Eine umfassende internationale Studie hat gezeigt, dass die Umwandlung von Landschaften – verursacht durch die Ausweitung der Landwirtschaft, Urbanisierung und industrielle Entwicklung – die Fähigkeit der Ökosysteme, auf Umweltstörungen zu reagieren und sich davon zu erholen, erheblich verringert.
Veröffentlicht in Nature und geleitet von einem Team der Universität Cambridge in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London, umfasste die Analyse Daten von 3.696 Vogelarten, die an 1.281 globalen Standorten gesammelt wurden, von tropischen Wäldern bis zu polarisierten Gebieten.
Funktionale Redundanz im Ökosystem
Das Konzept der funktionalen Redundanz bezieht sich auf das Vorhandensein mehrerer Arten, die ähnliche Rollen innerhalb eines Ökosystems entwickeln. Diese Überlappung fungiert als eine Art Versicherung: Verschwindet eine Art, können andere deren Funktionen übernehmen, was dazu beiträgt, die Stabilität und Erholung des natürlichen Systems aufrechtzuerhalten.
Laut der Forschung ist funktionale Redundanz entscheidend für die ökologische Resilienz, da sie es den Ökosystemen ermöglicht, den Verlust von Arten zu ertragen, ohne dass es sofort zu einem Rückgang der angebotenen Dienstleistungen kommt.
Die Studie zeigt, dass in natürlichen Bedingungen Funktionen wie Bestäubung, Samenverbreitung und Schädlingskontrolle von mehreren verschiedenen Arten ausgeführt werden. Dennoch neigt die menschliche Intervention in Lebensräume dazu, spezialisierte Arten zu eliminieren, während sie die Fortdauer weniger generalistischer Arten begünstigt, die widerstandsfähiger gegenüber Störungen sind.
Auswirkungen menschlichen Handelns
Dieser Übergang reduziert die funktionale Diversität und insbesondere die Redundanz, wodurch die Ökosysteme potenziellen Umweltkrisen ausgesetzt werden. Durch Simulationen von Artensterben analysierte das Forschungsteam, wie Umweltveränderungen die Fähigkeit von Vogelgemeinschaften beeinflussen, neue Verluste an Biodiversität zu bewältigen.
Gemäß der Universität Cambridge zeigen die Ergebnisse, dass, obwohl die Artenvielfalt nach der Änderung der Landnutzung in bestimmten Fällen nicht signifikant zu variieren scheint, die Abnahme der funktionalen Redundanz impliziert, dass viele ökologische Funktionen nicht ausreichend Unterstützung haben.
Thomas Weeks, leitender Autor am Imperial College London, äußerte: „Unsere Analysen stellen die Vorstellung in Frage, dass degradierte Ökosysteme weiterhin gleich funktionieren, indem sie aufzeigen, dass Menschen jegliche Spielräume im System eliminieren und die Ökosysteme damit anfällig für zukünftige Umweltkrisen machen.“
Die Konsequenzen in veränderten Landschaften
Die Studie stellte fest, dass in intensiv veränderten Landschaften, wie landwirtschaftlichen oder städtischen Gebieten, die funktionale Redundanz erheblich abnimmt, was dazu führt, dass der Verlust ökologischer Funktionen beschleunigt wird, wenn weitere Aussterbungen eintreten.
Die detaillierte Analyse ergab, dass die negativen Auswirkungen der Landnutzungsänderung nicht gleichmäßig über verschiedene Lebensräume und Vogelgruppen verteilt sind. Die Studie beobachtet, dass bestimmte Gruppen, wie generalistische und granivorische Vögel, ihre Redundanz und funktionale Diversität in transformierten Umgebungen beibehalten oder sogar steigern.
Im Gegensatz dazu zeigen Frugivoren und Insektenfresser, die für die Samenverbreitung und Schädlingskontrolle von wesentlicher Bedeutung sind, markante Rückgänge in beiden Indikatoren. Diese Spezialisierung macht sie besonders anfällig für durch menschliche Aktivitäten verursachte Veränderungen ihres Lebensraums.
Folgen für die ökologischen Prozesse
Die Vereinfachung biologischer Gemeinschaften hat direkte Auswirkungen auf die ökologischen Prozesse, die das Leben und die Ökosystemdienstleistungen unterstützen. Zu den identifizierten Konsequenzen gehören eine reduzierte Waldregeneration, geringere Kohlenstoffspeicherung und eine Zunahme landwirtschaftlicher Schädlinge.
Somit schränken das Verschwinden spezialisierter Arten und die Homogenisierung der Vogelgemeinschaften die Fähigkeit der Ökosysteme ein, sich zu erholen und grundlegende Dienstleistungen aufrechtzuerhalten, auch wenn die Gesamtanzahl der Arten stabil bleibt.
Risiken und Schutzmaßnahmen
Die Abnahme der funktionalen Redundanz hat direkte Auswirkungen auf die wesentlichen Ökosystemdienstleistungen. Die Universität Cambridge warnt, dass mit weniger Arten, die ähnliche Funktionen erfüllen, die natürlichen Systeme ungeschützt gegenüber neuen Störungen werden, was die Bestäubung, die Samenverbreitung, die Schädlingskontrolle und die Kohlenstoffspeicherung gefährdet.
Der Professor David Edwards, Mitautor der Studie, betonte: „Mehrere Vogelarten spielen eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der Ökosysteme, von denen wir abhängen; dennoch schädigen wir die Habitatqualität und damit die Fähigkeit der Arten, ihre wesentlichen Funktionen zu erfüllen.“
Die Studie bietet eine neue Perspektive zur Bewertung der ökologischen Fragilität, die auf der Messung der funktionalen Redundanz und der Verletzlichkeit der Vogelgemeinschaften basiert. Dieser Rahmen hilft, die Risiken im Zusammenhang mit dem Verlust ökologischer Funktionen zu erkennen und die Naturschutzpolitiken in Richtung Wiederherstellung funktionaler Diversität zu lenken, nicht nur auf den Erhalt der Anzahl von Arten.
Joseph Tobias, Mitautor am Imperial College London, unterstrich die Dringlichkeit, die funktionale Diversität zu verwalten und zu bewahren, um essentielle Dienstleistungen für das menschliche Leben und die wirtschaftliche Nachhaltigkeit sicherzustellen. Das Team schlägt vor, die Erhaltung halbnaturbelassener Lebensräume und die Wiederherstellung sekundärer Vegetation zu priorisieren, die in der Lage sind, funktionale Redundanzniveaus zu erhalten, die mit denen primärer Ökosysteme vergleichbar sind.
Dieser Ansatz erfordert die Berücksichtigung der ökologischen Qualität der Lebensräume und deren Funktionalitätsgrade, über die konventionellen Metriken der Artenvielfalt hinaus. Zudem warnt die Studie, dass das schnelle Tempo der globalen Landnutzungsänderung neue Strategien für den Naturschutz erforderlich macht. Es ist unzureichend, nur das Aussterben von Arten zu verhindern; es ist entscheidend, die Vielfalt ökologischer Funktionen und die Unterstützung, die biologische Gemeinschaften bieten, sicherzustellen.
Die Erhaltung der funktionalen Redundanz stellt sich als essentielles Element dar, um die ökologische Stabilität sowie die Nachhaltigkeit zukünftigen Lebens und der Wirtschaft zu garantieren, da ein unterstützendes System besser auf Krisen reagiert und seine Produktivität und Erholungsfähigkeit angesichts umweltbedingter Herausforderungen aufrechterhalten kann.
Die Autoren schließen, dass die Gewährleistung resilientes Ökosysteme umfassende Politiken und Maßnahmen zur ökologischen Wiederherstellung erfordert, die nicht nur die Menge, sondern auch die Vielfalt und Robustheit ökologischer Funktionen erhalten. Eine aktive Verwaltung der Struktur und der Zusammensetzung der Gemeinschaften ist entscheidend dafür, dass die Ökosysteme weiterhin grundlegende Dienstleistungen für die Gesellschaft erbringen, wie die Nahrungsmittelproduktion, die Regulierung des Klimas und den Schutz vor extremen Ereignissen.
