Artenvielfalt
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Artenvielfalt ist ein Maß für die verschiedenen biologischen Arten innerhalb eines Lebensraumes oder bzw. Gebietes und somit die Vielfalt von Flora und Fauna.
Sie ist ein Bestandteil der Biodiversität (griech. bios: das Leben, lat. diversitas: Vielfalt, Vielfältigkeit) oder biologischen Vielfalt, die als Begriff von dem Entomologen E.O. Wilson 1986 in einem Bericht für das National Research Council eingeführt wurde. Biodiversität umfaßt neben der Vielfalt der Arten auch die genetische Vielfalt und die Vielfalt der Lebensräume, allerdings wird Artenvielfalt - wie auch in diesem Artikel - als am leichtesten erfassbare und dem menschlichen Verständnis zugängliche Form der Biodiversität fälschlicherweise oft synonym mit Biodiversität verwendet.
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Ökologische Bedeutung
Die Vielfalt der Arten gilt als eine der Grundvoraussetzungen für die Stabilität der weltweiten Ökosysteme. Allerdings ist Vielfalt nicht in allen Fällen mit Stabilität oder gar hoher Resilienz gleichzusetzen. Als Standard-Gegenbeispiel werden oft die relativ artenarmen borealen Fichtenwälder genannt, die Waldbrandschäden gegenüber sehr tolerant sind; im Gegensatz zu den tropischen Urwäldern, deren Erholungsfähigkeit nach Brandrodung gering ist. In der Regel sind jedoch artenreichere Zönosen durch ihre vielfältigen Rückkopplungen stabiler gegenüber äußeren Einflüssen.
Auf der anderen Seite bedeutet die Ausrottung der Arten, wie sie durch Umweltverschmutzung, Flächenversiegelung, Massenproduktion und Raubbau hervorgerufen wird, eine unwiederbringliche Verarmung der Fauna und Flora dieses Planeten und der Varietäten der Arten. Eine hohe genetische Vielfalt ist aber Voraussetzung für Anpassung der Arten z.B. an sich insbesondere durch den Menschen rapide verändernde Umweltbedingungen und - letztendlich - die weitere Evolution.
Ökonomische Aspekte
Die umgerechnete monetäre Leistung des Weltökosystems laut Robert Costanza (University of Maryland) liegt bei 30 Billionen Euro/Jahr.
Drei Stufen der Vielfalt
Die Biodiversität einer Region umfaßt drei verschiedenen Stufen der Vielfalt:
- genetische Diversität - Diversität aller Gene innerhalb einer Art. (Siehe auch genetischer Flaschenhals.)
- Artendiversität
- Ökosystem-Diversität (= Vielfalt an Lebensräumen)
Eine Schätzung der Biodiversität sollte alle drei Ebenen einbeziehen, am leichtesten zugänglich ist jedoch die Anzahl und die Verteilung der Arten, also die Artenvielfalt sowie die von Lebensräumen.
Indikatoren für Biodiversität
Die Biodiversitäts-Konvention (CBD) hat eine Reihe von messbaren direkten und v.a. indirekten Indikatoren für Biodiversität und deren Entwicklung zusammengestellt. Dazu zählen:
- 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
Die vollständige Liste findet man unter www.twentyten.net.
Schätzungen der Artenvielfalt
Die globale Gesamtzahl aller Arten wird je nach Erhebungsgrundlage zwischen 2,5 Millionen bis zu 30 Millionen geschätzt. Terry Erwin vom Smithsonian Institution geht sogar von bis zu 100 Millionen Arten aus.
Die besten Schätzungen bewegen sich um die 10 Millionen Arten, von denen bisher allerdings erst 1,5-1,75 Millionen erfasst worden sind. Zur Zeit existiert allerdings keine zentrale Datenbank für alle systematisierten Arten, so dass auch diese Zahl nur eine Vermutung darstellt. Bisher sind rund 260 000 Pflanzen, 50 000 Wirbeltiere und 750 000 Insekten entdeckt und beschrieben.
Die größte unbekannte Vielfalt verbirgt sich dem Menschen in den durch seine Eingriffe rapide schrumpfenden tropischen Urwäldern. Deren Reichtum ist sogar von potenziellem gesundheitlichem und wirtschaftlichem Interesse, da unzählige sekundäre Pflanzenstoffe mögliche Phytopharmaka darstellen.
Wie hoch/niedrig darf sie höchstens sein & warum gibt es so viele Arten?
Die große Zahl der Arten und ihre rasante Dezimierung ist Grundlage für wiederstreitende Thesen. Die umstrittene Meinungen werden flankiert von zwei extremen Ansichten:
- "Nieten-Hypothese"
- Jede Niete eines Flugzeugrumpfs trägt zum Zusammenhalten bei und verhindert damit ein Abstürzen des Flugzeuges: jede Art ist zum Aufrechterhalten eines Ökosystems mehr oder weniger wichtig - Hypothese durch Versuche bestätigt
- "Passagier-Hypothese"
- Kein Fluggast ist für die Flugfähigkeit des Flugzeuges vonnöten, dafür um so mehr die Crew: es kommt demnach nur auf wenige Schlüsselarten an.
Nach der Intermediale Disturbance Hypothesis von Joseph Connell an der University of California reagieren Ökosysteme auf leichte, regelmäßige Störungen (z.B. Brände, Stürme, Überschwemmungen) mit einer wachsenden Artenvielfalt, vergleichbar einer Stärkung des Immunsystems nach leichten Infekten.
Artensterben und seine Ursachen
Auf einer Artenschutz-Konferenz in Nairobi im Mai 2005 wurde darauf hingewiesen, dass ca. 10% aller Vögel und ca. 25% aller Säugetiere und Pflanzenarten bedroht sind. Laut WWF sind rund 34000 Arten vom Aussterben bedroht. In den vergangenen 600 Mio. Jahren gab es allerdings schon mindestens fünf Mal ein großes Artensterben. Mögliche Ursachen des Artensterbens:
- geringe Nachkommenschaft\zu langsamer Ausgleich von Verlusten
- Isolation auf einen einzigen Lebensraum (zu kleiner Genpool)
- unvorhersehbare Störung eines Ökosystems
Das zentrale Problem ist hierbei wohl der Mensch. Durch die jährliche Zunahme der Erdbevölkerung um rund 80 Mio. in den ärmeren Ländern und der enorme Energie- und Ressourcen- und Landverbrauch verbrauch in den reicheren Ländern. Andere, mit dieser Entwicklung verbundene Ursachen sind:
- Die Gefahr der Einführung gebietsfremder Arten (Neobiota) durch Handel, Verkehr und Tourismus gilt weltweit als zweitwichtigste Ursache des Artensterbens
- In Mitteleuropa dagegen stellen Änderungen in der Landnutzung (z.B. Intensivierung der Landwirtschaft durch Düngung, Pestizide oder Flurbereinigung oder Brachfallen von Grenzertragsstandorten) das größte Problem
Erhaltung der Artenvielfalt
Rettungsversuche zur Erhaltung von Arten außerhalb ihres natürlichen Lebensraumes, z.B. in Zoos und Botanischen Gärten oder Samenbanken sind wenig erfolgreich, da sich viele Tiere in Gefangenschaft nicht fortpflanzen und Kapazitäten zur Aufnahme weiterer Arten kaum vorhanden sind. Auch die Wiederansiedlung/Auswilderung ist extrem aufwendig. Dagegen stellt die Ausweisung von Schutzgebieten (z.B. Naturschutzgebiete) eine gute Lösung dar, wobei diese dann am erfolgreichsten sind, wenn alle Interessengruppen integriert werden können. Ein Instrument für Naturschutzmaßnahmen und zum schonenden Umgang mit natürlichen Ressourcen in ärmeren Länder sind die Global Environment Facility (GEF), in die die Industrieländer einzahlen. Auch die wirtschaftlich tragfähige nachhaltige Nutzung sichert Natur.So legt z.B. das Forest Stewardship Council (FSC) Kriterien für eine umweltverträgliche Waldnutzung fest, nach denen bereits 150000 km² Wald in fast 30 Ländern ausgewiesen wurden. Bedingung für weiteren Erfolg ist die Akzeptanz des Verbrauchers für teurere Holzprodukte.
Maße für Artenvielfalt
Da die absolute Anzahl der Arten je nach Lebensraum variiert, hat man verschiedene Maßzahlen eingeführt, die unabhängig von der Absolutzahl sind und somit zum Vergleich der Vielfalt zwischen den Lebensräumen dienen. Es seien N die Anzahl aller Individuen, ni die Anzahl der Individuen von Spezies i und S die Gesamtzahl der Spezies.
Diversität
Das am häufigsten gewählte Maß ist der Shannon-Index
- <math>D = -\sum p_i \cdot \log(p_i)\qquad\mbox{mit }p_i = \frac{n_i}{N}</math>
Die maximale Diversität (bei Gleichverteilung aller Arten) divergiert allerdings mit S:
- <math>D_{max} = \log(S)</math>
Deswegen normiert man D mit diesem Maximalwert, um ein relatives Maß zu bekommen, die so genannte:
Evenness
- <math>H = \frac{D}{\log(S)}</math>
Literatur
- Bernhard Schmid: Die funktionelle Bedeutung der Artenvielfalt. Biologie in unserer Zeit 33(6), S. 356 - 365 (2003), ISSN 0045-205X
Weblinks
Seite über die Ursachen des Artensterbens und die Möglichkeiten des Artenschutzes
- Biodiversity-Seiten des World Resource Institute (englisch)
- Sekretariat der Vereinten Nationen zur Biodiversitäts-Konvention (englisch)
- Untersuchungen zur Biodiversität in Afrika (englisch)
- Nutzierrassen - Biodiversität
