Biodiversität sichert unser aller Wohlergehen

Über 300 Wissenschaftler, Experten und Praktiker aus 38 Ländern und 112 internationalen und nationalen Organisationen informierten und diskutierten drei Tage im Wissenschaftszentrum Bonn über den Erhalt und Schutz von Pflanzen, Tierwelt und Lebensräumen.

Eingeladen zur Tagung mit dem Titel Biodiversität heute für morgen hatte das BION-Netzwerk Bonn, der im vergangenen Jahr gegründete Zusammenschluss von 55 wissenschaftlichen, internationalen, nationalen und regionalen Institutionen und Organisationen, die sich durch ihre Kompetenz, Spezialisierung und Exzellenz auf dem Gebiet der Erforschung und Erhaltung der Biodiversität auszeichnen.

„Mit unserer Konferenz ist es gelungen, regionale, lokale und internationale Akteure mit international ausgewiesenen Experten zu diesem sehr hoch komplexen Themenfeld an einen Tisch zu bringen und einen Wissens- und Erfahrungstransfer auf sehr hohem Niveau zu erreichen“ äußert sich Prof. Maximilian Weigend, Sprecher des BION-Netzwerkes, zufrieden zum Ende der Veranstaltung.

Lebhaft diskutierte Schwerpunktthemen und unterschiedlichste Aspekte von Biodiversität waren u.a. Biodiversität und menschliche Entwicklung, Biodiversität zum Nutzen für Landwirtschaft und Ernährung und Technologien zur Erforschung und Überwachung von Artenschutz und Artenvielfalt.

Beim Blick in die Zukunft einigt alle Teilnehmer das Ziel, Biodiversität langfristig als einen eigenständigen Wert in alle relevanten gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Abwägungs- und Entscheidungsprozesse einfließen zu lassen. Denn: „Biodiversität sichert unser aller Wohlergehen. Wir sind nicht nur Teil der Natur, sie erhält auch unser Leben“, wie es in der Abschlusserklärung der Konferenz heißt.

Das BION-Netzwerk fühlt sich durch die große Resonanz auf die Tagung ermutigt, untereinander den Austausch von Wissen voranzutreiben, deutlich in eine Politikberatung und eine für den Bürger verständliche Öffentlichkeitsarbeit zu investieren und exemplarische Projektinitiativen mit möglichst vielen regionalen Partnern auf den Weg zu bringen.

So gibt es eine Reihe von Ideen, die die unterschiedlichen Partner des BION-Netzwerkes in Zukunft verwirklichen wollen: z.B. ein Projekt zu Biodiversität und kulturellem Erbe im Nord-Westen Perus unter Einbeziehung der indigenen Bevölkerung und hier in Bonn der Aufbau eines Biodiversitäts-Konservatoriums im Melbtal.

Die Konferenz und das BION-Netzwerk werden vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) gefördert.

Pestizide reduzieren die Artenvielfalt in Gewässern deutlich

Einige Pestizide, die derzeit in Europa und Australien im Einsatz sind, können die regionale Artenvielfalt von wirbellosen Tieren in Fließgewässern um bis zu 42 Prozent reduzieren. Das berichten Forscher in den “Proceedings” der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS).

Mikhail A. Beketov und Matthias Liess vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig analysierten gemeinsam mit Ben Kefford von der Technischen Universität Sydney und Ralf B. Schäfer vom Institut für Umweltwissenschaften Landau die Auswirkungen von Pestiziden wie Insektiziden und Fungiziden auf den regionalen Artenreichtum von Wirbellosen in Fließgewässern und verwendeten dafür Daten aus Deutschland, Frankreich und Victoria in Australien. Die jetzt veröffentlichte Studie ist eigenen Angaben zufolge die erste Studie überhaupt, die die Auswirkungen von Schadstoffen auf die regionale Biodiversität im Zusammenhang mit den Konzentrationen von Pestiziden und den jeweiligen Artenverlusten untersucht hat.

Pestizide, beispielsweise aus der Landwirtschaft, gehören zwar zu den am besten ökotoxikologisch untersuchten und regulierten Gruppen von Schadstoffen – bisher war aber unbekannt, ob und in welchem Umfang und bei welchen Konzentrationen ihr Einsatz Artenverluste in Gewässern verursacht. Dieser Frage gingen die Forscher nach und verglichen den Artenreichtum an mehreren Standorten – unter anderem in der Hildesheimer Börde bei Braunschweig, in Süd-Victoria in Australien und in der Bretagne in Frankreich. Dabei untersuchten sie drei verschiedene Ebenen der Pestizidbelastung: unberührt, leicht verunreinigt oder stark verschmutzt. In Europa fanden sie signifikante Unterschiede beim Artenreichtum von Wirbellosen zwischen den Verschmutzungs-Kategorien.

Für Australien konnten die Forscher bei verschiedenen Insektengruppen einen Unterschied feststellen, und zwar zwischen den hoch belasteten Standorten einerseits und den unberührten und leicht verunreinigten andererseits. Nachweislich rangiert der Verlust der Artenvielfalt zwischen den unberührten und stark kontaminierten europäischen Standorten damit auf einem Niveau von 42 Prozent, bei Insektengruppen in Australien ist ein Rückgang von 27 Prozent zu verzeichnen. Wie die Forscher weiter herausfanden, werden die Gesamtverluste in der Biodiversität in erster Linie durch das Verschwinden mehrerer Gruppen von Lebewesen bestimmt, welche speziell anfällig für Pestizide sind. Dazu gehören vor allem Vertreter der Steinfliegen, Eintagsfliegen, Köcherfliegen und Libellen. Diese Organismen zählen zu den arten- und individuenreichsten Besiedlern der europäischen Flüsse, Bäche und Ströme und sind wichtige Mitglieder der Nahrungskette, bis hin zu Fischen und Vögeln. Sie ermöglichen die biologische Vielfalt der Gewässerlebensräume erst, indem sie als Anzeiger der Wasserqualität für einen regelmäßigen Austausch zwischen Oberflächen- und Grundwasser sorgen.

Schutzkonzepte greifen zu kurz 

Ein besorgniserregendes Ergebnis der Studie ist, dass die verheerenden Auswirkungen der Pestizidbelastung auf diese Kleinstlebewesen bereits bei Konzentrationen festgestellt wurden, die nach den aktuellen europäischen Vorschriften als unbedenklich gelten. Die Autoren weisen darauf hin, dass die Verwendung von Pestiziden ein wichtiger Treiber des Verlustes an biologischer Vielfalt ist, und dass die gesetzlich vorgeschriebenen Höchstmengen die Artenvielfalt der wirbellosen Tiere in Fließgewässern nicht ausreichend schützen. Neue Ansätze, die Ökologie und Ökotoxikologie verbinden, werden daher dringend benötigt.

“Die gegenwärtige Praxis der Risikobewertung gleicht leider einer Autobahnfahrt mit verbundenen Augen“, gibt der Ökotoxikologe Matthias Liess zu bedenken. Denn bisher beruhe die Zulassung von Pestiziden nur auf experimentellen Arbeiten im Labor und in künstlichen Ökosystemausschnitten. Für eine fundierte Bewertung der ökologischen Wirkung dieser chemischen Substanzen müssten die bestehenden Konzepte aber dringend mit der Realität im Freiland abgeglichen werden. „Die neuen Ergebnisse zeigen, dass das Ziel der UN-Konvention zur biologischen Vielfalt, den Artenschwund bis 2020 zu bremsen, gefährdet ist. Pestizide werden immer Wirkungen haben auf Ökosysteme, ganz gleich wie rigide die Schutzkonzepte sind. Aber nur wenn validierte Bewertungskonzepte verwendet werden, kann eine realistische Abwägung erfolgen, welche Ökosysteme auf welchem Niveau geschützt werden müssen.“ Die Bedrohung der Artenvielfalt durch Pestizide wurde bisher offenbar unterschätzt.
Quelle:Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ – Bettina Hennebach

Publikation
M.A. Beketov, B.J. Kefford, R.B. Schäfer, and M. Liess (2013): “Pesticides reduce regional biodiversity of stream invertebrates”. PNAS, Early Edition. 17 June 2013, DOI: 10.1073/pnas.1305618110
http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1305618110
http://www.pnas.org/content/early/recent
Die Studie wurde von der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen des Forschungsprojektes ECOLINK gefördert.

Beteiligte Einrichtungen
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig
Institut für Umweltwissenschaften der Universität Koblenz-Landau
Centre of Environmental Sustainability der University of Technology Sydney (Australien)

Natürliche Schädlingskontrolle: Wie wirken sich Artenvielfalt und Landschaftsstruktur aus?

Weltweit werden trotz intensiven Pestizideinsatzes jährlich rund 10 Prozent der landwirtschaftlichen Erträge durch Schädlinge vernichtet. Fallen diese Verluste geringer aus, wenn den Schädlingen viele Arten natürlicher Feinde gegenüber stehen? Welchen Einfluss haben die Struktur der Landschaft und ihre natürlichen Lebensräume auf die Schädlingskontrolle? Emily Martin, die im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs TERRECO an der Universität Bayreuth promoviert, hat diese Fragen genauer untersucht und ist dabei zu sehr differenzierten Forschungsergebnissen gekommen.

Wie sich herausgestellt hat, trägt ein Anstieg der Artenvielfalt in strukturreichen Agrarlandschaften nicht notwendigerweise dazu bei, Schädlinge zurückzudrängen. Es können vielmehr auch gegenteilige Effekte eintreten, wenn Feinde verschiedener Arten sich untereinander angreifen und töten. Im Wissenschaftsmagazin PNAS, den Proceedings of the National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten, stellt Emily Martin gemeinsam mit Prof. Dr. Ingolf Steffan-Dewenter (Universität Würzburg), Prof. Dr. Björn Reineking und Bumsuk Seo (beide Universität Bayreuth) ihre Ergebnisse vor.

Experimente mit verschiedenen Gruppen natürlicher Feinde

Die Studie befasst sich mit den Schäden, die Schmetterlingsraupen an Kohl-Pflanzen verursachen. In der von Agrarwirtschaft geprägten, landschaftlich differenzierten Region Haean in Südkorea wurden insgesamt 18 Untersuchungsflächen eingerichtet. In einer Reihe komplexer Feldversuche hat Emily Martin den Schädlingsbefall und die dadurch angerichteten Ernteverluste gemessen. Dabei hat sie die Schäden in Beziehung gesetzt zu den natürlichen Feinden, denen die Schmetterlingsraupen ausgesetzt waren. Nacheinander wurden einzelne Gruppen natürlicher Feinde mithilfe von Käfigen daran gehindert, in die Untersuchungsflächen einzudringen. So konnten die Schäden, die beim Ausschluss einer bestimmten Gruppe natürlicher Feinde eintraten, mit denjenigen Schäden verglichen werden, die entstanden, wenn diese Art auf den Untersuchungsflächen mit anderen Feindarten zusammentraf. Darüber hinaus wurde die Vielfalt der natürlichen Feinde zur jeweiligen Landschaftsstruktur in Beziehung gesetzt.

Natürliche Feinde fressen rivalisierende Arten:
Erhebliche Auswirkungen auf die Schädlingskontrolle

Die Ergebnisse waren überraschend: Zwar war bereits bekannt, dass die Artenvielfalt vergleichsweise groß ist, wenn Landschaften komplex strukturiert sind und zahlreiche natürliche Lebensräume bieten. Doch wenn in derartigen Landschaften viele Arten vorkommen, die zur Schädlingskontrolle beitragen, führt dies nicht notwendigerweise zu ‘Synergieeffekten’ und einem entsprechend geringeren Schädlingsbefall. Vielmehr wird der Umfang der Schäden von zwei Faktoren bestimmt: einerseits von der Schädlingskontrolle, die jede Feindart für sich genommen leistet; andererseits von den Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Feindarten. Dabei scheint es eine wichtige Rolle zu spielen, dass natürliche Feinde, die verschiedenen Arten angehören, sich untereinander fressen. Wie Emily Martin herausgefunden hat, fressen Vögel nicht nur die schädlichen Schmetterlingsraupen, sondern auch Wespen, die sich gleichfalls von den Raupen ernähren. Natürliche Feinde fressen rivalisierende Arten: ein Vorgang, der in der Forschung als „intraguild predation“ bezeichnet wird.

Dies hat erhebliche Folgen für die Schädlingskontrolle, wie das folgende Experiment zeigt: Solange Vögel und andere Feindarten von den Untersuchungsflächen ausgeschlossen sind, ist die von Wespen geleistete Schädlingskontrolle umso effektiver, je höher der Anteil natürlicher Lebensräume in der Umgebung ist. In besonders vielfältigen Landschaften ist diese Schädlingskontrolle durch Wespen so effektiv, dass die Zahl der Schädlinge um 90 Prozent und die Schäden an den Pflanzen um 70 Prozent sinken; die Ernteerträge erreichen hingegen den sechsfachen Umfang. Anders verhält es sich, wenn Vögel und andere Feindarten nicht länger am Eindringen gehindert werden. Dann sinken die Zahl der Schädlinge nur um 45 Prozent und die Schäden an den Pflanzen um 40 Prozent. Die Ernteerträge sind lediglich um das 2,6fache höher.

Forschungsarbeiten nutzen der Landwirtschaft

Welche Konsequenzen haben die jetzt veröffentlichten Forschungsarbeiten für die Landwirtschaft? Emily Martin meint: „Verlässliche Informationen darüber, wie sich eine natürliche Schädlingskontrolle auf den Anbau von Kulturpflanzen auswirkt, können für die Landwirte sehr hilfreich sein. Dies gilt vor allem dann, wenn Vergleichszahlen vorliegen, die sich auf den Einsatz von Pestiziden oder den Verzicht auf Schädlingskontrolle beziehen. Dadurch erhalten die Landwirte wertvolle Anhaltspunkte für ihre eigenen Planungen – in ökonomischer wie in ökologischer Hinsicht.“

Veröffentlichung:

Emily A. Martin, Björn Reineking, Bumsuk Seo, and Ingolf Steffan-Dewenter,
Natural enemy interactions constrain pest control in complex agricultural landscapes,
PNAS 2013 ; published ahead of print March 19, 2013
DOI: 10.1073/pnas.1215725110