Aktivität und Fortbewegung: Die Brandmaus ist tag- und nachtaktiv, wobei sie im Vergleich zu anderen Waldmäusen (Apodemus) eine verstärkte Tagesaktivität zeigt. In Gefangenschaft zeigen die Tiere konstante Schlafperioden in ihren Nestern zwischen 22:30 und 3:30 Uhr. In Relation zur Waldmaus (Apodemus sylvaticus) und Gelbhalsmaus (A. flavicollis) ist sie ein schlechter Kletterer und Springer, der nur gelegentlich in oberirdischen Verstecken anzutreffen ist. Dies ist mit ihrer mehr bodengebundenen Lebensweise zu erklären.
Territoriales Verhalten und Reviergröße: Das Revier der Männchen ist größer als das der Weibchen. Obwohl die Tiere als Einzelgänger gelten und ein territoriales Verhalten zeigen, können sie in kleinen Lebensräumen zusammenleben.
Bau: Wenn die Brandmaus keine Gangsysteme anderer Kleinsäuger übernimmt, legt sie ihren Bau dicht unter der Erdoberfläche an. Dieser verfügt über eine Vorratskammer, eine Nestkammer und mehrere Gänge. Das Nest liegt in einer Tiefe von 40 cm und besteht aus Gras und Laub. Auch außerhalb ihres Baus werden Vorräte in Mulden gesammelt und zum Schutz mit Blättern bedeckt.
Kommunikation und Orientierung: Als Besonderheit innerhalb der Säugetiere gilt ihre Orientierung mit Hilfe der Sonne. Bei hoher Populationsdichte sind häufig Zanklaute zu hören. Wie bei anderen Waldmäusen (Apodemus) werden Duftsignale durch eine Unterschwanz-Drüse produziert. Diese ist jedoch vergleichsweise schwach entwickelt.

Die Fortpflanzungszeit der Brandmaus reicht von April bis September. Nach einer Tragzeit von rund 24 Tagen werden jährlich drei bis vier Würfe mit jeweils drei bis sechs Jungtieren geboren. Durch den Post-partum-Östrus können Weibchen unmittelbar nach der Geburt erneut trächtig werden, sodass der Abstand zwischen zwei Würfen oft nur etwa 22 Tage beträgt. Die Geschlechtsreife wird bereits nach acht Wochen erreicht; früh geborene Weibchen können daher im selben Jahr noch bis zu drei Würfe aufziehen. Nach Mastjahren und bei günstiger Witterung ist auch eine Herbst- und Wintervermehrung möglich.

Die hohe soziale Verträglichkeit ermöglicht das Leben in hohen Populationsdichten, was dem hohen Reproduktionspotenzial entspricht und die Bestandsstabilität insbesondere in kleinen Lebensräumen begünstigt. Warme, sonnige Sommermonate senken die Jungtiersterblichkeit, während trockene, kalte Winter die Überlebensrate erhöhen und das Populationswachstum fördern. Nasse, lichtarme Winter führen hingegen häufig zu Populationszusammenbrüchen, wobei nur vitale Tiere solche Einbrüche überleben. In den letzten 30 Jahren wurden in Zentraleuropa keine Massenvermehrungen beobachtet; diese treten nur bei einem Zusammentreffen von hoher Temperatur, geringer Niederschlagsmenge und guter Baummast auf. Die Populationsdichte variiert je nach Lebensraum zwischen fünf und 50 Individuen pro Hektar. Das Geschlechterverhältnis unterliegt saisonalen Schwankungen, wobei der Anteil adulter Männchen im Herbst – ähnlich wie bei Wühlmäusen – abnimmt.

Die Brandmaus ernährt sich sowohl tierisch als auch pflanzlich. Tierische Kost, wie Insekten, Weichtiere und Regenwürmer, wird vor allem im Frühjahr und Frühsommer zur Fortpflanzungszeit gefressen. Gelegentlich erbeutet sie Frösche und Kleinsäuger. Ihre pflanzliche Nahrung besteht überwiegend aus Nüssen, Eicheln, Samen und Beeren, wobei sie Haselnüsse nach typischer Waldmausart öffnet: Nachdem sie eine kleine Öffnung in die Schale beißt, halten die Tiere mit dem Oberkiefer die Nuss an der Außenseite fest, während das Unterkiefer an der Innenseite schabt und das Loch vergrößert. Rinden, Triebe und Wurzeln verzehrt die Brandmaus hingegen selten.

Gegenüber der Erdmaus (Microtus agrestis), der Wasserspitzmaus (Neomys fodiens) und der Zwergmaus (Micromys minutus) zeigt sie sich in feuchten Lebensräumen dominant. Im Gegensatz zu anderen Kleinsäugern zeigt sie eine verstärkte Tagesaktivität. Von nachtaktiven Prädatoren, wie Eulen, wird sie daher nur selten erbeutet. Als Fressfeinde gelten Greifvögel, Rotfuchs (Vulpes vulpes), Hermelin (Mustela erminea) und Mauswiesel (Mustela nivalis).

Aufgrund ihres hohen Anteils an Insekten in ihrer Nahrung ist sie stärker durch den Einsatz von Insektiziden gefährdet als andere Waldmaus (Apodemus)-Arten. Eine weitere Bedrohung ist zudem das Schwinden von Ackerrandstreifen und Gehölzreihen als wichtige Lebensräume für die Brandmaus in unserer Kulturlandschaft.

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