Übung AFB III

Musterlösung: Der Kormoran frisst Äschen und kann einen bereits geschwächten Bestand weiter verringern; ein Abschuss senkt den Fraßdruck aber nur kurzfristig, da neue Vögel zuwandern. Er beseitigt nicht die Ursachen: Die Äsche ist auf kühles, sauerstoffreiches Wasser angewiesen — 2 °C Erwärmung verschieben ihre Lebensbedingungen Richtung Pessimum. Verschlammte Kiesbänke verhindern die Fortpflanzung.

Das Lotka-Volterra-Modell ist nicht übertragbar, weil der Kormoran viele Fischarten frisst und nicht von der Äsche abhängt. Urteil: Die Forderung greift zu kurz; nachhaltiger sind Beschattung durch Ufergehölze, Gewässerrandstreifen gegen Feinsediment und freigelegte Kiesbänke — ergänzend allenfalls Vergrämung an besonders sensiblen Stellen.

Musterlösung: Die These schließt von der geringen Konzentration im Wasser auf Unbedenklichkeit. Das ist nicht haltbar: Fettlösliche, schwer abbaubare Stoffe reichern sich über die Nahrungskette an, sodass Endkonsumenten ein Vielfaches der Wasserkonzentration enthalten. Zudem binden hormonartige Stoffe an Hormonrezeptoren und wirken wie körpereigene Hormone schon in Spuren.

Das Beispiel Tributylzinn zeigt, dass Spuren im Wasser Fortpflanzungsorgane von Schnecken verändern können. Stellungnahme: Die These ist zurückzuweisen; nötig sind Messungen der Konzentration in Organismen verschiedener Trophieebenen und Wirkungstests.

Musterlösung: Nach dem logistischen Modell ist der jährliche Zuwachs bei K/2 = 200 000 t am größten; dort beträgt er 0,4 · 200 000 · 0,5 = 40 000 t — das ist der maximale Dauerertrag. Beim heutigen Bestand von 100 000 t beträgt der Zuwachs nur 30 000 t; ein Fang dieser Höhe hielte den Bestand gerade konstant.

Festlegung: Ziel ist ein Bestand von 200 000 t. Bis dahin muss der Fang deutlich unter 30 000 t liegen, damit der Bestand wächst; erst danach sind etwa 40 000 t pro Jahr möglich. Da Modellwerte unsicher sind und Umweltfaktoren schwanken, sollte man sicherheitshalber unter dem maximalen Dauerertrag bleiben.

Musterlösung: Aus der Frage wird die Hypothese abgeleitet, dass die Krautschicht im Buchenwald artenreicher ist. Grundgesamtheit sind die Krautschichten beider Wälder; ausgewählt werden gleich große Flächen mit ähnlichem Boden und ähnlicher Neigung, damit sich die Flächen möglichst nur in der Baumart unterscheiden. In jeder Fläche werden 15 Quadrate zufällig festgelegt.

Am selben Tag werden Arten und Deckungsgrad erfasst sowie Licht und pH-Wert gemessen, um Unterschiede erklären zu können (unter Fichten ist es dunkler und saurer). Ausgewertet werden Artenzahl und Diversitätsindex; die Hypothese wird bestätigt oder verworfen.

Musterlösung: Für Fichten-Monokulturen spricht der hohe, schnelle Holzertrag. Dagegen spricht, dass Fichten in tieferen Lagen am Rand ihres Toleranzbereichs wachsen: Flache Wurzeln und der Bedarf an kühlem, feuchtem Klima machen sie in Dürren anfällig. Geschwächte Bäume wehren Borkenkäfer schlechter ab, und in gleichartigen, dichten Beständen kann sich der Käfer massenhaft ausbreiten.

Das Absterben großer Flächen trifft die Forstwirtschaft (Preisverfall), die Gesellschaft (Erholung, Wasserschutz) und das Klima (Kohlenstoffspeicher). Ergebnis: Die Monokultur war nur kurzfristig ertragreich; nachhaltig ist ein standortgerechter Mischwald, der Risiken verteilt und dennoch genutzt werden kann.

Musterlösung: Der ökologische Fußabdruck gibt die biologisch produktive Fläche an, die nötig ist, um Leonies Verbrauch an Nahrung, Energie und Gütern zu decken und ihr CO₂ aufzunehmen. Mit 4,6 gha beansprucht sie fast dreimal so viel, wie pro Mensch zur Verfügung steht. Option A spart am meisten, weil tierische Lebensmittel viel Futterfläche benötigen; B und C senken vor allem den CO₂-Anteil.

Alle drei Optionen zusammen verringern den Fußabdruck auf 3,3 gha — ein deutlicher Schritt, aber noch doppelt so viel wie die Biokapazität. Bewertung: A ist am wirksamsten und B und C sind sinnvolle Ergänzungen; für einen nachhaltigen Fußabdruck sind zusätzlich gesellschaftliche Änderungen, etwa bei Energieversorgung und Verkehr, nötig.

Musterlösung: Für Nahrungskonkurrenz sprechen Befunde, die einen Nachteil der Eichhörnchen bei der Nahrung zeigen, ohne dass Krankheit im Spiel ist: langsameres Wachstum und weniger Nachwuchs neben Grauhörnchen sowie die bessere Verwertung von Eicheln.

Das Pockenvirus beschreibt dagegen einen Parasiten, den Grauhörnchen übertragen — eine zweite Ursache. Der Rückgang nach Abholzung zeigt, dass auch Lebensraumverlust wirkt. Herkunft und Beliebtheit sind für die Ursache bedeutungslos. Ergebnis: Die Hypothese ist gestützt, erklärt den Rückgang aber nicht allein.

Musterlösung: „Parasiten töten ihren Wirt immer“: Der Fuchsbandwurm lebt jahrelang im Fuchs, ohne ihn deutlich zu schwächen — ein toter Wirt nützt dem Parasiten nicht. „Symbionten profitieren gleich“: In der Flechte ist der Pilz auf die Alge angewiesen, die Alge dagegen kann auch frei leben; der Nutzen ist ungleich verteilt.

„Ähnliche Arten können nicht zusammenleben“: Blau- und Kohlmeise nutzen verschiedene Bereiche der Baumkrone — Einnischung ermöglicht Koexistenz. „Destruenten sind nur Bakterien“: Auch Pilze sowie Tiere wie Regenwürmer und Asseln zersetzen tote Biomasse.

Musterlösung: Unabhängige Variable ist die Wassertemperatur, z. B. in Stufen von 5 °C bis 30 °C; abhängige Variable ist die Herzschlagfrequenz, unter dem Mikroskop pro 15 s gezählt. Kontrollvariablen wie Wassermenge, Alter der Tiere, Beleuchtung und Eingewöhnungszeit bleiben gleich.

Pro Temperatur werden mehrere Tiere gemessen und Mittelwerte gebildet; so fallen Zufallsschwankungen weniger ins Gewicht. Aus dem Diagramm Herzschlagfrequenz gegen Temperatur lassen sich Optimum und Toleranzgrenzen ablesen — aus Tierschutzgründen ohne Messungen bis zum Tod der Tiere.

Musterlösung: Hypothese: Wenn der Boden durch Stickstoffeinträge nährstoffreicher wird, wächst das Pfeifengras schneller als das Heidekraut und beschattet es, weil das Heidekraut an nährstoffarme Böden angepasst ist und bei reichlich Stickstoff konkurrenzschwächer ist.

Prüfen ließe sich die Hypothese mit Versuchsflächen, auf denen Heidekraut und Pfeifengras gemeinsam mit und ohne Stickstoffdüngung wachsen, sowie mit Reinkulturen als Kontrolle. Die Heidepflege durch Schafe, Mahd oder Abplaggen entzieht dem Boden Nährstoffe und wirkt der Verdrängung entgegen.