Biodiversität

Grundlagen, aktuelle Situation und Nutzen

Von Nico Worzek

Mit ihrer Studie „Entering the sixth mass extinction“ (Beginn des sechsten Massenaussterbens), sorgten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Ökologen Gerado Ceballos im Jahr 2015 im Fachmagazin „Science Advances“ für Aufsehen. Die Thematik des globalen Biodiversitätsverlustes ist jedoch bereits seit mehreren Jahrzehnten bekannt und gelangte insbesondere durch die Arbeit von Naturschutzorganisationen Ende der 1970er Jahre in den Fokus der Öffentlichkeit (Heine 2019). Doch selbst als der Weltbiodiversitätsrat (IPBES) im Jahr 2019 vor dem rasant voranschreitenden globalen Biodiversitätsverlust warnte (IPBES 2019), fiel die mediale Aufmerksamkeit vergleichsweise gering aus. Passend dazu veröffentlichte die Wiener Zeitung im Januar 2023 einen Gastbeitrag von Prof. Dullinger (Universität Wien) mit dem Titel „Die vergessene Krise der Biodiversität“ (Wiener Zeitung 2023).

Doch was bedeutet Biodiversität überhaupt, wie steht es um diese und warum ist die Biodiversität schützenswert?

Was ist Biodiversität?

Zum Begriff der Biodiversität existieren zahlreiche Definitionsansätze. International anerkannt ist insbesondere die Definition der Convention on Biological Diversity, CBD: „Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, darunter terrestrische, marine und sonstige aquatische Ökosysteme und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören. Dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten (genetische Vielfalt) und zwischen den Arten (Artenvielfalt) und die Vielfalt der Ökosysteme (und entsprechend der Interaktionen darin)“ (BFN 2007).

• Die genetische Vielfalt beschreibt die Anzahl der möglichen Genkombinationen, welche innerhalb einer Art vorkommen. Bestimmte Gene legen bei jedem Individuum einzigartige Merkmale fest, wodurch die Individualität bestimmt wird und sich dieses Individuum von anderen seiner Art unterscheidet. Andere Gene werden hingegen von den einzelnen Individuen geteilt, wodurch diese einer Art zugeordnet werden können (Kehl 2015; LFU 2015).

• Die Artenvielfalt gibt einen Maßstab an, wie viele unterschiedliche verschiedene Arten innerhalb eines bestimmten Gebietes bzw. in einem bestimmten Lebensraum vorkommen. Nach dem Bundesamt für Naturschutz sind weltweit ca. 1,8 Millionen Pflanzen-, Pilz- und Tierarten bekannt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen das weltweite Artenvorkommen jedoch weitaus höher ein (Barthlott & Rafiqpoor 2016). 

• Ökosysteme sind Gefüge, welche aus Lebewesen (Biozönose) und Biotopen/Lebensräume wie bspw. Moore oder Wälder bestehen. Die verschiedenen Bestandteile eines Ökosystems sind dabei voneinander abhängig und erfüllen diverse Funktionen (LFU 2015; Loft 2009).

Aktuelle Lage der Biodiversität

Wie bereits erwähnt, gibt es vermehrt Studien, die davon ausgehen, dass wir gegenwärtig auf eine Biodiversitätskrise zusteuern bzw. wir uns schon längst in einer solchen befinden. Derzeitigen Erkenntnissen zufolge sind schätzungsweise ca. 75 % der Land- und ca. 66 % der Süßwasserökosysteme gefährdet oder bereits zerstört. So wurden Ökosysteme wie die artenreichen Regenwälder in den vergangenen Jahrzehnten in ihrem Bestand stark dezimiert. Zwischen den Jahren 1990 und 2020 wurden global ca. 178 Millionen Hektar Waldfläche zerstört und gerodet (FAO & UNEP 2020). Ebenfalls ist festzustellen, dass die Aussterberate der Arten mit dem 20 bis 200-fachem weit über dem natürlichen Wert liegt (Sdunzig 2017). Mit Blick auf die Landwirtschaft ist zudem das Phänomen zu beobachten, dass die Vielfalt innerhalb der Pflanzenarten seit Jahrzehnten rückläufig ist. Eine grundlegende Änderung der Ernährung des Menschen hat dazu geführt, dass sich die Landwirtschaft auf wenige Pflanzenarten und -sorten konzentriert. Die hier zum Einsatz kommenden Nutzpflanzen werden hauptsächlich auf die Bedürfnisse des Menschen, wie beispielsweise hohe Ernteerträge, ausgerichtet. Dieses einseitige Vorgehen bringt den Nachteil mit sich, dass die verwendeten Pflanzenarten über wenig individuelles genetisches Material innerhalb einer Art verfügen. Dadurch besteht die Gefahr, dass die Nahrungsgrundlage der Menschheit bei einem Störungsfaktor bedroht werden könnte. Ein Beispiel hierfür lieferte die Reiskrise in den 1970er Jahren, bei welcher die gesamte Reisernte in Südostasien aufgrund eines Virus als gefährdet galt. Lediglich eine von 6200 untersuchten Reissorten konnte eine Resistenz gegenüber diesem Virus aufweisen (Breckle & Rafiqpoor 2019).

Gründe für Biodiversitätsverlust

Die Ursachen der Verluste der Biodiversität sind vielfältig, stehen eng miteinander in Verbindung und lassen sich hauptsächlich auf anthropogene Einflüsse zurückführen. So gilt das global anhaltende Bevölkerungswachstum als einer der zentralen Gründe für die Biodiversitätsverluste, da Lebensräume, an welche bestimmte Organismen gebunden sind, an menschliche Bedürfnisse wie bspw. der Infrastruktur angepasst werden (Sdunzig 2017). Ebenfalls von zentraler Bedeutung gelten die sich global verändernden klimatischen Bedingungen. Diese führen insbesondere aufgrund der rasanten Geschwindigkeit u. a. dazu, dass sich viele Arten nicht anpassen können, Ökosysteme aus dem Gleichgewicht geraten, oder gebietsfremde Arten, welche sich als invasiv herausstellen können, einwandern. Neben der Verdrängung heimischer Arten können invasive Arten den Lebensraum durch Faktoren wie veränderte Licht- und Feuchtigkeitsverhältnisse oder durch eine Veränderung des Nährstoffgehaltes des Bodens beeinflussen (UFZ 2018; Weber 2018). Als weitere Faktoren, welche die negative Entwicklung der Biodiversität in den vergangenen Jahrzehnten begünstigt haben, gelten neben der Ausbeutung von natürlichen Ressourcen insbesondere eine Intensivierung der Landwirtschaft (Kehl 2015; Smith et al. 2009).

Welche Leistungen erbringt die Biodiversität?

Die Biodiversität umfasst alle Lebewesen und alle Leistungen, welche von diesen bzw. von deren Ökosystemen ausgehen. Biodiversität steuert Ökosystemprozesse und ist die Voraussetzung für Ökosystemdienstleistungen, von welchen die Menschheit in vielerlei Hinsicht profitiert und abhängig ist (Nentwig et al. 2017; Wüstemann et al. 2015). Grundsätzlich lässt sich bei den Leistungen der Biodiversität zwischen Versorgungsleistungen, Regulierungsleistungen und ideellen Leistungen unterscheiden.

Als Versorgungsleistungen werden Güter bezeichnet, welche dem Menschen zur Verfügung stehen und von der Natur produziert werden. Für den Menschen sind diese Versorgungsgüter sowohl für sein Überleben als auch ökonomisch von essentieller Bedeutung (Marzelli et al. 2012). Biodiversität ist die Grundlage der Ernährung der Weltbevölkerung, da diese die Basis der landwirtschaftlichen Produktion darstellt und dem Menschen sauberes Trinkwasser durch Wasserspeicherung bzw. Wasserfilterung liefert. Ebenfalls profitieren zahlreiche Branchen von der Biodiversität. Von essentieller Bedeutung ist insbesondere der Pharmaziebereich. Eine hohe Biodiversitätsrate stellt die Basis für zahlreiche Arznei- und Heilmittel beispielsweise in Form von pflanzlichen Substanzen dar (Loft 2009). Gegenwärtig werden schätzungsweise 50.000 bis 70.000 Pflanzen für die Behandlung von Krankheiten und Verletzungen eingesetzt (NABU 2022). Mit großer Sorge wird die Entwicklung betrachtet, dass weltweit mehr als 40 % der Pflanzenarten vom Aussterben bedroht sind (vgl. Abbildung 1), da laut WHO mindestens 80 % der Weltbevölkerung auf traditionelle Medizin angewiesen ist (Kasparek & Al-Janabi 2008).

Regulierungsleistungen definieren die Leistungen von Ökosystemen, welche Elemente und Prozesse anderer Ökosysteme beeinflussen und dem Menschen dadurch indirekt einen Nutzen verschaffen. Die Bestäubung von Pflanzen durch Bestäuber wie Bienen, Käfer, Vögel oder Fledermäuse ist bspw. eine Regulierungsleistung, auf welche der Mensch dringend angewiesen ist (vgl. Abbildung 2). Des Weiteren besitzen sowohl Gewässer als auch Böden die Fähigkeit Schadstoffe und Nährstoffe zu binden, zu filtern und abzubauen. Insbesondere Moore und Auen vermindern in größerem Umfang Schad- und Nährstoffe und tragen zu einer verbesserten Qualität von Grund- und Oberflächenwasser bei. Eine solche Filtrations- bzw. Pufferfunktion ist für den Menschen und für andere Lebewesen essentiell, da dadurch die Grundlage für sauberes Trinkwasser geschaffen wird und Böden landwirtschaftlich genutzt werden können (Früh 2013; Marzelli et al. 2012). Intakte Ökosysteme leisten durch die Aufnahme von bspw. Kohlendioxid, Ozon und Rußpartikel zudem einen Beitrag zur globalen Klimaregulation und wirken sich auf regionaler Ebene zudem positiv auf die Luftqualität und auf das Mikroklima aus (Marzelli et al. 2012).

Darüber hinaus wird der Biodiversität eine ideelle Bedeutung zugesprochen. So besitzen unterschiedliche Landschaftsformen wie Berggipfel und Wasserfälle spirituelle bzw. religiöse Werte. Eine vielfältige Landschaft wird vom Menschen geschätzt und dient der Erholung.  Biodiversität erbringt durch Faktoren wie ästhetische Befriedigung, spirituelle Erfüllung oder durch andere Naturerlebnisse kulturelle Dienstleistungen, welche die Stimmung und das Wohlbefinden des Menschen beeinflussen (Baur 2010; Nentwig et al. 2017; Weber 2018).

Abb. 1: Anteil bedrohter Arten in den Tropen und weltweit (James Cook University 2020)
Abb. 2: Ernteerträge von ausgewählten Obstkulturen mit und ohne Bienenflug (in Anlehnung an Radtke 2013)

Fazit

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass bereits seit Jahrzehnten endliche Ressourcen im Überfluss verbraucht – bzw. Böden, Luft und Wasser durch Übernutzung und Verschmutzung nachhaltig zerstört werden. Hinzu kommt, dass Populationen durch überproportionale Nutzung, Überfischung und Bejagung stetig zurückgehen (Sdunzig 2017; Vaupel 2014). Das sechste Massenaussterben der Erdgeschichte ist im vollen Gange und „wir Menschen sind dabei gleichzeitig Täter und Opfer: Das weltweite Artensterben ist menschengemacht und raubt uns gleichzeitig die Lebensgrundlagen“ (WWF 2023).

Zum Weiterlesen

NABU (2022): Grundsatzprogramm Artenvielfalt. Arten in ihren Lebensräumen eine Zukunft geben! https://urlis.net/ey07mv4d

 

Literatur

Barthlott, W. & Rafiqpoor, M. (2016): Biodiversität im Wandel – Globale Muster der Artenvielfalt. In: Lozán, J. et. al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: die Biodiversität. Unter Berücksichtigung von Habitatveränderungen, Umweltverschmutzung und Globalisierung, Hamburg. S. 44-50.

Baur, B. (2010): Biodiversität. Bern.

BFN (2007): Übereinkommen über die Biologische Vielfalt. Online unter:https://www.bfn.de/filead-min/ABS/documents/0.451.43.de.pdf

Britannica (2024): Biodiversity. Online unter:https://www.britannica.com/science/conservation-ecology

EURH (2020): Sonderbericht. Biodiversität landwirtschaftlicher Nutzflächen: Der Beitrag der GAP hat den Rückgang nicht gestoppt. Online unter: https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR20_13/SR_Biodiversity_on_farmlan d_DE.pdf

FAO & UNEP (2020): The State of the World’s Forests 2020. Forests, biodiversity and people. Online unter: https://doi.org/10.4060/ca8642en

Früh, S. (2013): Ökonomischer Wert von Seen und Feuchtgebieten. Radolfzell.

Heine, U. (2019): Fotografische Bilder des Klimawandels. Strategien und Bildformeln. Frankfurt & New York.

IPBES (2019): The Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. Summary for Policymakers. Online unter: https://files.ipbes.net/ipbes-web-prod-public files/inline/files/ipbes_global_assessment_report_summary_for_policymakers.pdf

James Cook University (2020): State of the Tropics Report 2020. Online unter: https://www.researchgate.net/publication/343441325_State_of_the_Tropics_2020_Report

Jessel, B. (2018): Biodiversität. In: Akademie für Raumforschung und Landesplanung (Hrsg.): Handwörterbuch der Stadt- und Raumentwicklung, Hannover. S. 253-259.

Kasparek, M. & Al-Janabi, S. (2008): Heilpflanzen Biologische Vielfalt für die Gesundheitsversorgung. Online unter: https://conservation-development.net/Projekte/Nachhaltigkeit/DVD_11_China/Material/pdf/de-biodiv-thema-heilpflanzen-2008.pdf

Kehl, C. (2015): Was kostet die Natur. Wert und Inwertsetzung von Biodiversität. Online unter: https://doi.org/10.5771/9783845262727

LFU (2015): Biodiversität. Online unter: https://www.lfu.bayern.de/buerger/doc/uw_98_biologische_vielfalt.pdf

Loft, L. (2009): Erhalt und Finanzierung biologischer Vielfalt – Synergien zwischen

internationalem Biodiversitäts- und Klimaschutzrecht. Berlin & Heidelberg.

Marzelli, S. et al. (2012): Der Wert der Natur für Wirtschaft und Gesellschaft. Eine Einführung. Ein Beitrag Deutschlands zum internationalen TEEB-Prozess. München.

NABU (2022): Grundsatzprogramm Artenvielfalt. Arten in ihren Lebensräumen eine Zukunft geben!. Online unter: https://www.nabu.de/imperia/md/content/nabude/nabu/nabu-papiere/230111-nabu-grundsatzprogrammartenvielfalt.pdf

Nentwig, W.et al. (2017): Ökologie kompakt. 4. Auflage, Berlin & Heidelberg. Piechocki, R. (2010): Landschaft, Heimat, Wildnis. Schutz der Natur – aber welcher und warum?. München.

Radtke, J. (2013): Bienen als natürliche Ertragsfaktor nutzen. Online unter: https://www2.hu-berlin.de/bienenkunde/Bilder-Downloads/FB/Aus-Weiterbildung/lehrmaterial/bienenweide/Bienen-Landwirtschaft.pdf

Sdunzig, T. (2017): Die UN-Konvention über Biodiversität und ihre Zusatzprotokolle. Verhandlungshistorie, Inhalt, Kritik sowie Analyse der rechtlichen Steuerungsfähigkeit aus völkerrechtlicher und europarechtlicher Sicht. Baden-Baden.

SMITH, T. et al. (2009): Ökologie. 6. Auflage, München

UFZ (2018): Klimawandel und Biodiversität. Online unter: https://www.ufz.de/export/data/2/85980_Factsheet_Biodiversitaet_final.pdf

Vaupel, K. (2014): Ressourcen schützen und respektvoll nutzen!. Berlin.

Weber, E. (2018): Biodiversität – Warum wir ohne Vielfalt nicht leben können. Berlin & Heidelberg.

Wüstemann et al. (2015): Naturkapital und Klimapolitik. Synergien und Konflikte. Berlin & Leipzig.

WWF (2023): Massenaussterben in Sichtweite. Online unter: https://www.wwf.de/2023/dezember/massenaussterben-in-sichtweite

 

Experimente für die MINT-Fächer zum Klimawandel

Von Elena Meister & Felix Nell

Wissenschaftliche Erkenntnisse im Bereich MINT tragen zum technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Fortschritt bei. Ein grundlegendes Verständnis für den Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung ist daher für alle Menschen von Bedeutung. Der Experimentierkompetenz kommt dabei eine zentrale