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Filipendula ulmaria ist auch in Nord- und Mittelasien verbreitet und heimisch. Echtes Mädesüß ist in großen Teilen Europas mit Ausnahme des südlichen Mittelmeerraumes zu finden. Im östlichen Nordamerika ist es ein unerwünschter Neophyt und wie auch in Europa ein Weideunkraut. Da es sich sowohl vegetativ, nämlich unterirdisch klonal, wie auch generativ durch seine Früchtchen, auf dem Kulturland ausbreiten kann und vom Weidevieh gemieden wird, soll es vielerorts als Plagepflanze angesehen und bekämpft werden.

In Mittelasien grenzt das Verbreitungsgebiet an jenes des Rosa Mädesüß (Filipendula palmata) an, das von Sibirien bis Kamtschatka zu finden ist und dort in nebel- und regenreichen Gebieten wächst. Auf der Kamtschatka-Halbinsel wächst außerdem das Kamtschatka-Mädesüß, die mit einem Höhenwachstum von bis zu drei Meter größte Mädesüß-Art, die auch im nördlichen Japan verbreitet ist.

In Deutschland steigt das Echte Mädesüß in den Alpen bis in Höhenlagen von 1360 Metern auf, im Schwarzwald sogar bis 1420 Meter.^[1] In den Allgäuer Alpen kommt es bis in einer Höhenlage von 1220 Meter im Seesumpf bei Bach in Tirol vor.^[2] Im Kanton Wallis erreicht es sogar die Höhenlage von 1660 Metern, in Graubünden am Piz dal Fuorn 1800 Meter.^[3]

Mädesüß wächst auf sicker- oder grundnassen oder feuchten, nährstoffreichen, schwach bis mäßig sauren, sandigen oder reinen Lehm- und Tonböden bzw. Sumpfhumusböden, ferner auf Torf. Es ist eine Licht- bis Halbschattenpflanze.

Ursprünglich war das Echte Mädesüß vor allem in Erlen-Eschenwäldern zu finden, die früher die Bach- und Flussauen prägten. Da diese Waldgesellschaften heute in Mitteleuropa nur noch in Fragmenten vorhanden sind, wächst das Echte Mädesüß „ersatzweise“ entlang von Wassergräben und Bächen und ist außerdem häufig auf Feuchtwiesen zu finden, die selten (höchstens einschürig) gemäht werden.

Die ökologischen Zeigerwerte nach Landolt et al. 2010 sind in der Schweiz: Feuchtezahl F = 4w+ (sehr feucht aber stark wechselnd), Lichtzahl L = 3 (halbschattig), Reaktionszahl R = 3 (schwach sauer bis neutral), Temperaturzahl T = 3 (montan), Nährstoffzahl N = 4 (nährstoffreich), Kontinentalitätszahl K = 3 (subozeanisch bis subkontinental).^[4]

Pflanzensoziologisch ist das Echte Mädesüß die Verbandscharakterart des Filipendulion (Mädesüß-Fluren), kommt aber auch in anderen Molinietalia-Gesellschaften (Nasswiesen, nasse Hochstaudenfluren) vor, außerdem in Convolvuletalia-Gesellschaften (nitrophytische Uferstaudengesellschaften nasser Standorte) sowie im Alno-Ulmion (Hartholzauwälder). Es gibt Überlegungen, dass Hochstaudengesellschaften wie die Mädesüß-Fluren pflanzensoziologisch von den Wirtschaftswiesen (Molinio-Arrhenatheretea) abgegrenzt und als eigene Klasse aufgefasst werden könnten.^[5][6]

Die blütenreiche Vegetation wird typischerweise aus dem namensgebenden Mädesüß und Arten wie Wasserdost (Eupatorium cannabinum), Echter Baldrian (Valeriana officinalis), Sumpfziest (Stachys palustris), Blutweiderich (Lythrum salicaria), Gilbweiderich (Lysimachia vulgaris), Große Brennnessel (Urtica dioica), Sumpf-Schachtelhalm (Equisetum palustre) und Rohrglanzgras (Phalaris arundinacea) gebildet. Ferner zählen Echter Beinwell (Symphytum officinale), Sumpf-Storchschnabel (Geranium palustre), Zottiges Weidenröschen (Epilobium hirsutum) und gelegentlich die Sumpf-Schwertlilie (Iris pseudacorus) zur Begleitflora.