Im Gegensatz zum großen Bruder, dem Grünspecht (Picus viridis) der offene oder halboffene “Parklandschaften” und Obstwiesen bevorzugt, ist der Grauspecht (Picus canus) eher ein Bewohner alter, strukturreicher, lichter Laubmischwälder. Dabei werden jedoch auch Feldgehölze, Streuobstwiesen und Auenwälder besiedelt. Nur lokal kommt dieser Specht in Kiefern-Eichen- (Pinus-Quercus) Wäldern vor. In der Norddeutschen Tiefebene fehlt die Art, mit Ausnahme weniger Vorkommen in Brandenburg. Ein Schwerpunkt bilden die Wälder entlang der Spree wo der Grauspecht von Storkow (Mark) bis zum Spreewald bei Lübben vorkommt und z.B. im Alt Zaucher Hochwald oder im ehemaligen NSG Polder Kockrowsberg regelmäßig gemeldet wird.
Während die Bestandstrends des Grauspechts in Osteuropa zum Teil stabil oder sogar positiv sind, verzeichnet die Art in mehreren Ländern Mitteleuropas seit Jahrzehnten deutliche Bestandsrückgänge. Auch in Deutschland hat der Grauspecht in den letzten 20 Jahren Teile seines Bestandes eingebüßt. Über mögliche Rückgangsursachen kann bislang nur spekuliert werden, da wissenschaftlich fundierte Untersuchungen größtenteils fehlen. Von den bekannten Studien zum Grauspecht enthalten nur wenige Erkenntnisse über die Ökologie und Populationsbiologie.
Einerseits nutzt der Grauspecht große alte Bäume, wobei noch zu klären ist, ob Einzelbäume oder mehrere Bäume zusammen in Altbeständen bevorzugt werden. Andererseits braucht er lichte Flächen wie frühe Sukzessionsstadien oder extensiv genutztes Offenland. Die Nutzung von alten Bäumen und lichten Flächen hat mit seiner Brutbiologie und der Nahrungsökologie zu tun. Der Grauspecht baut seine Bruthöhlen generell in Baumarten mit glatter Borke. In Mittel- und Osteuropa sind dies primär Buchen mit einem durchschnittlichen Brusthöhendurchmesser von über 50 cm. Interessant wäre zu durchleuchten, ob glattborkige Bäume gegenüber grobborkigen Bäumen vorgezogen werden oder ob glattborkige Bäume aus Notwendigkeit gewählt werden, weil es zu wenige geeignete grobborkige Bäume gibt. Glattborkige Bäume könnten gegenüber grobborkigen Bäumen die Gefahr minimieren, dass Baummarder oder Edelmarder (Martes martes) die Bruthöhlen plündern.
Zumindest für seine Winternahrung ist der Grauspecht aber wohl doch auf grobborkige Bäume sowie stehendes Totholz angewiesen, da er dort während der schnee- und frostreichen Monate baumbewohnende Ameisen und andere Insekten und Spinnen findet. In den schneefreien Monaten erbeutet der Grauspecht fast ausschließlich bodenbewohnende Ameisen, welche ihrerseits offene, trockene und warme Standorte benötigen. Der Grauspecht scheint eine abwechslungsreichere Ernährung als der Grünspecht zu haben. Natürlich präferiert er hauptsächlich Ameisen (Myrmica, Lasius), und zwar sowohl Eier und Larven als auch Adulttiere, die oft mehr als 90 % des Mageninhalts ausmachen.
Aber er verschmäht auch andere Insekten (z. B. Coleoptera-Larven) und Spinnen nicht. Auch Obstfrüchte (z. B. die von Apfel, Birne, und Kirschen), Beeren, Samen, Nüsse und Eicheln werden verzehrt und Nektar eingenommen.
Wichtig ist der Nahrungswechsel während der schnee- und frostreichen Monate, in denen baumbewohnende Wirbellose (vor allem Rossameisen der Gattung Camponotus) oder anthropogene Nahrungsquellen genutzt werden.
Auf Nahrungssuche geht der Grauspecht regelmäßig am Boden. Dazu schiebt er Sonden in den Boden, schiebt und gräbt mit dem Schnabel und benutzt die Zunge, um Beute aufzulecken. In den Boden gegrabene trichterförmige Löcher werden immer wieder als Ameisenquelle genutzt. Auch in verrottendem Holz findet Nahrungssuche mit einzelnem Hacken und Picken statt, wobei ein intensiver Zungeneinsatz an Spalten und Stellen mit verrottetem Holz zu beobachten ist.
Es ist noch unklar, wie wichtig liegendes Totholz für den Grauspecht ist.
Er leckt aus Wunden Baumsaft, scheint aber selbst keine Bäume zu ringeln, wie das ja vom Buntspecht (Dendrocopos major) bekannt ist. Gelegentlich werden einfache Ambosse verwendet. Bewegt sich auf dem Boden stark hüpfend.
Ein viel diskutierter Grund, die Konkurrenz mit dem Grünspecht sei für den Rückgang des Grauspechts in Mitteleuropa verantwortlich, wird bisher durch keine wissenschaftlich fundierte Studie belegt. Dabei wäre auch herauszufinden, wie die Interaktion der beiden Arten quantitativ auswertet wird.
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