Biodiversität

Ausstellungsvitrine zur Biodiversität im Berliner Naturkundemuseum

Biodiversität oder biologische Vielfalt bezeichnet gemäß dem Übereinkommen über biologische Vielfalt (CBD) „die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, darunter Land-, Meeres- und sonstige aquatische Ökosysteme und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören. Dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten und zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme“. Nach dieser für die ratifizierenden Staaten völkerrechtlich verbindlichen Definition besteht die Biodiversität also neben der Artenvielfalt aus der genetischen Vielfalt und der Vielfalt von Ökosystemen. Der Begriff der Biodiversität bezieht sich daher auf alle Aspekte der Vielfalt in der lebendigen Welt. Erhaltung und nachhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt und ihrer Elemente gelten als wichtige Grundlagen für das menschliche Wohlergehen. In der Zerstörung und Zerstückelung von Lebensräumen wird die weitaus größte Gefahr für die biologische Vielfalt auf der Erde gesehen. Hinsichtlich der Frage, welche biologische Variabilität erhalten und wie Biodiversität parametrisiert werden soll, besteht keine Einigkeit. Diese Uneinigkeit gründet in konkurrierenden Biodiversitätsauffassungen und Zielsetzungen, die mit der Erhaltung von Biodiversität verfolgt werden.

Zur Entwicklung des Begriffs und seine Bedeutungsimplikationen

Fachbegriff in der Biologie

Bereits seit längerem existiert der Begriff der „Diversität“ als ökologischer Fachterminus zur Beschreibung der „Verschiedenheit“ der Eigenschaften von Lebensgemeinschaften oder ökologischen Systemen (α- und γ-Diversität, siehe unten). Das bekannteste Beschreibungsmaß für die Diversität ist neben der Artenzahl (species richness) der aus der Informationstheorie abgeleitete Shannon-Wiener-Index. Der Shannon-Wiener-Index berücksichtigt sowohl die Häufigkeitsverteilung als auch den Artenreichtum. Ein weiterer verbreiteter Diversitätsindex in der Biologie ist der Simpson-Index.

Die Diversität einer Lebensgemeinschaft im hier definierten Sinn ist als ökologischer Beschreibungsbegriff zunächst nicht wertend gemeint. So können Diversitätsindices nicht ohne Weiteres zum Vergleich eines normativ interpretierbaren Naturschutzwerts von Lebensgemeinschaften herangezogen werden.

Begriff in der Umweltpolitik

Biodiversität ist die Kurzform des Begriffs biologische Vielfalt (engl.: biological diversity oder biodiversity) (d. h. ein als Fachwort verwendeter Pseudo-Anglizismus). Der Begriff wurde Anfang der 1980er Jahre in die wissenschaftliche und politische Diskussion um den Natur- und Artenschutz eingeführt. Der Titel des 1986 vom Evolutionsbiologen E. O. Wilson herausgegebenen Buches Biodiversity (engl. Ausgabe) war die erste weithin wahrgenommene Verwendung des Begriffs. Dem Buch war eine US-amerikanische Tagung zum Thema vorausgegangen. Im deutschsprachigen Raum wird „Biodiversität“ seit der Debatte um die Verabschiedung der Konvention zur Biologischen Vielfalt (CBD) 1992 auf dem Erdgipfel vermehrt eingesetzt. Die CBD wurde mittlerweile von 190 Staaten und der Europäischen Union ratifiziert.

Die Bezeichnung biodiversity stammt aus dem wissenschaftlichen Umfeld der US-Naturschutzbewegung (siehe oben). Die Nutzung von "Biodiversität" auch in Forschungszusammenhängen führte zu einer gewissen Politisierung des naturwissenschaftlichen Forschungsfeldes der Naturschutzbiologie. Die Etablierung des Begriffs sollte der Durchsetzung politischer Forderungen mit sozialem, ökonomischem und wissenschaftspolitischem Hintergrund dienen.

Ambivalenter Sprachgebrauch in Deutschland

Manchmal wird der Begriff Artenvielfalt synonym für Biodiversität verwendet. Die in der CBD gewählte Definition umfasst darüber hinaus jedoch weitere Bedeutungen (siehe unten). Im deutschen Sprachraum gilt der Begriff allgemein als „sperrig“ und schwer in der Öffentlichkeit vermittelbar. Selbst die Bundesrepublik Deutschland, Ausrichter der 9. Vertragsstaatenkonferenz 2008, bemühte sich für die öffentliche Wahrnehmung um einen Ersatzbegriff und nannte die Veranstaltung „Naturschutzkonferenz“.

Ebenen, Indikatoren und Maße für die Biodiversität

Die Biodiversität einer Region umfasst verschiedene Ebenen (Stufen) der Vielfalt, die (vereinfacht) wie folgt gegliedert werden können:

1. genetische Diversität – einerseits die genetische Vielfalt aller Gene innerhalb einer Art (= Genetische Variabilität), andererseits die gesamte genetische Vielfalt einer Biozönose oder eines Ökosystems;
2. Artendiversität – die Vielzahl an Arten in einem Ökosystem;
3. Ökosystem-Diversität – die Vielfalt an Lebensräumen und Ökosystemen;
4. Funktionale Biodiversität – die Vielfalt realisierter ökologischer Funktionen und Prozesse im Ökosystem (zum Beispiel abgeschätzt anhand der Anzahl verschiedener Lebensformtypen oder ökologischer Gilden).

Eine vollständige Charakterisierung der Biodiversität muss alle vier Ebenen einbeziehen. Am besten definiert ist dabei die Artenvielfalt einer Biozönose, insbesondere die jeweilige Artenzahl (species richness).

Die CBD hat die Entwicklung von Indikatoren für Biodiversität der der Biodiversity Indicators Partnership übertragen. Wichtige Indikatoren sind

• die Abundanz und Verteilung von Arten,
• die Waldfläche,
• die Fläche geschützter Areale (Naturschutzgebiete etc.),
• die Wasserqualität von Meer- und Süßwasser (Eutrophierung, Verschmutzung etc.),
• Zahl der Träger von traditionellem Naturwissen durch Ureinwohner.

Dabei handelt es sich aufgrund methodischer Schwierigkeiten teilweise nicht um Maßzahlen für die Biodiversität selbst, sondern um besser bekannte oder leichter messbare Ersatzgrößen, d. h. Indikatoren (eng.: indicators, proxies).

Zur Messung der Artenvielfalt in größerem Zusammenhang als dem der einzelnen Lebensgemeinschaft ist besonders der Ansatz von Whittaker bedeutsam. Nach Robert H. Whittaker (1960, 1977) wird Artendiversität in Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- und Epsilon-Diversität eingeteilt. Diese Einteilungen beschreiben Diversitätsmuster in Abhängigkeit von der beobachteten Fläche bzw. Flächenverteilungsmustern.

Hotspots der Biodiversität

Fast ein Drittel der Arten der Amphibien gelten als vom Aussterben bedroht.

Für ein geografisches Gebiet, in dem die Biodiversität besonders groß ist, hat sich der Begriff Biodiversitäts-Hotspot eingebürgert. Eine wichtige Studie zur Ausweisung der Hotspots wurde im Jahr 2000 von Myers et al. (2000) vorgelegt. Die Hotspots werden bei Myers et al. als Gebiete mit einer hohen Anzahl endemischer Pflanzenarten definiert, die in diesem Gebiet bereits den überwiegenden Teil ihres ursprünglichen Lebensraums verloren haben. Als Indikator gelten daher das Kriterium der Artenvielfalt und das der Gefährdung, abgeleitet vom Ausmaß des Lebensraumverlustes. Brooks et al. (2001) beschreiben das Ausmaß des Lebensraumverlusts und des Aussterbens von Arten in den Hotspots.

Biodiversität und Funktionalität von Ökosystemen

Die Bedeutung der biologischen Vielfalt für die Funktion von Ökosystemen wird seit mehreren Jahrzehnten kontrovers diskutiert. Ende der 1960er Jahre erreichten diese Diskussionen einen ersten Konsens: Diversität begünstigt Stabilität. Dieser Konsens wurde jedoch kurze Zeit später empfindlich gestört, als Robert May anhand mathematischer Simulationen zum Ergebnis kam, dass die Artenkonstanz in zufällig zusammengesetzten artenreichen Modellökosystemen geringer ist als in artenarmen. Die Konstanz der Artenzusammensetzung galt damals als wichtigster Indikator für die Stabilität eines Ökosystems. Eine intensive Neubeschäftigung mit der Diversitäts-Stabilitäts-Frage brachten die ab Mitte der 1980er Jahre veröffentlichten Ergebnisse von David Tilman. Die Frage nach der Bedeutung der Biodiversität für die Funktionalität von Ökosystemen ist Schwerpunkt der Naturschutzökologie, die sich im Spannungsfeld von Nieten- Redundanzmodell bewegt. Es gilt heutzutage hierzu folgender wissenschaftlicher Konsens. Als gesichert wird angesehen:

• Die funktionalen Eigenschaften von Arten haben einen starken Einfluss auf die Eigenschaften eines Ökosystems. Aus der relativen Häufigkeit einer Art allein lässt sich dabei nicht immer die Bedeutung dieser Art für das Ökosystem ableiten. Auch relativ seltene Arten können die Beschaffenheit des Ökosystems stark beeinflussen.
• Manche Arten, häufig handelt es sich hierbei um dominante Arten, nehmen innerhalb der Lebensgemeinschaften eine entscheidende Rolle ein (sogenannte Schlüsselarten). Ihr Verlust führt zu drastischen Veränderungen im Hinblick auf Struktur und Funktion der Lebensgemeinschaft.
• Die Auswirkungen von Artensterben und Veränderungen in der Artenzusammensetzung können sich hinsichtlich Beschaffenheit des Ökosystems, hinsichtlich des Typs der Ökosysteme und dem Weg, wie sich die Veränderung in der Gemeinschaft ausdrückt, voneinander unterscheiden.
• Manche Eigenschaften von Ökosystemen sind anfangs weniger anfällig gegenüber dem Aussterben von Arten, da mehrere Arten vielleicht eine ähnliche Funktion innerhalb eines Ökosystems erfüllen (Redundanz), einzelne Arten vielleicht relativ geringe Beiträge zur Funktionalität eines Ökosystems beitragen ('Irrelevanz') oder abiotische Umweltbedingungen die Beschaffenheit des Ökosystems bestimmen.
• Mit zunehmender räumlicher und zeitlicher Variabilität nimmt die Zahl der für die Funktion von Ökosystemen notwendigen Arten zu.

Als wahrscheinlich gilt:

• Die Anfälligkeit einer Lebensgemeinschaft für die Etablierung von Neobiota korreliert negativ mit der Artenzahl, mit der 'Sättigung' der Lebensgemeinschaft. Sie hängt aber auch ab von anderen Faktoren wie der Einführungsrate von Diasporen (propagule pressure), Störfaktoren oder Ressourcenverfügbarkeit.
• Wenn vorhandene Arten unterschiedlich auf Störfaktoren reagieren, dann kann die Funktion des Ökosystems bei Störeinflüssen eher erhalten bleiben, als wenn die vorhandenen Arten ähnlich auf Störfaktoren reagieren.

Ökonomische und soziale Bedeutung der Biodiversität

blühenden Korn- und Mohnblumen am Feldrand, Symbol für Biodiversität

Eigenwert

Die CBD gesteht der biologischen Vielfalt einen Eigenwert zu und bejaht den Wert der biologischen Vielfalt und ihrer Komponenten im Hinblick auf ökologische, genetische, soziale, wirtschaftliche, wissenschaftliche, erzieherische, kulturelle und ästhetische Zusammenhänge sowie hinsichtlich der Erholungsfunktion.

Versicherungswert

Bedeutsam ist auch der Versicherungswert der biologischen Vielfalt. Gemäß einer Studie des Forschungsinstituts ISOE beschreibt der Versicherungswert zum einen, in welchem Maße Strukturen und Prozesse eines Ökosystems für Störungen empfänglich sind. Zum anderen drückt er aus, welche Folgen die jeweilige identifizierte Störungsanfälligkeit für die Bereitstellung von Ökosystemleistungen hat. Eine Übersetzung in ökonomische Werte ist mit Schwierigkeiten verbunden. Durch Störungen verursachte Veränderungen besitzen keinen linearen Effekt auf die Lieferung von Ökosystemleistungen. Vielmehr erfolgen nachhaltig drastische Veränderungen häufig erst, wenn eine bestimmte Schwelle, der sogenannte tipping point, überschritten worden ist. Die Wahrscheinlichkeit, den tipping point zu überschreiten, kann als Anhaltspunkt für den ökonomischen Wert herangezogen werden. Fundierte Kenntnisse in Hinblick auf aktuellen Zustand des Systems und Systemvoraussetzungen sowie dessen spezifische tipping point-Bereiche sind für die dem Versicherungswert zugrunde liegende Einschätzung erforderlich. Stabilisierende Wirkungen haben eine ökonomische Bedeutung, da sonst mit Störungen der Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen gerechnet werden muss. Umweltökonomisch betrachtet ist der Versicherungswert ein (Optionswert). Es gibt Belege dafür, dass ein solcher Versicherungswert als "ökologische Risikovorsorge" von der Bevölkerung anerkannt wird.

Nach der Ecological Insurance Hypothesis kann erwartet werden, dass mehr Arten (bzw. mehr genetisch unterschiedliche Polulationen) eine stabilisierende Wirkung auf verschiedene Prozessparameter ökologischer Systeme haben. Mehr Arten, die eine sehr ähnliche ökologische Funktion ausüben, sind vorteilhaft, weil das (lokale) Aussterben einer Art nicht dazu führt, dass deren Funktionen nicht mehr wahrgenommen werden können: Eine der funktional ähnlichen Arten übernimmt deren Funktion (funktionale Redundanz).

Eine hohe Artenzahl ist auch eine Bedingung dafür, dass in einem Ökosystem eine große Anzahl verschiedener ökologischer Funktionen übernommen werden können (funktionale Diversität). Verändern sich die Umweltbedingungen, kann eine zuvor nicht bedeutsame Funktion wichtig werden. Wird beispielsweise ein zuvor extern reichlich mit reaktiven Stickstoffverbindungen versorgtes Ökosystem von der N-Quelle abgeschnitten, steigt die Bedeutung Stickstoff-fixierender Organismen. In einem artenreichen Ökosystem ist die Wahrscheinlichlkeit höher, dass bereits Arten vorhanden sind, die diese Funktionen ausüben können. Auch wird für artenreiche Ökosysteme angenommen, dass die Nahrungsnetzbeziehungen stabiler sind.

Ecosystem Enigneers

Einige Arten haben für die ökologischen Systeme, in denen sie vorkommen eine besondere konstitutive Rolle, die Ecosystem Engineers. Es handelt sich dabei oft um dominante Arten, eine entscheidende Rolle einnehmen. Der Verlust einer solchen Art hat in der Regel einschneidende Folgen für das Ökosystem und dessen Funktionen.

Wert für Pharmazie und Züchtung

Wirtschaftliche Bedeutung hat die Biodiversität außerdem als Reservoir von potenziellen Arznei-Wirkstoffen und von Genen für die landwirtschaftliche Sortenzüchtung, für biotechnologische Prozesse oder für bionische Entwicklungen (Optionswert).

Während sich interessierte Wissenschaftler und Firmen-Vertreter in der Vergangenheit frei an der Biodiversität fremder Länder bedienen konnten (Biopiraterie), führte die Biodiversitäts-Konvention Eigentumsrechte eines Staates an seinen genetischen Ressourcen ein. Über einen Access and Benefit Sharing (ABS) genannten Mechanismus wird versucht, die Nutzung der genetischen Ressourcen zu erleichtern, gleichzeitig die Quellen-Ländern der Biodiversität an deren wirtschaftlicher Nutzung teilhaben zu lassen.

Erhaltung der Gesundheit

Der Rückgang der Artenvielfalt kann die Prävalenz von Infektionskrankheiten in einem Ökosystem erhöhen. Gefördert wird die Verbreitung von Krankheitserregern wie Viren, Bakterien und auch pathogenen Pilzen. Die Gesundheit von Menschen, aber auch von verbleibenden Tieren und Pflanzen, kann dafürch gefährdet werden.

Soziale Aspekte des Biodiversitätsverlusts

Vielfach treffen die Folgen einer abnehmenden Biodiversität als erstes die arme ländliche Bevölkerung, da diese häufig unmittelbar von Ökosystemdienstleistungen abhängig ist, die wiederum auf einer vielfältigen biologischen Umwelt bzw. der nachhaltigen Nutzung ihrer Elemente aufbauen. Ersatz für diese Ökosystemdienstleistungen ist diesen Bevölkerungsteilen oft nicht zugänglich oder nicht erschwinglich.

Sonstiges

• Die Vereinten Nationen haben den Internationalen Tag der biologischen Vielfalt seit dem Jahr 2000 auf den 22. Mai festgesetzt, den Tag der Verabschiedung der Konvention (zuvor war seit 1994 der 29. Dezember dafür benannt, der Tag ihres Inkrafttretens).
• Das Jahr 2010 wurde von der UNO als Internationales Jahr der biologischen Vielfalt ausgerufen.
• Die Europäische Kommission veröffentlichte am 2. Mai 2011 eine eigene Biodiversitätsstrategie, mit der sie bis 2020 den Verlust der biologischen Vielfalt stoppen will. Die Strategie umfasst sechs Ziele:
  1. Die volle Umsetzung der Richtlinie 92/43/EWG (Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie) von 1992.
  2. Die Erhaltung und die Aufwertung der Ökosysteme.
  3. Den Beitrag von Agrar- und Forstwirtschaft zur Erhaltung und zur Aufwertung von Ökosystemen zu vergrößern.
  4. Die nachhaltige Nutzung von Fischbeständen zu sichern.
  5. Die Ausbreitung von invasiven Arten zu identifizieren und zu kontrollieren.
  6. Dazu beizutragen, den globalen Verlust der biologischen Vielfalt zu stoppen.

Neuere Literatur

• Bruno Baur: Biodiversität. UTB, Bern 2010, ISBN 978-3-8252-3325-9 (UTB 3325, UTB Profile).
• Bundesamt für Naturschutz: Daten zur Natur 2008. (Schriftenreihe zum Zustand der Natur in Deutschland sowie zu getroffenen Maßnahmen zur Erhaltung der Biodiversität), Landwirtschaftsverlag, Münster 2008, ISBN 978-3-7843-3858-3.
• Bundesamt für Naturschutz (Hg.), Thomas Potthast (Bearbeitung): Biodiversität – Schlüsselbegriff des Naturschutzes im 21. Jahrhundert? Bundesamt für Naturschutz, Bonn-Bad Godesberg 2007.
• Forum Biodiversität Schweiz: Biodiversität in der Schweiz. Zustand, Erhaltung, Perspektiven. Wissenschaftliche Grundlagen für eine nationale Strategie. Haupt, Bern 2004, ISBN 3-258-06800-3.
• Kevin J. Gaston, John I. Spicer: Biodiversity. An Introduction. 2. Auflage, Nachdruck. Blackwell, Malden MA 2005, ISBN 1-4051-1857-1.
• Carsten Hobohm: Biodiversität. Quelle & Meyer, Wiebelsheim 2000, ISBN 3-8252-2162-8 (UTB 2162 Biologie, Ökologie).
• Peter Janich, Mathias Gutmann, K. Prieß: Biodiversität. Wissenschaftliche Grundlagen und gesetzliche Relevanz. Springer, Berlin 2001.
• Thomas E. Lovejoy, Lee Jay Hannah (Hrsg.): Climate Change and Biodiversity. Yale University Press, New Haven CT 2006, ISBN 0-300-11980-1.
• Josef H. Reichholf: Ende der Artenvielfalt? Gefährdung und Vernichtung der Biodiversität. Herausgegeben von Klaus Wiegand. Fischer-Taschenbuch-Verlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-596-17665-6 (Fischer 17665).
• Bruno Streit: Was ist Biodiversität? Erforschung, Schutz und Wert biologischer Vielfalt. Beck, München 2007, ISBN 978-3-406-53617-5.

Weblinks

 Wiktionary: Biodiversität – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Kategorie: „Biodiversität“ – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Website von Bioversity International
• Sekretariat der Vereinten Nationen zur Biodiversitäts-Konvention
• Naturschutz / Biologische Vielfalt, Bundesumweltministerium