Am 13.02.2024 um 19 Uhr startet der Informationsabend zu Fragen der Profiloberstufe in der Aula der Lornsenschule.
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Hallo. Wir sind das Bio-Profil 24`und haben uns im Rahmen unseres Seminar-Unterrichts mit den unten aufgelisteten Themen zur Biodiversität in Europa befasst. Viel Spaß beim Entdecken!
Von dem Begriff „Biodiversität“ oder auf Englisch „Biological diversity“ hat jeder bestimmt schon einmal gehört. Sie gehört zu den Themen, die besonders wegen der Brisanz um die Erwärmung unserer Erde und dem Artensterben wichtig in politischen Diskussionen geworden sind. Google definiert Biodiversität als Biologische Vielfalt. Klingt erstmal stumpf, aber hinter diesem einen Begriff steckt viel mehr als es erstmal scheint. So stellt die biologische Vielfalt nicht nur die Vielfalt der Arten, also das es viele verschiedene Tiere und Pflanzen gibt dar, sondern auch die Vielfalt der Ökosysteme und die genetische Vielfalt, also die Verschiedenheit des Erbguts wieder. 1992 wurde durch die UN die Biodiversitätskonvention gegründet, in der sich viele Staaten verpflichtet haben die Biodiversität zu erhalten. Insgesamt haben sich aus unserem Profil 6 Gruppen mit Themen aus dem Bereich der Biodiversität beschäftigt. Unter dem Motto :“Lornsenschule, Europaschule“ haben wir uns dabei speziell auf Europa konzentriert. Ihr gelangt zu den Beiträgen in dem ihr drauf klickt.
Europa – Ein Kontinent voller Leben, Kulturen und Vielfalt. Doch durch den Klimawandel verändert sich die Umwelt, das führt zu signifikanten Auswirkungen auf die Artenvielfalt hier in Europa. Nach Australien ist Europa der Kontinent mit der kleinsten Landmasse. Europa ist ein Subkontinent, welcher zusammen mit Asien in einer zusammengesetzten Landmasse den Kontinent Eurasien bildet. Die Trennung erfolgte durch geographische Besonderheiten, wie zum Beispiel dem Ural-Gebirge und kulturelle Unterschiede, welche in der Geschichte fußen.
Heute erstreckt sich Europa vom Mittelmeer bis zur Barentssee und dem Nordeuropäischen Meer und vom Atlantik bis nach Asien. Mit etwa 47 Ländern, welche sich auf eine Fläche von 10,5 Millionen Quadratkilometern verteilen, würde Deutschland etwa 30-mal in Europa passen. Die Bevölkerung beträgt um die 730 Million Menschen (stand 2022) mit rasant steigender Tendenz. (Siehe 1.1)
Dabei prägte die Geologie bereits von Beginn an die Populationen Europas. Lebewesen stehen in verschiedenen Wechselbeziehungen mit ihrer Umwelt, dazu zählen Einflüsse der belebten Umwelt (biotische Faktoren), wie der Beziehungen zu ihrer eigenen und anderen Arten und Einflüsse der unbelebten Umwelt (abiotische Faktoren), dazu zählen unteranderem pH- Wert, Wasser, Licht und Temperatur. In ihrer Gesamtheit nehmen sie Einfluss auf die Häufigkeit von Lebewesen und Arten in einem Ökosystem. (Siehe 5.2)
Die Temperatur und somit das Klima in Europa sind immer unterschiedlich. Einfluss darauf nimmt neben dem Breitengrad und somit dem Winkel der Sonneneinstrahlung, der für einen stetigen Wechsel der Jahreszeiten sorgt und unter anderem auch der Golfstrom. Als sich vor etwa 14 Millionen Jahren die Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika schloss, veränderten sich so auch die Meeresströmungen. So transportiert der Golfstrom seither warmes Wasser von der Ostküste Amerikas bis nach Westeuropa. Dabei nimmt er gleichzeitig den Wüstensand der Sahara auf, welcher den europäischen Kontinent mit Mineralstoffen versorgt. So kommt ein zwischen fünf und zehn Grad gemäßigteres Klima in Europa zustande. (Siehe 1.2 ;1.3)
Diese Begebenheiten sorgen für eine Vielzahl an in Europa beheimateten Arten.
In der Wüste Tabernas im südlichen Spanien erreicht die Jahresdurchschnittstemperatur 17,4 Grad (stand 2021) und ist die am stärksten aride Region auf dem europäischen Kontinent. Und dennoch findet sich Leben. Darunter Pflanzenarten wie Thymian, das andalusische Espartogras, aus dem Körbe geflochten werden, oder das nur noch dort vorkommende, somit endemische, Kreuzblütlergewächs (Euzomodendron bourgaeanum). Diese Region wurde aufgrund ihrer großen Avifauna (Vogelwelt), darunter auch Arten wie der Steinrötel, der vom Aussterben bedroht ist und auf der roten Liste steht, zum Naturschutzgebiet erklärt. Des Weiteren finden sich auch Reptilien, wie die Mauereidechse oder die Treppennatter und Säugetiere, wie Füchse, Hasen oder Igel. Im Mittelmeer finden sich auch eine Vielzahl an Hai-Arten, ebenso wie Rochen, Aale oder Heringe. (Siehe 1.10)
Selbst im hohen Norden Europas, wo sich im Winter bereits die Polarlichter betrachten lassen, findet man Leben. Die Stadt Hammerfest in Norwegen ist vor allem für ihre Landschaft mit ihren beeindruckenden Bergwelten und Fjorden bekannt. Die Jahresdurchschnittstemperatur erreicht hier gerade einmal 0,8 Grad (stand 2021). Dementsprechend ist Flora und Fauna stark geprägt von Laub- und Nadelbäumen, welche äußerst kälteresistent sind. Des Weiteren finden sich da Moose, Pilze, Schneeglöckchen und Beeren. In der näheren Umgebung von Tümpel, Seen und Mooren lassen sich Teichrosen und vermehrt auch unterschiedliche Gräser beobachten. Tiere, wie Polarfüchse, Luchse, Elche, Rentiere, Braunbären oder Eisbären, sind ebenfalls zu sehen und im Wasser auch Buckelwale, Orcas oder Kabeljau. (Siehe 1.8; 1.11)
Die Extremtemperaturen in Europa fanden sich 1966 in Schweden mit gemessenen -52,6 Grad und im Jahr 2021 auf der italienischen Insel Sizilien mit gemessenen 48,8 Grad. (Siehe 1.6)
Die meisten Arten jedoch finden sich in Regionen in Mitteleuropa mit gemäßigterem Klima. Dazu gehört unter anderem auch Deutschland. In Deutschland lag die Jahresdurchschnittstemperatur 2022 bei 10,5 Grad. Viele Arten wie Rehe, Wildschweine, Marder, Hamster, Möwen, Schwalben, aber auch Reptilien, wie die Zauneidechse und viele Insekten sind hier zu Hause. Ebenso Meeresbewohner wie Dorsch, Heringe, Forellen, Robben und Schweinswale. (Siehe 1.13)
Die Biodiversität, also die Artenvielfalt und Variabilität, unterscheidet sich je nach Habitat. Denn das Leben unterliegt gewissen Gesetzmäßigkeiten.
Alle Lebensvorgänge im Körper sind an gewisse Temperaturverhältnisse gebunden. Bei beispielsweise einer Temperaturerhöhung um 10 Grad, würden körpereigene Stoffwechselprozesse um das zwei- bis dreifache schneller ablaufen. Das Prinzip nennt sich Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel (RGT-Regel). Dennoch besteht ein begrenzter Temperaturbereich. Bei zu hohen Temperaturen denaturieren die Proteine, sie verlieren ihre räumliche Struktur und somit ihre Funktion, es folgt der Hitzetod . Bei minus-Temperaturen gefriert das in den Zellen enthaltene Wasser, dies führt zu irreversiblen Schäden im Gewebe, oder sogar zum Kältetod. Durch evolutionäre Anpassung von Lebewesen ergeben sich unterschiedliche Toleranzbereiche, die um ein angestrebtes physiologisches Optimum herumliegen. Stenotherme Arten haben nur einen geringen Toleranzbereich hinsichtlich Temperaturschwankungen, während eurytherme einen weiten Toleranzbereich besitzen. (Siehe 5.1)
Bei Tieren unterscheidet man des Weiteren noch zwischen poikilothermen (wechselwarme) von homoiothermen (gleichwarmen) Arten. Fische, Reptilien, Amphibien und alle wirbellosen Tiere zählen zu den wechselwarmen Tieren. Wechselwarme Tiere können passiv ihre Körpertemperatur der Umgebungstemperatur anpassen. Durch Aufsuchen sonniger- oder schattiger Plätze regulieren sie ihre Körpertemperatur, bei extremeren Temperaturen am Rand ihrer Toleranz verfallen sie in Hitze- bzw. Kältestarre (Siehe 5.1). Dies ist beispielsweise bei der in der spanischen Wüste Tabernas beheimateten Treppennatter der Fall. Die vorrangig im Mittelmeerraum beheimatete Schlangenart gehört zu den wechselwarmen Tieren und hat ihr Optimum bei einer Temperatur von 40 Grad. (Siehe 1.16)
Gleichwarme Tiere hingegen haben eine weitestgehend unabhängige Körpertemperatur, welche sie durch Energiezufuhr und Regulierung der Stoffwechselrate, sowie gewisser Kühlmechanismen, wie hecheln oder schwitzten, halten. Dies ist auch bei uns Menschen so. Wir zählen zu den gleichwarmen Arten und regulieren unsere Körpertemperatur auf ca. 36,6 Grad.
Daraus lässt sich schließen, dass homoiotherme Arten eher im Stande wären in kälteren Gebieten und Gebieten mit weiteren Temperaturspektren (in warmen und kalten Regionen) zu leben.
So lassen sich bei homoiothermen Tieren nah verwandter Arten, welche sich auf kältere und wärmere Regionen verteilt haben, gewisse Regelmäßigkeiten beobachten. In wärmeren Gebieten etwa weisen die Tiere größere Körperanhängsel und längere Gliedmaßen auf. So haben sie im Oberflächen-Volumenverhältnis eine vergleichsweise größere Oberfläche und ein kleineres Volumen. So können sich die Tiere durch eine bessere Durchblutung und vermehrtes Schwitzen besser abkühlen (Allensche Regel). Des Weiteren sind homoiotherme Tiere nah verwandter Arten in wärmeren Regionen kleiner als in kälteren Regionen, da sie so im Verhältnis eine größere Oberfläche und ein kleineres Volumen aufweisen. Denn die Oberfläche potenziert sich im Quadrat und das Volumen im Kubik. (Bergmannsche Regel). (Siehe 5.1)
So leben etwa Mauereidechsen mit einer Länge von 17 cm und einem langen Schwanz von etwa 12 cm vermehrt in warmen Regionen, wie zum Beispiel in der Tabernas am Mittelmeer. Ihre nah verwandten kurzbeinigen und deutlich kräftiger gebauten Zauneidechsen hingegen erlangen eine Länge von 25 cm und ebenfalls eine Schwanzlänge von etwa 12cm. Diese kommen vermehrt auch in gemäßigteren Regionen, wie in Deutschland, vor. (Siehe 1.17; 1.18; 1.19)
Pflanzen hingegen sind standortgebunden und unterliegen den Temperaturschwankungen ihres Standortes. Die Außentemperatur bestimmt, wie bei wechselwarmen Tieren, die Geschwindigkeit ablaufender Stoffwechselprozesse (RGT-Regel). Im Herbst entziehen Pflanzen ihren Blättern die Nährstoffe, werfen sie ab und lagern die Nährstoffe in Ästen, Stamm und Wurzeln. So überdauern nur Wurzeln, Stamm und Äste den Winter. In kälteren Gebieten steigt die Zuckerkonzentration im Zellplasma, so können Pflanzen schwerer gefrieren. (Siehe 5.2)
Das ursprünglich aus Norwegen stammende Schneeglöckchen blüht bereits im Winter. Es zählt zu den Geophyten und überdauert als solche als Zwiebel im Boden. Im Frühjahr wird die durch Photosynthese gewonnene Glukose in den Wurzeln und der Zwiebel gespeichert, sodass die Pflanze bereits im späten Winter wieder beginnen kann zu blühen. (Siehe 1.20)
Des Weiteren lassen sich Arten auch in K-Strategen und R-Strategen einteilen.
K-Strategen sind meist größere Arten, welche in einer längeren Lebensspanne weniger Nachkommen zeugen. Sie leben unter stabilen Umweltbedingungen mit hohen Populationsdichten. Ein Beispiel für einen K-Strategen ist der in Norwegen vorkommende Orca. Orcas bekommen 5-6 Kälber in ihrem Leben und haben ihr Leben lang eine enge Bindung zu ihnen. Sie zählen mit einer Lebenserwartung von etwa 70 Jahren und mit etwa 7m Länge und bis zu 6 t Gewicht zu den größten Meeressäugern. (Siehe 1.21)
R-Strategen sind meist kleinere Arten, welche auf eine kürzere Lebensspanne mehr Nachkommen zeugen. Sie leben unter wechselhaften Umweltbedingungen mit niedrigen Populationsdichten. Ein Beispiel für einen R-Strategen ist der in der Wüste Tabernas vorkommende Iberische Hase. Iberische Hasen bekommen nach 43 tägiger Tragezeit drei– bis vier Mal im Jahr 3–4 Jungtiere, diese zählen zu den Nestflüchtern. Sie haben eine Lebenserwartung von etwa 12 Jahren, werden bis zu 50 cm groß und bis zu 2,5 kg schwer. Aufgrund der äußerst ariden Region bestehen keine konstanten Lebensbedingungen im Hinblick auf Wasser und Nahrung. (Siehe 1.22)
Anhand dieser Faktoren entstand die Verteilung verschiedener Arten auf unterschiedliche Klimazonen Europas. Der Bau eines Lebewesens zeigt eine gewisse Angepasstheit auf seine ökologische Nische. Dies ist das Produkt der Evolution.
Individuen unterscheiden sich in gewissen Merkmalen voneinander, man spricht von einer Variabilität. Diese Variabilität ist sehr gering, wir Menschen zum Beispiel teilen etwa 99% unseres Erbgutes (DNA) miteinander. Dennoch ist diese Variabilität elementar für die Entwicklung und Einzigartigkeit von Lebewesen. Individuelle Gene sorgen für individuelle Eigenschaften, welche mehr oder weniger vorteilhaft für das Leben in einem Lebensraum sein können. Das Leben wird getrieben vom Kampf ums Überleben, denn nur jene, welche am besten angepasst sind, überleben (Survival of the fittest). (Siehe 1.15)
In Europa leben derzeit etwa hundertfünfzigtausend Arten. Weltweit existieren heute über 10 Millionen Tier- und Pflanzenarten und viele sind noch unentdeckt. Dennoch stellen sie in ihrer Gesamtheit nur etwa 1% der Arten da, die auf Erden existierten (stand 2023). (Siehe 1.23)
Unser Planet war vor langer Zeit ein völlig anderer. Das Leben auf unserem grünen Planeten begann bereits vor vier Milliarden Jahren im Meer (der Ursuppe). Durch einen einzigen lebenden Organismus (der Urzelle), der sich teilte, entstand das, was wir heute Leben nennen. Es brauchte weitere Milliarden Jahr bis komplexe Lebensformen entstanden, Pflanzen verbreiteten sich an Land und schafften so die Bedingungen für wirbellose Tiere. Es folgten Amphibien und Reptilien.
Aus früheren Arten entstanden so Tiere, die uns auch heute noch faszinieren, so begann vor etwa 240 Millionen Jahren das Zeitalter der Dinosaurier, welche die Erde die Erde über 150 Millionen Jahre besiedelten. Katastrophen waren das, was unsere Evolution maßgeblich beeinflusste. So sind Katastrophen wie das Einschlagen eines Meteoriten etwas Übernatürliches im Sinne des natürlichen Evolutionsverlauf. Jedoch ist das erste Massensterben auf etwas zurückzuführen, was heute immer noch ganz natürlich stattfindet
Das Klima verändert sich stetig und periodisch von einer Warmzeit zu einer Eiszeit. In ihren jeweiligen Hochzeiten weisen diese extreme Merkmale auf, die die Evolution stark beeinflussen können, bis hin zur Verursachung von einem Faunenwechsel, dem Massensterben. Diese Klimaveränderung erfolgt, wenn unbeeinflusst, meist stetig, über einen Zeitraum von etwa 100.000 Jahren und extreme Unterschiede in kurzer Zeit kommen eher selten vor. Dennoch gibt es sie und wenn dieses Eintreten hat dies erhebliche Folgen für Lebewesen und ihre Umwelt.
Aktuelle biotische (lebende) und abiotische (nicht lebende) Umweltfaktoren erfordern die Angepasstheit von Lebewesen, um ihr Überleben zu sichern. Die Evolution beschreibt hierbei den langsamen Prozess, der durch Evolutionsmechanismen wie Selektionsdruck, dies hervorruft und die Eigenschaften der Tiere gegen das Optimum laufen lässt. Bei Veränderungen des Klimas werden jedoch im Verlaufe der Zeit diese biotischen und abiotischen Umweltfaktoren beeinflusst und verändert. So lässt ein Temperaturanstieg den Meeresspiegel ansteigen, Extremwetterereignisse häufen sich, Ozeane versauern durch erhöhtes Kohlendioxid und das regionale Niederschlagsmuster tritt in veränderter Form auf. Gerade Faktoren wie zum Beispiel Temperaturanstieg und ein verändertes Niederschlagmuster heißt für viele Pflanzen, dass diese nicht überleben, da sie zum Beispiel für ein feucht-warmes Klima nicht die Voraussetzungen erfüllen. So sterben viele Pflanzenarten und infolgedessen Tierarten, da ihnen wiederum die Nahrung fehlt. In einem Ökosystem sind die Wechselbeziehungen der Lebewesen stark und kleine Veränderungen wie das Aussterben weniger, zum Beispiel Pflanzenarten, haben wie beim Dominoeffekt weitreichende Folgen. So erfolgt immer wieder eine Angepasstheit der Tiere auf das sich langsam verändernde Klima.
Der Klimawandel war in der Vergangenheit ein auftretender Prozess, der sich wiederholte. Ganz Besonders zeigte dieser den Einfluss auf die Evolution, indem er, wie erwähnt, ganze Massensterben auslöste. Während einer Eiszeit sind zu ihrem hoch etwa ein Drittel der Erde mit Eis bedeckt. Viele der Lebewesen konnten an so einem Ort nicht leben und starben an Folgen von Hunger, Erfrierungen oder ähnlichen. Lediglich konnte eine Art bei Angepasstheit oder einer schnellen Anpassung überleben.
Vor 450 Millionen Jahren fand ein solches Massensterben das erste Mal statt, der Eisige Neuanfang. Am Anfang waren die Ozeane recht heiß, sodass sich die maritime Welt rasch und explosionsartig entwickelte. Anschließend fror ein großer Teil nach Kontinentalverschiebungen zu und rund 85 Prozent aller damals lebenden Arten starben aus. So zeigen katastrophale Zustände, wie das rasche Zufrieren eines Kontinents, ihren starken Einfluss auf die Biodiversität.
Globale Durchschnittstemperatur seit 10.000 v.chr. in Grad Celsius
Dass sich das Klima über die Jahre gewandelt hat und dies auch stets tut, ist in unserem Leben und in der Natur nicht zu übersehen. Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Tsunamis, Tornados und starke Stürme, sowie Brände und Hitzewellen sind in manchen Regionen dieser Welt an der Tagesordnung. Denken wir nur einmal an die Hitzewelle von 2018 die sich über Europa erstreckte. Ein heißer und trockener Sommer wie wir ihn nie zuvor hatten. Die Winter werden wärmer oder sind doch unvorhersehbar klar, der ist Sommer meist geprägt von Regen und nicht zu unterscheiden von Frühling und Herbst.
Doch woher kommt das eigentlich und wer oder was ist dafür verantwortlich?
Dass der Mensch das Klima nicht positiv beeinflusst, ist kein Geheimnis. Ein großes Thema, das schon seit Jahren von der Regierung behandelt wird und kein Fremdwort für die Gesellschaft ist, sind die von Menschen verursachten Treibhausemissionen. Selbstverständlich gibt es auch einen natürlichen Treibhauseffekt, doch dieser wird stark verstärkt durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen. Wenn Kohle, Erdöl und Erdgas verbrannt werden entstehen Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O), diese wiederrum erhöhen die globale Durchschnittstemperatur. Noch ein Punkt ist die sogenannte Entwaldung. Also die Abholzung von Wäldern, meistens in tropischen Gebieten. Bäume tragen durch Aufnahme von CO2 zur Klimaregulierung bei. Durch Rodung geht diese positive Wirkung verloren, und der in den Bäumen gespeicherte Kohlenstoff wird in die Atmosphäre freigesetzt, wo er zum Treibhauseffekt beiträgt. Auch wenn man das auf den ersten Blick nicht auffällt, ist die Landwirtschaft auch ein Problemfaktor für die Umwelt. Den Nutztieren, vor allem Kühe und Schafe produzieren bei der Verdauung ihres Futters große Mengen an Methan. Jedoch auch nicht nur die Tiere, sondern auch die Düngemittel produzieren giftige Gase, wie Lachgas, wodurch Stickoxidemissionen entstehen. Die Umwandlung von natürlich bestehenden Ökosystemen in landwirtschaftliche Nutzflächen oder Stadtgebiete kann ebenso dem globalen Klimamuster erheblich schaden.
Dass unser Klima sich im Wandel befindet, ist bekanntlich nicht die alleinige Verantwortung von Mutter Erde, wie wir gerade gelesen haben.
Um ein Verständnis zu schaffen, schauen wir und erstmal an, wie die Menschen das Klima in den letzten Jahren analysiert und berechnet haben und immer noch machen.
Es gibt einen Mittelwert der erstmalig für den Zeitraum 1961 bis 1990 bestimmt wurde und seitdem benutzt wird. Doch um ein stetig aktuelles Bild zu erhalten, wurde in den letzten Jahren die Klimanormalperiode von den Jahren 1981 bis 2010 genutzt. Heutzutage benutzt man jedoch, bereits seit Ende 2020, die Vergleichsperiode von 1991 bis 2020. Hierbei ließ sich erkennen das die Temperaturen 1850 noch rund 0,43 Grad Celsius unter dem Mittelwert (Vergleichsjahre: 1910 bis 2000) lagen. Im Jahre 2022 lagen die Temperaturen bereits 1,42 Grad Celsius über diesem Wert. Ein Anstieg der Temperatur der, nicht nur auf dem Papier deutlich bemerkbar ist, sondern auch in der Umwelt und in unserem Alltag. Zu merken ist jedoch, dass die Auswirkungen des Klimawandels unterschiedlich in den verschiedenen Regionen sind. In den skandinavischen Ländern stieg die Durchschnittstemperatur schneller als in Südeuropa.
Doch werfen wir einen genauen Blick auf die Extremschwankungen des Klimas, in den letzten Jahren.
2018 erstreckte sich eine Hitzewelle über Europa, von Mai bis August, wobei schon der Frühling erheblich hohe Temperaturen aufwies. Die Hitzewelle verlangte nicht nur Ernteausfälle, durch fehlende Wasserversorgung, da die Flüsse und Seen vermehrt austrockneten, oder Brände die großen Flächen zerstörten, sondern teils auch gesundheitliche Probleme vor allem bei vorbelasteten oder älteren Menschen.
Doch wie kommt es zu einer solchen Hitzewelle?
Diese ungewöhnliche Hitzewelle wurde verursacht durch ein sogenanntes Hochdruckgebiet, dass sich über Skandinavien gebildet hatte. Das bedeutet in einem Bereich der Atmosphäre befand sich ein höherer Luftdruck als in dem Rest der Umgebung. Dieses Hochdruckgebiet trug also das stabile und sonnige Wetter Nordafrikas nach Europa. Die dadurch anhaltenden hohen Temperaturen erreichten in manchen Bereichen Deutschland zum Beispiel über 40 Grad Celsius. Diese außergewöhnliche Hitzewelle gilt bis heute als ein Symbol für das gefährliche Potenzial das die Auswirkungen des Klimawandels auf uns, unser Leben und unsere Umwelt haben kann. Sie regte zudem Debatten über den Klimawandel an und wie es in Zukunft weiter gehen soll.
Zudem kommt es durch Temperaturerhöhung zu einer Verschiebung der Arten und des Klimas nach Norden und in kältere Höhen zustande. Die Äquatorebene wird vermehrt unbewohnbar und die Vegetation die früher einmal im Süden Europas zu finden war ist nun ebenso im Norden zu finden. Diese Verschiebung betrugt etwa 150m im Jahr ohne den Menschen. Mit dem menschengemachten Klimawandel tritt eine Erhöhung auf etwa 2800m im Jahr Geschwindigkeit ein. So werden Arten mit einem rasant wachsenden, höheren Klima konfrontiert.
Und auf lange Sicht wird sich dieser Anstieg nicht mindern, sondern eher noch verschlimmern. Dabei wird auch eine Vermehrung der Extremereignisse erwartet, so wie starke Überschwemmungen und Dürren. Die Landschaft wird fortlaufend eingehen, dies wird Auswirkungen auf unsere Landschaft, Wasserversorgung und Infrastruktur haben.
Die Regierungen versuchen mit Maßnahmen, wie dem Pariser Abkommen die Treibhausgasemissionen und den Anstieg der globalen Erwärmung zu senken. Aber auch National-Klimaschutzpläne um Emissionen zu senken sind, in vielen Ländern, geschmiedet worden. Diese machen sich oft durch erneuerbare Energien kenntlich, wie: Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft und noch vieles mehr. Doch auch auf die Unterstützung des Volkes wird gesetzt, denn jeder muss mit anpacken, um unsere Welt zu retten
ich verändernde Klimawandel beeinflusst die lokalen Selektionsbedingungen. Arten und Populationen haben drei Hauptwege, um auf diese Veränderungen zu reagieren. Erstens kann die Migration zu neuen, geeigneteren Lebensräumen zu lokalem Aussterben und Verschiebungen in der Verbreitung führen. Zweitens kann die Anpassung an veränderte Bedingungen durch phänotypische Plastizität erfolgen, was bedeutet, dass Merkmale ohne genetische Veränderungen angepasst werden. Drittens kann eine Anpassung in Merkmalen durch genetische Veränderungen, also Evolution, verursacht werden. Diese Prozesse können gleichzeitig stattfinden, jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Auswirkungen auf die lokale genetische Vielfalt hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Zeitrahmen, der Geschwindigkeit der Umweltveränderungen, der Verfügbarkeit neuer Lebensräume und den biologischen Eigenschaften der Art, insbesondere der genetischen Variation und der artspezifischen Ausbreitungsfähigkeit.
Umfassende Studien aus Europa deuten darauf hin, dass der Klimawandel zu einem erheblichen Verlust genetischer Vielfalt führen könnte, selbst bei weniger gefährdeten Arten (Bálint et al. 2011). Verschiedene Mechanismen könnten für diesen erwarteten Verlust verantwortlich sein.
Der Klimawandel ermöglicht die Besiedlung neuer Lebensräume am sich ausbreitenden Rand eines Areals, birgt jedoch das Risiko genetischer Verarmung durch Flaschenhalseffekte. Die Möglichkeit einer genetischen Verarmung und ihre Kompensation durch spätere Einwanderung hängen von Populationsgröße, Ausbreitungsverhalten und Lebensraumvernetzung ab.
Vergleiche zwischen Arealrand und -zentrum zeigen oft eine Abnahme der genetischen Diversität zum Arealrand hin. Da die Ausbreitung vom Arealrand ausgeht, ist ein weiterer Verlust an genetischer Vielfalt zu erwarten.
Durch Arealausweitung können bisher isolierte Populationen in Kontakt treten. Am Beispiel des Atlantischen Lachses (Salmo salar) zeigt sich, wie durch verändertes Wanderungsverhalten bisher getrennte Populationen in Kontakt kommen können. Wenn viele Arten ihre Areale ändern, besteht die Möglichkeit von innerartlichen sowie echten Hybridisierungen zwischen bisher räumlich getrennten Arten.
Am sich zurückziehenden Arealrand kann der Klimawandel zu Verkleinerung und Isolation geeigneter Lebensräume führen. Die populationsgenetischen Folgen sind vor allem bei seltenen Arten bekannt (Ellstrand u. Elam 1993): Gendrift, Inzucht und Isolation können zu einem Verlust an Diversität, Fitness und letztlich zum lokalen Aussterben führen. In Europa betrifft dies wahrscheinlich vor allem südliche Randpopulationen, was eine besondere Gefahr für die Erhaltung genetischer Diversität darstellt. Da viele europäische Arten ihre genetische Diversität nach Norden hin abnehmen lassen, könnten südliche Randpopulationen ein größeres adaptives Potenzial haben und überproportional zum langfristigen Überleben einer Art beitragen (Hampe u. Petit 2005).
Sowie die Natur stetigen Veränderungen wie dem Klimawandel und dessen Folgen unterliegt, unterliegen ebenso Lebewesen, welche in mannigfaltigen Wechselbeziehungen zu ihrer Umwelt stehen, diesen Einflüssen des Wandels.
Durch die rasante Erwärmung kommt es zu einer anthropologisch gemachten indirekten Selektion. Die Arten, welche die neue Temperatur nicht aushalten können, sind gezwungen zu wandern oder sterben innerhalb kürzester Zeit aus. Denn die Evolution kann eine solche Veränderung in kurzer Zeit nicht bewerkstelligen.
So trifft es primär standortgebundene Lebewesen, wie Pflanzen. Pflanzen können sich nicht so schnell auf einen neuen Lebensraum ausbreiten. Bei Tierarten, bei denen die Toleranzbereiche nicht für die neuen extremen Temperaturen ausreichen folgt ein Wandern nach Norden, oder ein Artensterben.
Jedoch ist unser Planet ein abgestimmtes Ökosystem, so wirken sich Veränderungen in Nahrungskette oder Umwelt (Stoffkreisläufe) auf alle Arten aus.
„Seit Beginn der Industrialisierung ist die Hälfte der Korallen ausgestorben, etwa 1/3 der Waldfläche zurückgegangen und 85% der Feuchtgebiete sind von der Erde verschwunden“ „Von den 8 Millionen geschätzten Arten auf der Erde, sind 1 Million von Aussterben bedroht und könnten bald ausgestorben sein. (Nabu)
https://youtu.be/zaJLqcAx0pI?si=TPMDpbBn4rR1BeYY
„Durch die Klimakrise hervorgerufene Effekte wie höhere Temperaturen und mehr Stickstoff im Boden führen zu stärkerer Aggressivität unter Ameisen-Kolonien.“ Innsbrucker Universitäts-Ökolog*innen Patrick Krapf, Birgit C. Schlick-Steiner und Florian M. Steiner.
https://www.uibk.ac.at/de/newsroom/2023/klimakrise-macht-ameisen-aggressiver/
Es gibt Arten die sich über einen sehr langen Zeitraum nicht großartig verändert haben, es traten keine evolutionären Fortschritte auf. Man nennt sie lebende Fossilien. Zu ihnen zählen Haie, der Kiwi, die Nautilus-Muschel oder die Brückeneidechse. Sie weisen in teils isolierten Lebensräumen eine hohe Fitness und auch Spezialisierung auf, sodass sie oft altertümliche Merkmale aufweisen.
Doch wenn sich die Umweltbedingungen stark verändern, werden auch diese Tiere dem nicht lange standhalten können. Am stärksten vom Artensterben betroffen sind die Amphibien.
Aussterberate von Arten:
Wir Menschen sind maßgeblich beteiligt an den Veränderungen der Umweltbedingungen durch den Klimawandel. Da eine Anpassung durch Evolution nicht so schnell ablaufen kann, kommt es zwangsläufig zur Artenwanderung nach Norden und zum Artensterben. Aufgrund dessen das Lebewesen in einer solchen Umwelt nicht mehr leben können, ist unser gesamtes Ökosystem gefährdet. Die Natur beschenkt die Menschen mit all ihrer Vielfalt und Weite, wir sollten uns ihr würdig zeigen und sie behüten, als hänge unser Überleben davon ab, denn das tut es auch.
Wir können dieser Bewegung entgegenzuwirken, ein jeder von uns durch Klimaschutz.
| 1.1 | Europa Basisdaten, Wikipedia | https://de.m.wikipedia.org/wiki/Europa Abrufdatum: 17.11.23 |
| 1.2 | Der Golfstrom und die Temperatur in Europa, Planet-schule | https://www.planet-schule.de Abrufdatum: 21.11.23 |
| 1.3 | Der Schluss der Landbrücken zwischen Nord- Südamerika, welt.de | https://www.welt.de Abrufdatum 20.11.23 |
| 1.4 | Die Konsequenzen des Klimawandels in Europa, climate.ec | https://climate.ec.europa.eu Abrufdatum: 8.12.23 |
| 1.5 | Temperatur in Norwegen, Elchburger | https://www.elchburger.de Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.6 | Bisherige Höchsttemperaturen in Europa, euronews | https://de.euronews.com Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.7 | Bisherige Höchsttemperaturen in Europa, Tagesschau | https://www.tagesschau.de Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.8 | Temperaturen in Hammerfest, climate data | https://de.climate-data.org Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.9 | Temperaturen in Sizilien, climate data | https://de.climate-data.org Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.10 | Temperaturen in Spanien, Andulasien | https://www.andalusien360.de Abrufdatum: 27.11.23 |
| 1.11 | Arte, die in Norwegen leben, kinderweltreise | https://www.kinderweltreise.de Abrufdatum:27.11.23 |
| 1.12 | Arten, die in Rumänien leben, fifoost | http://www.fifoost.org Abrufdatum:27.11.23 |
| 1.13 | Klimawandelwerte in Deutschland, umweltbundesamt | https://www.umweltbundesamt.de Abrufdatum:8.12.23 |
| 1.14 | Die Entstehung des Lebens auf unserem Planetten, Planet wissen | https://www.planet-wissen.de Abrufdatum: 11.12.23 |
| 1.15 | Variabilität in der DNA des Menschen, mdr | https://www.mdr.de Abrufdatum: 4.12.23 |
| 1.16 | Die Treppennatter in Süd-Spanien, spektrum | https://www.spektrum.de Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.17 | Tabellarischer Vergleich von Zaun- und Mauereidechse, umweltbuero | https://www.umweltbuero-lichtenberg.derta. Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.18 | Mauereidechse, nabu | https://www.nabu.de/ Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.19 | Zauneidechsen, Zauneidechse | https://www.zauneidechse.ch Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.20 | Schneeglöckchen, heimbiotop | https://heimbiotop.de Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.21 | Orca Steckbrief, tierchenwelt | https://www.tierchenwelt.de Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.22 | Iberischer Hase, biologie-seite | https://www.biologie-seite.de Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.23 | Anzahl der Arten in Europa, rnd | lhttps://www.rnd.de 11.12.23 |
| 1.24 | Daten der ausgestorben Tiere, science | https://science.orf Abrufdatum: 28.12.23 |
| 1.25 | Daten der Weltbevölkerung, statista | https://de.statista.com Abrufdatum: 27.12.23 |
| 1.26 | Durchschnittliche Temperaturschwankungen,statista | https://de.statista.com Abrufdatum: 11.11.23 |
| 1.27 | Migration, Arealverschiebung und lokales Aussterben, ufz | https://www.ufz.de Abrufdatum: 18.12.23 |
| 1.28 | Zukunftsaussichten, european union | https://european-union.europa.eu Abrufdatum: 27.12.23 |
Des Weiteren wurden folgende Sachbücher als Quellen verwendet:
5.1 Bio Skript- abiotische und biotische Faktoren und Evolution
5.2 Bio Buch – Natura Oberstufe, Ernst Klett Verlag (Auflage von 2016) S. 356-375, S.392
Von dem Begriff „Biodiversität“ oder auf englisch „Biological diversity“ hat jeder bestimmt schon einmal gehört. Sie gehört zu den Themen, die besonders wegen der Brisanz um die Erwärmung unserer Erde und dem Artensterben wichtig in politischen Diskussionen geworden sind. Google definiert Biodiversität als Biologische Vielfalt. Klingt erstmal stumpf, aber hinter diesem einen Begriff steckt viel mehr als es erstmal scheint. So stellt die Biologische Vielfalt nicht nur die Vielfalt der Arten, also „dass es viele verschiedene Tiere gibt“ dar, sondern auch die Vielfalt der Ökosysteme und die genetische Vielfalt, also die Verschiedenheit des Erbguts. 1992 wurde durch die UN die Biodiversitätskonvention gegründet, in der sich viele Staaten verpflichtet haben, die Biodiversität zu erhalten.
Doch warum ist die Biodiversität für uns eigentlich so wichtig und warum sollten wir sie erhalten ?
Wofür brauchen wir eigentlich die ganzen Arten? Wir können doch einfach nur die Arten behalten, die wichtig für unsere Nahrungskette sind und der Rest kann uns doch egal sein, oder? Ja. theoretisch könnten wir als Menschen so überleben, indem wir nur die Arten die am Effizientesten in ihrer Funktion sind erhalten und die anderen aussterben lassen. Das funktioniert theoretisch, praktisch stoßen wir hier auf ein Problem: Unser Ökosystem wird instabil. Diese Instabilität erklären wir an einem Beispiel:
In unserem Beispiel gibt es ganz viele Bauern. Sie haben alle Maisfelder. Es gibt ganz viele verschiedene Arten von Mais und zu Anfang benutzen die Bauern alle andere Arten. Auf einmal merken die Bauern, dass die Art, die Bauer Hermann benutzt, mit Abstand am meisten Ertrag bringt. Also nutzen die Bauern alle die Art, die Bauer Hermann anbaut. Das Problem ist, Bauer Hermanns Art ist im Gegensatz zu den anderen Arten nicht so gut darin, mit wenig Wasser auszukommen. Das Jahr wird extrem trocken und der gesamte Mais geht ein, da alle Landwirte die gleiche Art benutzt haben.
Was hier im Beispiel beschrieben wird, ist in Frankreich tatsächlich so passiert. Und genau so würde es in unserem Ökosystem passieren, hätten wir nicht so viele verschiedene Arten, Lebensräume und Erbgüter. Letztendlich ist die Biodiversität unser Sicherheitsmechanismus. Sie schützt unser Ökosystem vor Zerstörung oder ungewollte Veränderungen. Ein sehr reelles Risiko stellt hier z.B. der Klimawandel da.
Durch den Menschen sterben immer mehr Arten aus. Auf der sogenannten Roten Liste sind mittlerweile über 157.000 Arten. Davon sind ca. 44.000 Arten vom Aussterben bedroht. Jede einzelne ist wichtig dafür, dass unser System funktioniert. Es gibt ca 1.8 Millionen Arten auf der Welt. Bei einem Drittel von all diesen Arten sinkt die Zahl der lebenden Tiere. Biologen gehen davon aus, dass in den nächsten 10 Jahren mehr als eine Million Arten vom Aussterben bedroht sein werden.
Einer der wichtigsten Punkte um die Biodiversität zu retten, ist das Einrichten von Naturschutzgebieten und Reservaten. Diese Gebiete sind ein wichtiger Rückzugsort für Pflanzen und Tiere. Durch das Eingreifen des Menschen gehen Lebensräume kaputt. Sinnvoll ist nun, Gebiete einzurichten, in denen der Mensch nicht eingreifen kann/darf. Die Ökosysteme dort bleiben intakt und die Arten in den gesicherten Räumen bleiben erhalten. Außerdem enthalten diese Gebiete auch Bäume, weshalb sie auch beim Klimaschutz helfen.
Arten die vom Aussterben bedroht sind, muss man künstlich helfen. Eine Möglichkeit hierfür sind zum Beispiel konkrete Erhaltungs-Zuchtprogramme. Tiere werden per Eingriff durch den Menschen gezeugt. Forschende analysieren die Tiere und bestimmen geeignete Partner um nicht nur das Überleben der Art zu sichern, sondern auch die Genetische Vielfalt innerhalb der Art zu erhalten. Ein weiterer Punkt zum Schutz bedrohter Arten, ist das Einrichten der oben genannten Schutzzonen. Dies ist besonders sinnvoll bei Arten, die sich auf einen extrem kleinen Lebensraum spezialisiert haben.
Mit Agroforstsystemen (Systeme in denen neue Wälder gezielt nachhaltig und umweltfreundlich nachgepflanzt werden) und einer umweltfreundlichen Landwirtschaft mit einem kleineren Einsatz von Pestiziden und Schadstoffen, kann man großes Erreichen. Zerstört man die Natur, zerstört man gleichzeitig die Biodiversität. Wenn Landwirte auf Umweltfreundlichkeit achten und wir Aufforstungsprojekte unterstützen, ist dies ein großer Beitrag zum Schutz der Ökosysteme.
Eine oft unterschätze Rolle bei der Erhaltung der Biodiversität ist die Öffentlichkeitsarbeit. Es ist wichtig schon bei Jugendlichen und Kindern ein Umdenken zu erwirken. Schulungen über unsere Umwelt und ein Fördern des gemeinsamen Verständnisses für die Umwelt sind wichtig. Umweltschutz geht jeden etwas an. Dadurch erwirkt man auch bei Privatpersonen ein Verständnis für Engagement zum Schutz der Biodiversität.
Durch Gesetze, Vorschriften und Abkommen können Bewegungen letztendlich auf den Weg gebracht werden. All diese Maßnahmen haben einen unglaublich hohen Kostenpunkt.
Finanzierung durch die Politik ist eine der wenigen Möglichkeiten. Und nur mithilfe der Politik kann man überhaupt Naturschutzzonen einrichten und halten.
Die EU möchte bis 2030 folgendes umsetzten:
Um diese Ziele zu erreichen, wird dem Schutz und der Förderung von Biodiversität vom Bundeshaushalt jährlich 20Mrd€ zugewiesen.
Außerdem soll ein ehrgeiziger Rahmen für die Biologische Vielfalt geschaffen werden. (4.)
Das LIFE Projekt war ein Projekt mehrerer EU Länder und konzentrierte sich auf den Schutz der Gänsegeierpopulationen. Das Projekt schaffte sichere Futterstellen, schützte die Vögel vor Stromleitungen etc. und leistete Öffentlichkeitsarbeit zur Sensibilisierung der Bevölkerung. Das Projekt war von 2016 bis 2022 aktiv.
Natura 2000 kümmert sich bis heute um die Ausweisung, Management und Kontrolle von verschiedenen Schutzgebieten in der EU. Bis jetzt wurden bereits 27.000 Schutzgebiete in der EU geründet, die insgesamt ca 18% der Landfläche Und 6% der Meeresfläche in der EU umfassen.
Letztendlich gibt es viele verschiedene Möglichkeiten die Biodiversität zu steigern. Von verschiedenen Aufforstungsprojekten bis zur Einrichtung von Schutzzonen ist hier vieles dabei. Der wichtigste Punkt ist meiner Meinung nach jedoch die Öffentlichkeitsarbeit. Sie bringt ein Umdenken in die Bevölkerung und hilft der Realisierung der Projekte. Doch der Job ist noch lange nicht getan. Es sterben immer noch Arten aus, es gibt immer noch Arten zu retten.
Quellen:
– wikipedia.de / wikipedia.uk
– https://www.waldgeschichten.com/fakten-wissen/wald-biodiversitaet/
Etablierung, Auswirkungen und Bekämpfung von Neophyten in Europa
In diesem Herbarium könnt ihr euch einmal eine Übersicht über die Neophyten (gebietsfremden Pflanzenarten) in Europa machen.
Neophyten sind Pflanzen, die beabsichtigt oder unbeabsichtigt in Gebiete eingeführt wurden, in denen sie natürlicherweise nicht vorkommen. Als Startpunkt der Beobachtung von Neophyten wird dabei das Jahr 1492 betrachtet. Das Jahr der Entdeckung Amerikas durch Christoph Kolumbus gilt als Startpunkt der Artenverschleppung und der internationalen Verbreitung von Neobiota. Knapp die Hälfte der bekannten Neophyten wurde beabsichtigt, hauptsächlich durch den immer stärker wachsenden weltweiten Warenverkehr, in heimische Ökosysteme eingeführt, während der Rest unbeabsichtigt eingeschleppt wurde, beispielsweise als ungewollte Beimischung bei Saatgut. Die Vegetation Mitteleuropas ist geprägt von ursprünglich nicht heimischen Arten. Als Archäophyten werden hingegen die Pflanzen bezeichnet, die vor 1492 in die freie Natur gelangten.[1]
Nach der Entdeckung Amerikas und mit dem zunehmenden globalen Waren- und Personenverkehr gelang es vielen gebietsfremden Arten in neue Lebensräume einzudringen. Der Großteil der beabsichtigten Einführungen erfolgte in Form von Zierpflanzen, die etwa 30% aller Neophyten ausmachen, während etwa 20% landwirtschaftlichen Nutzpflanzen zugeordnet wird.[2] Darunter zählen beispielsweise Kartoffeln, Mais und Tomaten. Ein weiterer Teil der gebietsfremden Arten wurde unbeabsichtigt eingeführt.[3]
Der Begriff „invasive Arten“ ist ein Unterbegriff von Neophyten und bezieht sich speziell auf gebietsfremde Arten, die negative Auswirkungen auf heimische Arten und Biotope haben. Die schnelle Verbreitung dieser Arten erfolgt durch eine Verdrängung heimischer Arten aus ihren Lebensräumen oder durch das Erzeugen eines erhöhten Fraßdrucks auf heimische Arten.[4] Ein besonderer Wettbewerbsvorteil im Konkurrenzkampf der Arten zeichnet sich durch bestimmte Arteigenschaften aus, wie etwa eine hohe Samenproduktion, ausgeprägte Wuchskraft, sowie eine hohe Toleranz gegenüber Störungen im Ökosystem oder eine Vorliebe für nährstoffreiche Umgebungen. Zusätzlich begünstigt eine rasche Anpassung an die neue Umwelt die Invasivität dieser Arten.[5] Oft sind mit der Ausbreitung invasiver Arten aber auch wirtschaftliche und gesundheitliche Probleme verbunden, wie beispielsweise Verbrennungen, die durch das Gift des Riesen-Bärenklaus verursacht werden.
Als invasiv werden die Arten bezeichnet, die unerwünschte und problematische Auswirkungen verursachen. Oft sind damit gesundheitliche Probleme verbunden, wie zum Beispiel eine erhöhte Pollenproduktion der Ambrosie, die eine hohe Beeinträchtigung von Allergikern verursacht. Ein weiterer Faktor ist die Verdrängung heimischer Arten und die Gefährdung schützenswerter Lebensräume. [6]
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Ein beträchtlicher Anteil (45,8%) der außerirdischen Lebensformen in Europa stammt aus Nord- und Südamerika. Ein vergleichbarer Prozentsatz entfällt auf solche mit asiatischer Herkunft (45,9%). Zusätzlich sind 20,7% der Neophyten in Europa aus Afrika und 5,3% aus Australien zu verzeichnen. Dabei ist zu beachten, dass die prozentualen Angaben möglicherweise höher liegen, da Neophyten oft von mehreren Kontinenten stammen können.
Anthropolog eingeschleppte Arten führen nicht immer zur Vielfalt in Ökosystemen, sondern verursachen häufig gravierende Probleme in den Biotopen.[7] Biotope sind bestimmte Lebensräume in einem Gebiet, welche von einer Lebensgemeinschaft bewohnt werden. Probleme kommen hier zustande, wenn andere Arten verdrängt werden oder das Ökosystem sogar aufgrund von invasiven Pflanzen nicht weiter bestehen kann. Dies passiert hauptsächlich dann, wenn natürliche Ressourcen übernutzt werden. Daraus resultiert eine Reduktion der ursprünglich etablierten Arten oder im schlimmsten Fall sogar eine Ausrottung derselben.[8]
Neophyten zeichnen sich oft durch eine unkontrollierte Verbreitung in einheimischen Ökosystemen aus. Meist fehlt es in dem ausgeklügelten Nahrungsnetz der heimischen Ökosysteme an Fressfeinden für Neophyten. Invasive Pflanzen besitzen dazu häufig Abwehrmechanismen gegenüber Fressfeinden, wie giftige Zellflüssigkeiten.
Bisher sind in Deutschland knapp 100 invasiven Arten bekannt, welche zum Aussterben anderer Arten geführt haben.[9] Ein Beispiel hierfür ist der Riesenbärenklau, welcher bereits viele einheimische Pflanzen ausgerottet hat. Weltweit betrachtet, waren invasive Pflanzen jedoch für 60% der ausgestorbenen Pflanzen verantwortlich. Außerdem sind diese in über 1000 Fällen für zumindest das Verschwinden von ursprünglichen Pflanzen verantwortlich. [10]
Der Mensch stellt in dieser Thematik das eigentliche Problem dar. Durch ihn werden im Zuge der Globalisierung und gesteigerter interkontinentalen und internationalen Mobilität Arten weltweit verschleppt und weiterverbreitet. Damit beschleunigt er den Ausrottungsprozess anderer Pflanzen.
Um die Auswirkung eingeschleppter Pflanzenarten auf heimische Ökosysteme zu verdeutlichen, soll im Folgenden die Auswirkungen der Fichten-Monokulturen auf heimische Mischwälder betrachtet werden.
In nur wenigen Regionen Europas wächst die Fichte eigentlich von Natur aus. Heute ist sie heute allerdings mit 26 Prozent der Waldfläche die am stärksten verbreitete Baumart. Ohne den Einfluss des Menschen wäre die Fichte also eine regional sehr begrenzt vorkommende Waldbaumart.[11]
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts konnte eine gravierende Übernutzung der heimischen Wälder in Europa beobachtet werden. Besonders der Bedarf an Holz für den Schiffsbau, Bau, Heizen und Bergbau führte zu weiten Kahlflächen.[12] Diese und „nährstoffarme Böden führten zur Bevorzugung der schnell wachsenden und anspruchslosen Gemeinen Fichte (Picea abies), so dass riesige Flächen mit Fichten-Monokulturen entstanden.“[13] Aus wirtschaftlichen Gründen etablierte sich also durch den Menschen in dem natürlichen Heimatgebiet von Laubwäldern ein hoher Anteil der Waldfläche von Nadelbäumen.
Die Fichte (Picea abies) gehört zur Familie der Kieferngewächse. „Das natürliche Hauptverbreitungsgebiet der Gemeinen Fichte (Picea abies) befindet sich in der borealen Vegetationszone der nördlichen Erdhalbkugel, die etwa zwischen dem 50. und dem 70. Breitengrad liegt. Die ursprüngliche Heimat der Fichte dürfte gemäß Versteinerungen und Pollenfunden Ostasien sein.“ [14]
In Europa kommt Picea abies in vielen verschiedenen Regionen vor. Sie sind besonders in den nördlicheren Regionen, wie Skandinavien, den Alpenrändern, in Österreich und der Schweiz, sowie in einigen Teilen Deutschlands und Osteuropas weit verbreitet. [15] Picea abies wächst hauptsächlich in den gemäßigten Klimazonen Europas. Sie können dort vorgefunden werden, wo die Standortbedingungen nicht zu extrem sind, also nicht zu nass oder zu trocken. Die besten Wuchsbedingungen für Picea abies finden sich in Höhenlagen zwischen 300 und 750 Metern über dem Meeresspiegel, begleitet von Jahresmitteltemperaturen, die unter 7 Grad Celsius liegen. Fichten stellen hohe Anforderungen an ihre Wasserversorgung und bevorzugen Regionen mit einem Niederschlagsminimum von mindestens 800 Millimetern pro Jahr. [16]
Die meisten Fichten gedeihen optimal an sonnigen bis halbschattigen Standorten und zeichnen sich durch eine ausgeprägte Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bodentypen aus. Sie sind besonders widerstandsfähig gegenüber unterschiedlichen Bodenbedingungen und wachsen vorzugsweise in feuchten bis morastigen Böden. In Bezug auf die Nährstoffversorgung sind Fichten also genügsam, wobei ein pH-Wert im Bereich von 5,5-6,5 als optimal betrachtet wird.[17] Allerdings zeigt diese Baumart eine geringe Toleranz gegenüber Sommertrockenheit und ist weniger anpassungsfähig in dauerhaft lufttrockenen Lagen. Unter solchen Bedingungen steigt das Risiko von Windwurf und einem möglichen Befall durch Borkenkäfer erheblich.[18]
Nach der Waldzustandserhebung 2022 des Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ist die Absterberate der Fichte im Jahr 2022 gestiegen.[19] Hauptsächlich dafür verantwortlich ist die Etablierung von Fichten-Monokulturen, die zu einem Biodiversitätsverlust und Nährstoffarmut führt und die Anfälligkeit der Fichten für Schädlinge und Krankheiten erhöht.[20][21] Des Weiteren resultieren aus der Etablierung von Fichten-Monokulturen Anpassungsschwierigkeiten der Wälder an immer häufiger auftretende Extremwetterereignisse.[22] All diese Faktoren stellen negative Konsequenzen auf heimische Wälder da. Die Etablierung von Fichten-Monokulturen als Neophyt durch den Menschen verdeutlicht die gravierenden Auswirkungen auf bestehende Ökosysteme.
Fichten-Monokulturen bieten nur begrenzten Lebensraum und Nahrungsquellen für verschiedene Arten und unterstützen daher nur eine geringe Vielfalt an Pflanzen- und Tierarten im Vergleich zu natürlichen Mischwäldern. Aufgrund ihres konzentrierten Vorkommens sind Fichten stark auf die bestimmte ökologische Nische spezialisiert. Aus diesem Grund stehen sie kaum in Konkurrenz zu anderen Arten. Dazu kommt die Verdrängung sämtlicher Tier- und Pflanzenarten und Mikroorganismen, die mit verschiedensten Baumarten in den ursprünglichen Mischwäldern in Wechselwirkung stehen durch die Etablierung von Monokulturen. Dies verstärkt den Verlust an Artenvielfalt im Wald.[23]
Nach der Waldzustandserhebung 2022 des Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft seien seit Beginn der Erhebungen im Jahr 1984 sind die Anteile der Schadstufen 2 bis 4 und die mittlere Kronenverlichtung aller Baumarten angestiegen. Die Kronenverlichtung beschreibt die Reduzierung der Laub- oder Nadelmasse in den oberen Schichten der Baumkronen. Verursacht wird dies z.B. durch Lichtmangel, Schädlingsbefall und Krankheiten, Umweltstress, wie Dürren, und Nährstoffmangel. Besonders die Fichte verzeichnet einen starken Anstieg des Anteils der deutlichen Kronenverlichtungen. Grund dafür ist die höhere Anfälligkeit von Monokulturen für Krankheiten und Schädlinge. Durch eine hohe Wirtsspezifität von Parasiten, wie dem Borkenkäfer, oder eine starke Spezialisierung von Krankheitserregern kann innerhalb kurzer Zeit die gesamte Population befallen werden. Dies kann zu massiven Baumverlusten führen und die ökologische Stabilität es Waldes beeinträchtigen.[24]
Fichten haben spezifische Ansprüche an den Boden und entziehen diesem bestimmte Nährstoffe. Bei Monokulturen kann dies zu einer Erschöpfung des Nährstoffgehalts des Bodens führen. Dies erschwert besonders das Wachstum anderer Pflanzen.[25]
Die Wurzelsysteme von Fichten sind oft flach und bieten daher nur begrenzten Schutz gegen Bodenerosion. Dazu kommt die Verdichtung des Bodens durch die Wurzelsysteme der Fichten, was die Wasseraufnahme erschwert und die Gefahr der Erosion erhöht. [26]
Nach einer Studie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sind Mischwälder klimaangepasster und gegenüber Wetterereignissen stabiler als Reinbestände. Grund dafür ist ihre hohe Spezialisierung auf spezifische klimatische Bedingungen und die daraus resultierende mangelnde Anpassungsfähigkeit der monospezifischen Wälder. „Die natürliche Anpassungsfähigkeit von monospezifischen Wäldern gegenüber anhaltend heiß-trockenen Witterungsphasen im Wechsel mit Strak Niederschlägen ist relativ gering. Eine bessere Anpassungsfähigkeit der Waldökosysteme an die Wetterereignisse ist jedoch dringend notwendig, da die zunehmende Belastung durch den Klimawandel in deutlich kürzeren Zeiträumen als den üblichen Regenerationszyklen erfolgt.“[27]
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist eine nachhaltige Waldbewirtschaftung erforderlich. Das bedeutet die Förderung von Mischwäldern, die aus einer Vielzahl heimischer Baumarten bestehen. Die Wiederaufforstung und Pflege von Mischwäldern können dazu beitragen, die ökologische Vielfalt wiederherzustellen, die Anfälligkeit gegenüber Schädlingen zu reduzieren und die langfristige Gesundheit der Wälder zu gewährleisten.
„Einige Neophyten verursachen zum Teil gravierende wirtschaftliche Schäden, die sich meist in den hohen Kosten zur Bekämpfung äußern.“[28] Eine finanzielle Herausforderung für die Wasserwirtschaft stellt die starke Ausbreitung des Japanischen Staudenknöterichs (Fallopia japonica) oder des Sachalin-Staudenknöterich (Fallopia sachalinensis) dar. Die starke Vermehrung dieser Arten kann zur Destabilisierung von Dämmen beitragen und dazu folglich Uferabbrüche hervorrufen.[29]
In der Waldwirtschaft rufen bestimmte Pflanzenarten, so auch die Fichte (Picea abies), erhebliche Unterhalts- und Bekämpfungskosten zur Erhaltung oder Renaturierung von heimischen Wäldern hervor. Viele Neophyten verursachen in der Forstwirtschaft zusätzliche Kosten, da sie forstliche Arbeiten erschweren und heimische Nutzpflanzen verdrängen.[30]
„Eine Gefährdung für die menschlichen Gesundheit stellen nur wenige Neophyten dar.“[31] Zu den bekanntesten und weitverbreitetsten Neophyten, die schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, zählt der Riesen-Bärenklau (Heracleum mantegazzianum). Bei Hautkontakt mit dem toxischen Zellsaft führt bei Sonneneinstrahlung zu extremen Hautverbrennungen. Häufig bleiben an den betroffenen Stellen Narben zurück. Zudem kann es bei Augenkontakt mit dem toxischen Pflanzensaft zu Irritationen oder sogar Erblindung kommen. Besonders für kleine Kinder stellt der Riesen-Bärenklau (Heracleum mantegazzianum) eine große Gefahr dar, da er schwerwiegende Vergiftungsfälle verursachen kann.[32]
Häufig unterschätzt wird vermutlich das hohe allergene Potenzial von Neophyten. Die Aufrechte Ambrosie (Ambrosia artemisiifolia) besitzt unter den Pflanzenarten das höchste allergene Potenzial und zeigt sich als deutlich aggressiver als bekannte Baum- und Gräserpollen. Eine sehr geringe Menge an Pollen kann bei Pollenallergikern für Symptome wie tränende Augen, Juckreiz, Lichtempfindlichkeit und Kopfschmerzen auslösen. Ein Großteil der Pollenallergiker zeigt eine Sensibilität für die Pollen der Aufrechten Ambrosie. Diese leiden zudem unter der späten und langen Blütezeit von Juli bis Oktober.[33]
Der Klimawandel führt international zu starken Temperaturschwankungen, extremer Trockenheit oder starken Unwettern. Ökosysteme ändern sich und die Temperatur steigt kontinuierlich an. Von diesem Anstieg profitieren besonders die Arten, die aus anderen Ländern eingeschleppt wurden – die Neophyten. Durch die wärmeren klimatischen Bedingungen können sie sich besser etablieren und verbreiten. Auch die Konkurrenzkraft gegenüber heimischen Pflanzen steigt an, da Neophyten meist besser an die steigenden Temperaturen angepasst sind. So findet man sie auch vermehrt in städtischen Ballungsgebieten und an großen Flusstälern, wo es zum Hitzestau kommt. Unter den aktuellen klimatischen Bedingungen sind Neophyten noch auf solche „Invasionshotspots“ angewiesen, doch mit steigender Temperatur wird ihre Verbreitung nach und nach begünstigt. Die derzeitige Invasionshotspots werden wachsen und neue Hotspots werden vermutlich entstehen. So werden sich derzeitig noch unbeständige Arten etablieren, seltene Arten sich ausweiten und auch in kühleren Gebieten Arten mit heimischen Pflanzen befallen werden.
Es gibt jedoch auch Ausnahmen: Beispielsweise das drüsige Springkraut wird durch den Klimawandel eher eine Verkleinerung des Habitats verzeichnen, da es schlecht mit den warmen Temperaturen umgehen kann.
Auch auf den Karten in Abbildung ist die Verbreitung der Neophyten nochmals gut zu erkennen. In Karte a wird die Ausbreitung besonders problematischer Neophyten unter aktuellen klimatischen Bedingungen gezeigt. Im Gegensatz dazu wird in Karte b die Ausbreitung der ausgewählten Neophyten für 2051-2060 bei einem Anstieg der Jahresmitteltemperatur um 1,2°C bis 2,9°C prognostiziert.
Deutlich erkennbar ist die starke Ausbreitung in den Großstädten, jedoch über das ganze Land wird die Anzahl nachgewiesener Neophyten signifikant ansteigen. Diese Karte bezieht sich zwar nur auf Deutschland, ist aber gut auf ganz Europa übertragbar. Wichtig für heimische Pflanzen ist es, den Klimawandel soweit wie möglich zu verhindern, um eine weitere Verbreitung der Neophyten zu stoppen.
Die Schwarze Liste zielt darauf ab, die oftmals emotional geführten Diskussionen über Neophyten objektiver zu gestalten, insbesondere unter Berücksichtigung des Naturschutzes. Während die Rote Liste sich auf die Erhaltung auszusterbenden-drohenden Arten fokussieren, dient die Schwarze Liste als Bewertungsgrundlage für den Umgang mit invasiven Arten. Das Black List Information System dient dabei als das europäische Risikobewertungssystem für Neophyten.[34]
Dieses stuft gebietsfremde Arten als invasiv ein, wenn sie eine Bedrohung für die heimische Biodiversität darstellen, wobei wirtschaftliche Aspekte oder gesundheitliche Probleme durch Neophyten nicht berücksichtigt werden. Die Schwarze Liste folgt einem dreigliedrigem Schema: Warn-, Aktions- und Managementlisten. Des Weiteren besitzen Schwarze Listen eine Unterteilung von Neophyten in bestimmte Risikograde für die heimische Biodiversität. Zu der Schwarzen Liste, bestehend aus den Warn-, Aktions- und Managementlisten, gehört auch eine Graue Liste, unterteilt in Kategorien für Arten mit Hinweisen auf Gefährdung, sowie eine Weiße Liste für Arten, die derzeit keine Gefährdung darstellen.[35] Die Kontrollmaßnahmen sind in sämtlichen europäischen Ländern weitgehend ähnlich. Allerdings wird das Management aufgrund von Finanzierungsproblemen, unklaren Verantwortlichkeiten und einem Mangel an politischem Willen in diesen Ländern erschwert.[36]
Das Forschungsprojekt DAISIE (Delivering Alien Species Inventories for Europe) ist ein von der Europäischen Union finanzierte Methode zur europaweiten Bestandsaufnahme invasiver Arten. Es soll als Grundlage für Präventionsmaßnahmen und die Kontrolle biologischer Invasionen dienen. Das Projekt erfasst ökologische und ökonomische Auswirkungen von über 10.000 gebietsfremden Arten. Das Hauptziel von DAISIE besteht in der Funktion als eine zentrale Informationsanlaufstelle für biologische Invasionen in Europa. Jedoch fehlt es DAISIE an einer strikten organisatorischen Struktur und klarer Entscheidungskriterien. Trotz einer Datenaktualisierung im Jahr 2012 fehlt es dem Forschungsprojekt an Finanzierungsgeldern.
Es gibt neuere Ideen für eine europäische Informationsplattform für Neobiota, die bestehende Datenbanken, einschließlich DAISIE, integrieren soll, um ein europaweites Netzwerk zu schaffen.[37]
[2],[3],[6], Bayrisches Landesamt für Umwelt, Neophyten – gebietsfremde Pflanzen, https://www.lfu.bayern.de/natur/neobiota/neophyten/index.htm#:~:text=Unter%20Neophyten%20werden%20Pflanzen%20verstanden,denen%20sie%20nat%C3%BCrlicherweise%20nicht%20vorkamen, letzter Abruf 02.01.2024
[4],[5] Bundesamt für Naturschutz, Was sind Neobiota? Was sind invasive Arten?, https://neobiota.bfn.de/grundlagen/neobiota-und-invasive-arten.html, letzter Abruf 02.01.2024
[19],[24] Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2023): Ergebnisse der Waldzustandserhebung, 2022 https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/DE/Broschueren/waldzustandserhebung-2022.html, letzter Abruf 19.12.2023
[22] Curry, Andrew (2022): Zukunft des Waldes: das Ende der Fichten-Monokultur, https://www.nationalgeographic.de/umwelt/2022/04/zukunft-des-waldes-das-ende-der-fichten-monokultur, letzter Abruf 19.12.2023
[16] Dr. Bertram Leder, Empfehlungen für eine naturnahe Bewirtschaftung von Fichtenbeständen in NRW, https://www.wald-und-holz.nrw.de, letzter Abruf 29.12.23
[17] GartenHit24 (2020), Wie pflege ich Fichten (Picea)? https://gartenhit24.de/gartenratgeber-picea-pflegen, letzter Abruf 30.12.23
[9] Hugo, Mark (2023), Milliardenschäden durch invasive Arten, https://www.zdf.de/nachrichten/panorama/umwelt-invasive-arten-biodiversitaet-100.html, letzter Abruf 02.01.2024
[14] Häne, Koni (2017), Die Fichte, https://www.waldwissen.net/de/lebensraum-wald/baeume-und-waldpflanzen/nadelbaeume/die-fichte-picea-abies#c80433, letzter Abruf 29.12.23
[15] Hecker, Ulrich (2023), Die Fichte (Picea abies L.), https://www.wald.de/waldwissen/laubbaum-nadelbaum/nadelbaumarten/die-fichte-picea-abies-l/, letzter Abruf 30.12.23
[28],[30],[31],[32],[33],[34],[35],[36],[37] Huber, Martina (2017), der Einfluss des Klimawandels auf Neophyten in Österreich, file:///C:/Users/miafa/Downloads/Der%20Einfluss%20des%20Klimawandels%20auf%20Neophyten%20in%20A%C3%8C%C6%92%C3%82%E2%80%93sterreich%20(1).pdf, letzter Abruf 02.01.2024
[21] Jactel, H., Gritti, E. S., Drössler, L., Forrester, D. I., Mason, W. L., Morin, X., Pretzsch, H., und Castagneyrol, B. (2018): Positive biodiversity–productivity relationships in forests: climate matters, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2017.0747, letzter Abruf 19.12.2023
[29] Ludwig, Girt, Gawel, Erik, Pannike-Prochnow, Nadine (2000), Wasser, Energie und Umwelt, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-658-35607-1_8, letzter Abruf 02.01.2024
[11],[12],[13],[27] NABU, Der Brotbaum der Forstwirtschaft, https://www.nabu.de/tiere-und-pflanzen/pflanzen/pflanzenportraets/wildpflanzen/gehoelze/21371.html, letzter Abruf 19.12.2023
[1] Neobiota-Nord, Definitionen, https://www.neobiota-nord.de/de/projekt/definitionen/ , letzter Abruf 02.01.2024
[18] Siemens, Folkert (2017), Fichten https://www.mein-schoener-garten.de/pflanzen/fichten, (letzter Abruf 30.12.23)
[20],[23],[25] WDR (2022): Darum schaden uns Monokulturen, https://www.quarks.de/umwelt/landwirtschaft/darum-schaden-uns-monokulturen/, letzter Abruf 19.12.2023
[7],[8],[10] WWF (2023), Menschengemachte Gefahr: Eingeschleppte Arten bedrohen Biodiversität, https://www.wwf.de/themen-projekte/artensterben/invasive-arten?msclkid=b89c23cbf40c1fb12a67468829266874&utm_source=bing&utm_medium=cpc&utm_campaign=SG_Artenschutz&utm_term=invasive%20pflanzen%20liste&utm_content=Invasive%20Arten, letzter Abruf 02.01.2024