Biodiversität im Meer und an Land

Die Befunde liegen klar ausgebreitet vor uns. Der Weltbiodiversitätsrat IPBES warnt in seinem jüngsten globalen Bericht vor einem starken Rückgang der Arten und der Biodiversität insgesamt. Geschätzt sind 1 Million Tier- und Pflanzenarten im Laufe der nächsten 20 bis 50 Jahre vom Aussterben bedroht, wenn nicht gegensteuert wird. Der Anteil der Arten, die derzeit vom Aussterben bedroht sind, liegt durchschnittlich bei etwa 25 Prozent.

Zahlreiche Ökosystemleistungen, die die Natur uns zur Verfügung stellt, sind für die menschliche Gesundheit und unsere Versorgung unerlässlich: als Nahrungsmittel, als Basis für Arzneien oder für den Zugang zu sauberem Trinkwasser. Die meisten dieser Ökosystemleistungen sind nicht vollständig ersetzbar, einige sind nach Angaben des IPBES sogar unersetzlich. Schwindet die Biodiversität, sind auch diese wichtigen Ökosystemleistungen bedroht.

Der Sachstandsbericht des IPBES bezieht sich auf das, was wir über Biodiversität jetzt und heute wissen. Aber viele Zusammenhänge und Wechselwirkungen in der Natur sind überhaupt noch nicht bekannt. Allein im Meer werden pro Tag durchschnittlich vier neue Arten entdeckt. Schätzungen zufolge sind in den Ozeanen circa 300.000 bis 2 Millionen Arten sogar noch gänzlich unbekannt.

In unserem neuen Themenspezial „Vom Wert biologischer Vielfalt – Biodiversität im Meer und an Land“ fragen wir danach, was Biodiversität im modernen wissenschaftlichen Verständnis bedeutet und welche Rolle sie für unser Leben spielt. Biodiversität bedeutet mehr als Artenvielfalt. Es geht auch um genetische Variabilität innerhalb einer Art, um die funktionelle Vielfalt oder die Vielfalt der Ökosystemtypen. In den Blick nehmen wir auch einzelne Treiber bzw. Ursachen, die für den Wandel der Biodiversität ausschlaggebend sind: Klimawandel, veränderte Landnutzung, Überdüngung der Böden, Verstädterung oder der Eintrag von Schadstoffen.

In der öffentlichen Diskussion dominiert häufig die Betrachtung einzelner Klassen wie Insekten und bekannter Arten wie der Europäischen Honigbiene. Wir wollen aber dafür sensibilisieren, dass es viele weitere Organismen gibt, die für Ökosysteme an Land und im Meer ebenfalls eine zentrale Bedeutung haben wie die verschiedenen Planktonarten, Seegräser oder Mikroorganismen. Dazu werfen wir auch einen Blick in Regionen, die in der öffentlichen Wahrnehmung nur selten auftauchen wie zum Beispiel die Tiefe Biosphäre oder die höchst biodiversen Flussauen.

Bei der Erstellung des Themenspezials haben uns wieder viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Forschungsbereich Erde und Umwelt der Helmholtz-Gemeinschaft geholfen und uns einen fachkundigen Einblick in ihre aktuelle wissenschaftliche Arbeit gegeben. Bedanken wollen wir uns für die Unterstützung beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), beim Forschungszentrum Jülich (FZJ), beim GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, beim Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), beim Helmholtz-Zentrum Geesthacht – Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG), beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie bei dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). Unser Dank gilt außerdem dem Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität an der Universität Oldenburg (HIFMB), dem zum KIT gehörenden Institute of Meteorology and Climate Research – Atmospheric Environmental Research (IMK-IFU) in Garmisch-Partenkirchen, dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) in Müncheberg, dem Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume Schleswig-Holstein (LLUR), dem Netzwerk-Forum zur Biodiversitätsforschung Deutschland (NeFo) sowie dem Büro für Umweltethik in Tübingen.

Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen!

Ihre ESKP-Redaktion

September 2019

Wozu Diversität?

Wenn wir heute von Biodiversität sprechen, ist damit in der Regel die Vielfalt von Arten gemeint. Aus wissenschaftlicher Sicht umfasst der Begriff jedoch weitaus mehr. Am Anfang des Themenspezials soll daher zunächst ein Grundverständnis erzeugt werden, was Biodiversität ist und welchen Wert Biodiversität für uns hat. Dies schließt auch Fragen der Ethik mit ein.

Biodiversität ist einem starken Wandel unterworfen, sowohl an Land wie auch im Meer. Wie lassen sich diese Änderungen erfassen, wo gibt es Verlierer und möglicherweise auch Gewinner? Am Beispiel des Wattenmeers wird konkret gezeigt, welche Funktionen ein Lebensraum für uns Menschen übernehmen kann. Moderne Züchtungsmethoden machen deutlich, wie der Mensch genetische Diversität nutzen kann, um Pflanzen auf den Klimawandel vorzubereiten.

Nutzen von Diversität

Was leistet Biodiversität in einzelnen Ökosystemen? Wie lassen sich die Potentiale, die im Meer oder an Land schlummern, nutzbar machen oder wie werden sie heute schon aktiv genutzt? In diesem Abschnitt wollen wir verschiedene Anwendungsbereiche aufzeigen, von der Ernährungswirtschaft, der Medizin bis hin zur Biotechnologie.

Ein wichtiger Bereich, in dem Biodiversität auch zuhause ist, ist die Tiefe Biosphäre. In einem Extrabeitrag wollen wir den tiefen Untergrund etwas näher vorstellen, denn gerade in den Porenräumen von Sedimenten sind Mikroorganismen beheimatet, die dort unter extremen Bedingungen überleben und uns möglicherweise auch die Grenzen des Lebens überhaupt aufzeigen können. Die Wechselwirkungen zwischen diesen Organismen und der Geosphäre sind zudem noch weitgehend unbekannt.

Klimawandel

Einer der größten Einflussfaktoren auf Biodiversität ist der Klimawandel. Arten wiederum müssen sich unter großem Zeitdruck anpassen oder in bisher nicht genutzte Lebensräume ziehen, wenn es wärmer wird. Invasive Arten stellen dabei zum Teil auch Chancen dar, damit zukünftig entscheidende Stoffflüsse weiterhin aufrechterhalten werden können. Auch in der Antarktis kommt es beispielsweise zu gravierenden Veränderungen, wenn Regionen am Meeresboden, die vorher von Schelfeis bedeckt waren, plötzlich Licht erhalten. Einzelne Arten wie der für die Fischerei wichtige Kabeljau können Probleme bekommen, wenn ihre Larven nicht mehr zur richtigen Zeit auf die notwendigen Nahrungsorganismen treffen.

Die Dürrejahre 2018 und 2019 zeigen, wie wichtig es in Zukunft werden kann, trockenresistente Nutzpflanzen zu züchten. Forscherinnen und Forscher greifen dabei auf schon lange bestehende Sorten zurück, die mit veränderten Bedingungen möglicherweise besser klarkommen. Beeindruckende Beispiele für Züchtungserfolge gibt es beim Wein aber auch beim Reis, dem wichtigsten Grundnahrungsmittel für mehr als die Hälfte der Menschen weltweit.

Überdüngung

Der Einfluss des Menschen auf Biodiversität zeigt sich insbesondere beim Thema Nährstoffeintrag und Landwirtschaft. Die Überdüngung und der anhaltend hohe Nitrat- und Phosphoreintrag haben zum Teil gravierende Folgen in den Gewässern und an Land. Nährstoffe gelangen diffus über das Grundwasser, über Flüsse und die Atmosphäre auch in die Küstengewässer. Viele Organismen sind an diese Nährstofffülle nicht hinreichend angepasst. Im Meer kommt es zu Algenblüten und sauerstofffreien Zonen. Seegras erweist sich bei der Feststellung der Gewässergüte dabei als eine erstaunlich wichtige Pflanze.

Wir fragen daher auch, ob eine ökologisch ausgerichtete Landwirtschaft eine echte Alternative sein kann und wie die besonders artenreiche Kulturlandschaft, das Grünland besser geschützt werden könnte.

Biodiversität und Verstädterung

Vor dem Hintergrund des starken Wachstums der Städte stellt sich auch die Frage, welche Auswirkungen die Urbanisierung auf Biodiversität hat. Viele Arten haben sich zum Teil hervorragend an die rauen Bedingungen in Großstädten angepasst und neue Verhaltensweisen herausgebildet. Die Forschung untersucht daher, ob sich in Städten vielleicht sogar schon neue Arten herausbilden.

Die zunehmende Verstädterung zeigt sich auch beim vielleicht weniger bekannten Thema Lichtverschmutzung. Etliche Tierarten haben Probleme, wenn sich der Tag-Nacht-Rhythmus verändert. Wir wollen auch auf die Suche nach möglichen Strategien gehen, um den zunehmenden Flächenverbrauch einzudämmen. Denn nach wie vor gehen pro Tag in Deutschland im Schnitt 70 Hektar für Verkehrs- und Siedlungsflächen verloren.

Naturnahe Flächen

Der Wert naturnaher Flächen für die Artenvielfalt ist unbestritten. Während hier in Deutschland intensiv daran gearbeitet und geforscht wird, Flussauenlandschaften wieder zu reaktivieren, gehen an vielen Orten weltweit große Gebiete, die sich durch eine extrem hohe Biodiversität auszeichnen, durch gigantische Staudammprojekte verloren.  

Vor dem Hintergrund des Klimawandels wird intensiv diskutiert, ob großflächige Aufforstungsprogramme und die verstärkte Nutzung von Bioenergiepflanzen eine gute Alternative sind, um CO₂ aus der Atmosphäre zu holen und in Biomasse festzulegen. Im Hinblick auf Biodiversität sind die Auswirkungen von Monokulturen zur Gewinnung von Bioenergie aber durchaus auch kritisch zu bewerten. Die Forschung zeigt zudem, dass eine hohe Artenvielfalt an Land helfen kann, um dem Nitrateintrag ins Grundwasser und der Gefahr der Überdüngung etwas entgegenzusetzen. Erstaunliche Ressourcen für Biodiversität bilden in Deutschland auch ehemalige Truppenübungsplätze.

Vielfalt im Meer erhalten

Rund 70 Prozent der Erde sind mit Ozeanen bedeckt. Und nach wie vor ist es so, dass wir über ferne Planeten häufig mehr wissen, als über die Zusammenhänge in den Meeren. Dies betrifft maßgeblich auch das Wissen um Biodiversität – in der Tiefsee, bei Mikroorganismen, Plankton oder Makroalgen. Daher werden wir hier auf diesen wichtigen Lebensraum blicken, der die Lebensgrundlage für Millionen anderer Lebewesen bildet.

Eine riesige Aufgabe ist es nicht nur, die unzähligen Arten im Meer überhaupt kennenzulernen und mit ihnen auch die Leistungen, die sie erbringen. Es geht um ein grundlegendes Verständnis und um Strategien, wie sich die Biodiversität im Meer verteilt und wie sie sich schützen lässt. Hier bilden Meeresschutzgebiete einen wichtigen Ankerpunkt. Am Beispiel der Europäischen Auster wird gezeigt, ob es auch Chancen gibt, bereits verlorene Arten wieder anzusiedeln und Biodiversität vor unserer eigenen Küste aktiv zu fördern.

Strategien

Wie lässt sich Biodiversität fördern? Ein zentraler Erfolgsfaktor ist die Übersetzung von Empfehlungen internationaler Umweltberichte und Vereinbarungen in die nationale Gesetzgebung bis hin zu Kommunen und planungsrechtlichen Grundlagen. Wenn es mit der Biodiversität hapert, liegt es häufig an Problemen bei diesem sogenannten „Mainstreaming“, der fehlenden Verankerung in wirtschaftlichen Prozessen. Ein vielversprechender Ansatz zeigt sich in Paris, bei dem ein neuer Biodiversitätsplan das gestaltungsrechtliche Gerüst der Stadt völlig umkrempelt. Das Beispiel zeigt aber auch, wie wichtig Bürgerbeteiligung ist, wenn Biodiversität zu einem zentralen Wert der Stadtentwicklung werden soll.

Weiterhin fragen wir in diesem Abschlusskapitel, wie gut die Biodiversitätsforschung in Deutschland vernetzt ist und welchen Einfluss sie auf Politik, Behörden und Wirtschaft hat. Und last but not least geht es ums Geld. Welche Finanzierungsinstrumente sind nötig, um Biodiversität zu stärken? Auch dieser nicht ganz unwichtigen Frage wollen wir uns widmen.