Ob global, national oder regional – vielerorts verschlechtert sich der Zustand von Ökosystemen, die Bestände vieler Tier- und Pflanzenarten sind rückläufig. Ein Problem dabei aus Sicht der Wissenschaft: Der lokale Rückgang der Biodiversität kann nur selten nachgewiesen werden. Sehr gut dokumentiert sind jedoch seit vielen Jahren die Bestandsentwicklungen von Vogelarten in Deutschland.
Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) hat deshalb gemeinsam mit dem Dachverband Deutscher Avifaunisten (DDA) sowie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Potsdam das Projekt „TripleBird“ gestartet. Mit rund 5 Mio. Euro fördern das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sowie die Länder Sachsen und Sachsen-Anhalt in den kommenden Jahren das Projekt.
Das UFZ baut nun eine technische Infrastruktur für die Bereitstellung und Auswertung der Daten auf, entwickelt modellbasierte Szenarien und erarbeitet Anwendungsmöglichkeiten für den Naturschutz sowie den Wirtschafts- und Finanzsektor. In einem ersten Schritt soll bis Jahresende ein bundesweiter Vogelmonitor veröffentlicht werden.
Eine wesentliche Herausforderung der Biodiversitätsforschung besteht darin, Veränderungen der biologischen Vielfalt auf lokaler, regionaler, nationaler und globaler Ebene messbar zu machen. Nur so lassen sich deren Ursachen untersuchen und die Folgen für Ökosysteme beschreiben. „Beim Schutz der Biodiversität stehen wir jedoch oft vor dem Problem, dass uns dafür konkrete Daten fehlen und es noch keine allgemein anerkannten Indikatoren gibt, die die räumlichen und zeitlichen Veränderungen der Biodiversität widerspiegeln“, konstatiert Biodiversitätsforscherin Prof. Dr. Katrin Böhning-Gaese, Projektleiterin und Wissenschaftliche Geschäftsführerin des UFZ.
Die Tiergruppe mit der aktuell besten Datenlage sind Vögel
Weltweit gelten alle ca. 11.000 Arten als bekannt. Für viele Vogelarten liegen hochwertige Daten zu ökologischen und morphologischen Merkmalen, Verbreitungsgebieten und Häufigkeiten vor, oft bis auf die regionale und lokale Ebene. In Europa und Nordamerika bestehen zudem flächendeckende Monitoringprogramme. In Deutschland koordiniert der Dachverband Deutscher Avifaunisten (DDA) dank der Mitarbeit vieler Ehrenamtlicher zum Beispiel seit 1977 ein Monitoringprogramm für seltene Brutvögel, seit 1989 für häufige Brutvögel.
Als Indikator für den Biodiversitätsverlust eignen sich Vögel deswegen sehr gut, weil sie viele Zustände und Entwicklungen in Landschaften abbilden – zum Beispiel zeigt der Rückgang vieler Vogelarten in der Agrarlandschaft wie der Feldlerche (Alauda arvensis), des Rebhuhns (Perdix perdix) oder des Kiebitzes (Vanellus vanellus), dass sich die Qualität des Lebensraums in den vergangenen Jahrzehnten dramatisch verschlechtert hat. Da Artenvielfalt ein Indikator für die Resilienz von Ökosystemen ist, deutet dies darauf hin, dass unsere Felder, Wiesen und Weiden Stabilität verlieren, mit möglichen negativen Folgen für die Ernährungssicherheit.
„In TripleBird wollen wir deshalb nun die Vogeldaten mit Daten zu Klima, Umwelt und Landnutzung verschneiden und einen Vogelmonitor veröffentlichen, modellbasierte Szenarien zur Veränderung der Vogelbestände entwickeln und Anwendungen für Naturschutz, Wirtschaft und Behörden erarbeiten“, fasst Katrin Böhning-Gaese die Ziele des Projekts zusammen.
„BirdTwin“: Dateninfrastruktur
BirdTwin bildet als digitaler Zwilling das Fundament des Gesamtprojekts. Datenbasis bilden die mehr als 3,8 Millionen punktgenauen Beobachtungen des DDA-Monitorings häufiger Brutvögel (MhB). Zusätzlich zu den MhB-Daten wurden rund 1 Million vollständige Beobachtungslisten vom DDA bereitgestellt, die über das DDA-Meldeportal für Vogelbeobachtungen zusammengetragen wurden. In BirdTwin sollen diese Monitoringdaten für die Öffentlichkeit und professionelle Anwender bereitgestellt und in einem digitalen Zwilling operativ nutzbar gemacht werden. Ergänzt werden die Vogeldaten durch zusätzliche Klima-, Umwelt- und Landnutzungsdaten für Deutschland.
„Wir sorgen mit dem digitalen Zwilling dafür, dass diese Daten pass- und bedarfsgerecht aufbereitet und für die modellbasierte Szenarienentwicklung und Anwendungen im Naturschutz verfügbar gemacht werden“, sagt Petra Jacobs, die BirdTwin leitet.
In einem ersten Schritt soll noch in diesem Jahr ein Vogelmonitor für Deutschland veröffentlicht werden, der jährlich aktualisiert wird. Er berücksichtigt vorerst neun Vogelarten der Agrarlandschaft, deren Bestände in den vergangenen Jahrzehnten zum Teil deutlich abgenommen haben. Zum Artenset zählen unter anderem Feldlerche (Alauda arvensis), Goldammer (Emberiza citrinella), Grauammer (Emberiza calandra), Braunkehlchen (Saxicola rubetra) und Kiebitz (Vanellus vanellus).
Nach und nach sollen laut Petra Jacobs weitere Arten hinzukommen, sodass im Monitor bald alle häufigen Brutvogelarten Deutschlands enthalten sein werden. Weil auch historische Vogeldaten bis zum Jahr 2005 integriert werden, lassen sich Trends zur Bestandsentwicklung abbilden – zum Beispiel in welchen Regionen die Bestände der Vogelarten zu- oder abgenommen haben, wo Hotspots der Verbreitung einzelner Arten liegen und wie auf den von den Vögeln genutzten Flächen die Landnutzung und das Klima aussieht.
„BirdFutures“: Modelle und Szenarien
Um mögliche Ursachen für Bestandsveränderungen der Vogelarten zu untersuchen und künftige Entwicklungen abzuschätzen, werden in „BirdFutures“ modellbasierte Szenarien entwickelt. „Wir können verschiedene Szenarien zur Landnutzung und zum Klima durchspielen“, sagt Dr. Tatiane Micheletti, die „BirdFutures“ leitet. Dazu zählen beispielsweise die die Extensivierung von Agrarflächen, die Erhöhung des Brachenanteils und die Zunahme von Heckenstrukturen.
„Damit können wir prognostizieren, welche Folgen bestimmte Maßnahmen für die auf den Flächen vorkommenden Vogelarten und damit auf die Biodiversität haben“, sagt Tatiane Micheletti.
Mit diesen Modellen kann künftig die Umsetzung verschiedener politischer Maßnahmen und Managementstrategien verglichen und bewertet werden. Dies ermöglicht Entscheidungsträger:innen im Naturschutz, in der Politik und in Behörden, die potenziellen Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf die Biodiversität vor dem Hintergrund der EU-Agrarpolitik oder der EU-Wiederherstellungsverordnung zu bewerten.
„BirdBusiness“: Schnittstelle zur Wirtschaft und zum Finanzsektor
Auf Basis der Produkte aus BirdTwin und BirdFutures sollen in BirdBusiness Anwendungen für die Wirtschaft und den Finanzsektor gemeinsam mit Akteuren aus NGO’s, Unternehmen und Banken entwickelt und pilotiert werden.
„Die Anforderungen an Stresstests für Banken sowie die Nachhaltigkeitsberichterstattung von Unternehmen verlangen zunehmend einen Fokus auf die Rolle von Biodiversität für die Stabilität der Wirtschaft. So soll zum Beispiel erfasst werden, ob Firmen in einer Region investieren, die besonders wichtig für die Biodiversität ist, und ob diese Investitionen Auswirkungen auf die Biodiversität haben könnten“, sagt Dr. Johannes Förster, verantwortlich für den Finanzsektor.
Die EU-Richtlinie zur NachhaltigkeitsberichterstattungCSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) verlangt etwa insbesondere von großenUnternehmen mit signifikanten Auswirkungen auf Biodiversität, Daten über ihren ökologischen Fußabdruck zu veröffentlichen.
Da die Modelle in TripleBird räumlich konkrete Informationen über den Zustand und die Veränderungen in der Biodiversität bereitstellen, können diese auch für Investitions- und Standortentscheidungen genutzt werden etwa um zu bewerten, inwieweit Lebensräume beispielsweise durch den Bau neuer Produktionsstätten, Industrieanlagen oder Rechenzentren, beeinträchtigt sein könnten, oder wie sich Eingriffe durch Kompensationsmaßnahmen minimieren lassen. Doch auch für Verwaltungen und Naturschutzverbände könnte das Tool wichtig sein.
„Ziel ist, Anwendungen zu entwickeln, die es ermöglichen, auf lokaler Ebene Vorranggebiete zu identifizieren, in denen bestimmte Maßnahmen im Naturschutz und in der Landwirtschaft besonders sinnvoll sein könnten. Davon könnten zum Beispiel Landesämter profitieren, die über Standorte von Unternehmensansiedlungen oder Renaturierungsmaßnahmen entscheiden müssen“, sagt Johannes Förster.