Populationsökologie: Wachstum und Regulation

Die Populationsökologie, auch Demökologie, betrachtet die Größe und den Aufbau einer örtlichen Gruppe derselben Art. Zur Beschreibung gehören Populationsgröße, Dichte je Fläche oder Raum, räumliche Verteilung, Altersaufbau, Geschlechterverhältnis, Fruchtbarkeit, Sterblichkeit und Verhalten. Die Autökologie untersucht eine Art in Beziehung zur Umwelt; die Synökologie untersucht Gemeinschaften verschiedener Arten.

In einem festgelegten Zeitraum ändern vier Vorgänge die Zahl N: Geburten B und Einwanderung I erhöhen sie; Sterbefälle D und Auswanderung E verringern sie. Für denselben Zeitraum gilt ΔN = B − D + I − E. Eine Rehgruppe beginnt mit 120 Tieren; im Jahr kommen 30 Geburten und 10 Einwanderungen hinzu, 20 Tiere sterben und 5 wandern aus. Damit gilt 120 + 30 − 20 + 10 − 5 = 135 Tiere am Jahresende. Die Zunahme beträgt 15 Tiere.

Ein Faktor ist dichteabhängig, wenn seine Wirkung mit der Populationsdichte variiert. Bei vielen Individuen auf engem Raum können Kontakte und Nahrungskonkurrenz zunehmen. Krankheiten oder Parasiten können sich leichter verbreiten; auch Dichtestress und spezifische Feinde können eine Rolle spielen.

Ein plötzlicher Kälteeinbruch kann sowohl kleine als auch große Bestände treffen. Die Zahl der betroffenen Tiere mag verschieden sein, die beschriebene Wirkung hängt aber nicht von der anfänglichen Dichte ab. Gleiches kann für Naturkatastrophen und bestimmte Chemikalien gelten. Entscheidend ist die Abhängigkeit der Wirkung von der Dichte, nicht die Einteilung in belebte und unbelebte Faktoren.

Ein Wachstumsmodell zeigt einen möglichen Verlauf unter vereinfachten Annahmen, keine sichere Vorhersage. Beim exponentiellen Wachstum wird die Zahl in gleichen Zeitabschnitten mit demselben Faktor vervielfacht. Das setzt voraus, dass begrenzende Einflüsse zunächst keine Rolle spielen. Eine Bakterienkultur kann nach einer langsamen Lag-Phase in eine Phase schnellen exponentiellen Wachstums übergehen.

Das logistische Wachstum beschreibt eine Bremsung: Anfangs steigt die Zahl schnell; bei knapper werdender Nahrung, Wasser oder Platz lässt das Wachstum nach. Die idealisierte Kurve ist S-förmig und nähert sich der Tragfähigkeit K. Sie bezeichnet die unter angenommenen Bedingungen langfristig ungefähr tragbare Größe. Im Modell ist der Nettozuwachs bei K null.

K ist keine feste Barriere in der Natur. Reale Bestände können darüber hinauswachsen und anschließend zurückgehen oder um eine veränderliche Tragfähigkeit schwanken. Geburten, Sterbefälle, Wanderung und Umweltbedingungen verändern den Verlauf.

Einfache Kurven lassen wichtige Wirkungen aus. Beim Allee-Effekt kann eine sehr geringe Dichte zum Nachteil werden: Bei manchen Fischarten finden weit verstreute Tiere schwerer Fortpflanzungspartner. Ein Bestand kann dann weiter sinken.

Auch zwei Populationen können sich gegenseitig beeinflussen. Mehr Beute kann später mehr Räuber ernähren; wächst deren Zahl, kann der Fraßdruck steigen. Sinkt die Beute, kann später auch die Räuberzahl zurückgehen. Wetter, Krankheiten, Jahreszeiten, Verschmutzung, Lebensraumverlust und Überjagung können das Muster zusätzlich verändern.

r- und K-Strategien sind vereinfachte Vergleichsbegriffe: Bei r steht eine hohe Fortpflanzungsrate mit vielen Nachkommen im Vordergrund. Bei K sind in relativ beständigen Lebensräumen weniger Nachkommen und oft längere Brutpflege typisch; solche Bestände liegen im Modell häufig nahe der Tragfähigkeit. Die Begriffe sind keine festen Artenschubladen und erklären allein keine reale Populationsentwicklung.

Für Artenschutz, invasive Arten oder Fangquoten können Modelle Hinweise liefern. Entscheidungen brauchen aber passende Bestandsdaten, geprüfte Annahmen und eine Einschätzung der Unsicherheit.