbuche, Moos, Regenwurm.
3. Wie verändern sich Licht, Feuchtigkeit und Wind von der Baumschicht zum Waldboden?

Weiter

4. Erkläre, wie Frühblüher an die Lichtverhältnisse im Laubwald angepasst sind.
5. Berechne mit den Beispielwerten, wie viel Prozent des Wiesenlichts in der Strauchschicht ankommen.
6. Warum misst man im Lichtversuch mehrmals und zur gleichen Tageszeit?

Knobeln

7. In einem Laubwald und einem Fichtenforst wurden im April Frühblüher gezählt: Laubwald 140 Pflanzen pro 10 m², Fichtenforst 3 Pflanzen pro 10 m². Erkläre den Unterschied.
8. Erkläre, warum ein Wald mit vielen Schichten mehr Vogelarten beherbergen kann als eine Fläche mit nur einer Schicht.

Lösungen

1. Baumschicht, Strauchschicht, Krautschicht, Moosschicht, Wurzelschicht.
2. Haselstrauch: Strauchschicht. Buschwindröschen: Krautschicht. Rotbuche: Baumschicht. Moos: Moosschicht. Regenwurm: Wurzelschicht im Boden.
3. Zum Boden hin nimmt das Licht stark ab, die Feuchtigkeit nimmt zu und der Wind nimmt ab.
4. Frühblüher treiben im zeitigen Frühjahr aus, bevor das Kronendach geschlossen ist, und nutzen das Licht für Fotosynthese und Blüte. Die Energie für den schnellen Austrieb stammt aus Nährstoffen, die sie im Vorjahr in Erdsprossen, Knollen oder Zwiebeln gespeichert haben.
5. $4000 : 60\,000 \approx 0{,}067$, also etwa 7 Prozent.
6. Die Beleuchtungsstärke schwankt mit Wolken, Sonnenstand und kleinen Lichtflecken. Mehrere Messungen und ein Mittelwert machen das Ergebnis zuverlässiger. Gleiche Tageszeit sorgt dafür, dass der Sonnenstand vergleichbar ist.
7. Im Laubwald ist es im April hell, weil die Bäume noch kein Laub haben. Im Fichtenforst ist es das ganze Jahr dunkel, weil Fichten immergrün sind. Frühblüher finden dort zu wenig Licht.
8. Jede Schicht bietet andere Nahrung und andere Nistplätze, zum Beispiel Baumhöhlen, Sträucher oder Bodennester. Verschiedene Vogelarten nutzen verschiedene Schichten und machen sich weniger Konkurrenz. Mehr Schichten bedeuten also mehr Lebensmöglichkeiten.