https://www.faz.net/-gwz-9iym0

Artensterben und Klimawandel : Bloß nicht noch mehr Mais

  • -Aktualisiert am

Endstation Biogasanlage: Auf einem Silo in Niedersachsen türmen sich die Reste der Maisernte und warten auf die „Energieernte“. Bild: Mauritius

Die Natur ist im Würgegriff des Klimawandels. Ein junger Biodiversitätsforscher erläutert, warum „klimafreundliche“ Energiepflanzen die dringend nötigen Artenschutzmaßnahmen torpedieren könnten.

          Die Erde ändert sich. Kaum ein Phänomen lässt uns dies so deutlich spüren wie der Klimawandel, ganz besonders nach dem Rekordsommer 2018, in dem der im gleichen Jahr geprägte Begriff „Heißzeit“ zum Wort des Jahres gekürt wurde. Im Vordergrund der medialen Berichterstattung und der globalen politischen Debatte zur Erderwärmung stehen deren Konsequenzen für die Lebensumstände des Menschen, von den letztjährigen Ernteausfällen über die allgemein zunehmende Frequenz extremer Wetterereignisse bis hin zu den hierdurch ausgelösten Migrationsströmen.

          Weitaus seltener in den Blick genommen werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesamtheit der Biosphäre mit ihrer Vielfalt der Arten und Ökosysteme – der Biodiversität. Diese biologische Vielfalt ist von immenser Wichtigkeit für Boden- und Wasserhaushalt, Luftreinhaltung und natürliche Schädlingsbekämpfung, Bestäubung von Nutzpflanzen und nicht zuletzt für das gesundheitliche und ästhetische Wohlbefinden des Menschen. Jeder Eingriff in diesen reichhaltigen und ungeheuer komplexen ökologischen Dienstleistungsapparat ist problematisch. Wenn der Mensch nun auf globaler Skala und noch dazu in atemberaubender Geschwindigkeit an den ganz großen klimatischen Stellschrauben des Gesamtsystems dreht, bleiben erhebliche Konsequenzen nicht aus.

          Die Auswirkungen der Klimaveränderung auf die Biodiversität besser zu verstehen ist daher nicht nur aus wissenschaftlicher, sondern auch aus gesamtgesellschaftlicher Perspektive von überaus großer Bedeutung. Können Anpassungsprozesse der Tier- und Pflanzenarten mit dem Tempo der Erderwärmung mithalten? Haben weniger anpassungsfähige Arten die Chance, durch Ausbreitung in klimatisch günstigere Regionen auszuweichen? Und welche Konsequenzen erwachsen aus dem Zusammenwirken von Klima- und Landnutzungswandel – dem anderen, nach wie vor mindestens ebenso großen Treiber der Biodiversitätsveränderung? Diese und ähnliche Fragen stehen im Fokus der aktuellen ökologischen Klimafolgenforschung.

          Klimaveränderungen sind ein natürliches Phänomen. Seit der Entstehung des Lebens sind die lebenden Organismen mit dem Wandel der klimatischen Bedingungen konfrontiert. Der zyklische Wechsel der Kalt- und Warmzeiten veranschaulicht dies exemplarisch für die letzten zwei Millionen Jahre – mit vielfach dokumentierten Auswirkungen auf Fauna und Flora.

          Beispiellose Erwärmung

          Doch das Tempo der aktuellen Erwärmung stellt die eiszeitlichen Veränderungen in den Schatten: Um etwa ein Grad Celsius hat sich die Erde im Mittel seit dem Beginn der Industrialisierung vor mehr als 150 Jahren erwärmt, und die jüngsten Prognosen des Weltklimarats IPCC sagen bis zum Ende des aktuellen Jahrhunderts einen Temperaturanstieg voraus, der im Vergleich zur durchschnittlichen Geschwindigkeit vergangener Klimaänderungen geradezu rasant erscheint. Die Reaktionen vieler biologischer Systeme sind bereits zu beobachten: Zugvögel kehren zeitiger aus ihren Winterquartieren zurück, Frösche und Kröten beginnen eher mit ihren Laichwanderungen, Blütenpflanzen knospen, sprießen, blühen früher. Andere Arten begeben sich dauerhaft auf den Weg in neue Gefilde: Sie verschieben ihre Verbreitungsgebiete, z.B. in Richtung höherer geographischer Breiten oder in höhergelegene Bergregionen.

          Ihr Lebensraum schwindet und damit ihr Bestand: Seit 2009 gibt es 40 Prozent weniger Rebhühner.

          Ob jedoch alle Arten dem rapiden Klimawandel erfolgreich werden trotzen können, ist fraglich. Um ebendies abzuschätzen, steht uns inzwischen eine Fülle klimatischer und biologischer Daten zur Verfügung, ebenso wie eine ganze Reihe verschiedener Methoden sowie immer größere Computerkapazitäten. Sogenannte Artverbreitungs- oder Nischenmodelle zum Beispiel berechnen mithilfe statistischer Algorithmen die Klimapräferenzen von Tieren oder Pflanzen anhand der Verknüpfung klimatischer Daten mit solchen zum Vorkommen der Arten. Mit Klimaprognosen für die Zukunft lässt sich so auch die zukünftige Entwicklung von Artverbreitungsgebieten in großer Zahl prognostizieren – selbst auf kontinentaler oder gar globaler Skala.

          So erfreulich der wissenschaftlich-technologische Fortschritt bei den Prognosekapazitäten jedoch ist, die Ergebnisse solcher Forschung liefern oftmals ein durchaus unerfreulicheres Bild. So zeigen z.B. unsere jüngsten Analysen, dass die Artenvielfalt gleich dreier großer Wirbeltiergruppen auf einem erheblichen Anteil der globalen Landfläche vom Klimawandel bedroht ist. Modellprognosen für etwa 20.000 Arten von Amphibien, Vögeln und Säugetieren zeichnen für weite Teile der Erde ein Bild mit potenziellen Verlusten zwischen 10 und 20 Prozent der lokalen Artenvielfalt. In manchen Bereichen Südamerikas, Neuguineas und des südlichen Afrika, allesamt sehr artenreiche Regionen, gehen womöglich bis zu einem Drittel der Wirbeltierarten lokal verloren.

          Ein Drittel der Arten muss weichen

          Globale Modellberechnungen wie diese geben zweifellos recht guten Aufschluss über die Trends des klimabedingten Biodiversitätswandels. Doch neuere Studien kommen vermehrt zu dem Schluss, dass es für genauere, regional spezifische oder auf einzelne Arten oder Lebensräume zugeschnittene Vorhersagen detaillierterer Daten bedarf. Insbesondere Informationen dazu, wie Lebewesen auf Klimaveränderungen reagieren, können modellbasierte Prognosen verbessern und so realistischer machen.

          Vereinfacht gesprochen stehen einer Art zwei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, auf den Klimawandel erfolgreich zu reagieren. Zum einen kann sie den klimatischen Veränderungen innerhalb ihres angestammten Verbreitungsgebietes trotzen, wenn die neuen Klimabedingungen sich im Rahmen ihrer klimatischen Präferenz bewegen oder sich diese Präferenz – quasi ihre klimatische Komfortzone - über evolutionäre Prozesse an die sich ändernden Bedingungen anpasst. Ist ebendies nicht erfolgreich, kann die Art über Ausbreitungsprozesse ihrem präferierten Klima folgen, wodurch sich ihr Verbreitungsgebiet verlagert. Gelingt der Art weder das eine noch das andere, droht ihr das Aussterben.

          Hitzelimits werden ermittelt

          Die Berücksichtigung der klimatischen Präferenz oder der Ausbreitungsfähigkeit liefert bisher vielversprechende Erkenntnisse. So verbessern experimentell gemessene Temperaturpräferenzen von Vögeln und Säugetieren beispielsweise unser Verständnis darüber, wie sich die globale Erwärmung in verschiedenen Teilen der Erde auswirken könnte. Während viele Vogelarten in tropischen Regionen z.B. bereits an ihrem Hitzelimit leben, sodass selbst ein relativ geringer Temperaturanstieg ihnen sehr zusetzen könnte, scheinen es in gemäßigten Breiten teils überraschend hohe Hitzetoleranzen zahlreichen Arten von Vögeln und Säugetieren zu ermöglichen, mit einigen Grad mehr auf der Temperaturskala klarzukommen. Ergänzt man in Artverbreitungsmodellen die tatsächlich gemessene Ausbreitungsfähigkeit einer Art, kann dies das Ergebnis zur prognostizierten Verschiebung des Verbreitungsgebiets ebenfalls ändern und zu überraschenden Ergebnissen führen. So zeigen manche Vogelarten, die aufgrund ihres Flugvermögens als höchst mobil gelten, erstaunliche geringe Ausbreitungstendenzen – sie verlassen offenbar nur ungern ihr Ursprungsareal. Dies hat zur Folge, dass manch optimistische Zukunftsprognose ins Gegenteil verkehrt wird, da die Arten den Klimaveränderungen nicht hinreichend zügig folgen können. Solch wertvolle empirische Informationen zu Physiologie oder Ausbreitungsverhalten, basierend auf aufwendiger Labor- oder Feldarbeit, existieren leider nur für einen kleinen Teil der Arten. Umso wichtiger ist die Zusammenarbeit verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen und die Integration möglichst vieler vorhandener Daten sowie verschiedener methodischer Ansätze.

          Alle noch so ausgefeilten Berechnungen der Folgen des Klimawandels für die Artenvielfalt sollten indes nicht den Faktor aus den Augen verlieren, der bisher für die weitaus größten Biodiversitätsverluste verantwortlich zeichnet: den ebenfalls menschengemachten Landnutzungswandel. Dieser schreitet schier ungebremst voran und mit ihm die Zerstörung, die Degradierung und die Fragmentierung natürlicher und naturnaher Lebensräume. Durch den Flächenbedarf für Siedlungen, Industrie und Energieanlagen, v.a. aber durch die immer intensiver werdende landwirtschaftliche Nutzung leben Tiere und Pflanzen heuet in einer vom Menschen vollkommen veränderten Welt. Und gerade die oben dargestellten Reaktionsmöglichkeiten der Arten werden in einer solchen von Ausbreitungsbarrieren und lebensfeindlichen Räumen durchzogenen Landschaft massiv eingeschränkt. Mit anderen Worten: selbst wenn das Anpassungs- und Ausbreitungspotential der Lebewesen ausreichte, im rapiden Klimawandel fortzubestehen, wird dies durch den Landnutzungswandel verhindert. Ohne diesen Kontext des vorhandenen Lebensraums bleibt also jede ökologische Klimafolgen-Analyse mindestens unvollständig, so lange ihr Anspruch über den eines theoretischen Modells hinausreicht.

          Bioenergie in Monokulturen sind keine Lösung

          Klar ist nichtsdestotrotz, auch aus der Biodiversitäts-Perspektive: Die Begrenzung des Klimawandels und damit eine massive Reduktion des Treibhausgasausstoßes durch die Verbrennung fossiler Energieträger gehört ganz oben auf die nationale wie internationale politische Agenda. Doch die Risiken des Ausbaus der verschiedenen alternativen Energieformen müssen gegen ihren Nutzen abgewogen werden. Neben der Sonnenenergie, Wind- und Wasserkraft kommt z.B. der Nutzung von Bioenergiepflanzen in den letzten Jahren immer größere Bedeutung als Energie-Alternative zu. Hierzu gehören in Europa u.a. Raps und Mais, in anderen Regionen der Erde insbesondere Ölpalmen, Zuckerrohr und Soja. Diese werden zu den Energieträgern Bioethanol, Biodiesel oder Biogas verarbeitet. Doch wenn für den Klimaschutz besonders stark auf Bioenergie gesetzt wird, ist der Schaden für die biologische Vielfalt größer als der erzielte Gewinn.

          Rapsfelder blühen in der Nähe von Bad Münster in Niedersachsen.

          Der Anbau von Bioenergiepflanzen verschlingt bereits heute immer größere Flächen, und zur Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs wird – je nach Prognose – bis zum Jahr 2050 von einem Anwachsen des Anbaus auf bis zu zwei Prozent der globalen Landfläche ausgegangen, was einem Areal von etwa drei Millionen Quadratkilometern (oder der Flächengröße Argentiniens) entspricht. In der Europäischen Union wird im gleichen Zeitraum ein Flächenpotential für Energiepflanzen von etwa 300.000 km² prognostiziert – äquivalent zur gesamten Fläche Italiens. Die Energiegewinnung aus Raps, Mais, Ölpalme & Co. ist wegen ihrer geringen Energieeffizienz im Vergleich mit anderen alternativen Energieträgern (Sonne, Wind, Wasser) sehr flächenintensiv. Um z.B. in Deutschland die gleiche Menge Strom zu produzieren, benötigt die Energiegewinnung aus Mais-Biogas mehr als die zehnfache Fläche einer Photovoltaik-Anlage. In den Tropen sieht das Verhältnis noch schlechter aus: in Brasilien etwa ist die Flächeneffizienz einer Photovoltaik-Anlage mehr als zwanzigmal so groß wie die Energiegewinnung aus Zuckerrohr-Bioethanol. Dieser Flächenverbrauch für den Energiepflanzenanbau hat massive Auswirkungen auf die Biodiversität.

          In Mitteleuropa wurden beispielsweise aufgrund hoher EU-Subventionen inzwischen selbst Flächen, die wegen mangelnder Wirtschaftlichkeit entweder brachlagen oder nur extensiv bewirtschaftet wurden (was der Artenvielfalt zugutekommt), wieder in die Nutzung genommen – für den Energiepflanzen-Anbau. Das verstärkt die ohnehin negativen Trends der Pflanzen und Tiere der Agrarlandschaft, wo die immer stärkere Intensivierung der Landwirtschaft seit Jahrzehnten ihre Spuren hinterlässt: mit dem Pflanzenartenreichtum und der Blütendichte gehen die Insektenbestände zurück, mit ihnen schwinden die Bestandszahlen der Vögel. Arten wie Rebhuhn oder Kiebitz, ja selbst „Allerweltsarten“ wie Feldlerche und Star befinden sich seit geraumer Zeit im freien Fall, mit den schonend genutzten Agrarflächen, die nun dem Anbau der Bioenergiepflanzen dienen, verlieren sie ihre oftmals letzten Lebensgrundlagen. Summiert man die Flächen, in denen der Artenreichtum der Wirbeltiere weltweit zukünftig voraussichtlich am meisten gefährdet ist, so kommt man, so das Ergebnis unserer jüngsten Studie, bei einem mittleren Klimawandel-Szenario von plus drei Grad bis zum Ende des Jahrhunderts zum gleichen Ergebnis wie bei einem Niedrig-Emissionsszenario (plus 1,5 bis zwei Grad): in beiden Szenarien wird die Biodiversität bis 2080 etwa auf 36 Prozent der globalen Landfläche stark gefährdet sein. Das liegt daran, dass im Niedrig-Emissionsszenario die für die Begrenzung der Temperaturerhöhung stattfindende Ausweitung des Energiepflanzenanbaus die positiven Effekte eines weniger stark ausfallenden Klimawandels zunichtemachen würde – der Teufel würde hier gewissermaßen mit dem Beelzebub ausgetrieben.

          Alternative Energieträge bleiben umstritten

          Freilich sind auch die anderen alternativen Energieträger für Arten und Ökosysteme nicht ohne Folgen. Die Konflikte zwischen Naturschutz und Windkraftanlagenbetreibern lassen kaum nach, genauso wenig wie das Anwachsen der Solarflächen über ehemals extensivem Grünland. Ja selbst die scheinbar so saubere Wasserkraft zerstört durch die Querverbauung der Fließgewässer den Lebensraum der Wanderfische und anderer Organismen.

          Doch Kompromisse sind möglich und nötig – mit einer wissenschaftlich geleiteten räumlichen Prioritätensetzung, bei der mal der Biodiversität, mal der Energiegewinnung der Vorrang gegeben wird. Fest steht: Wenn sich Naturschutz und Klimaschutz gegeneinander ausspielen lassen, haben beide verloren, was den kurzfristig orientierten ökonomischen Interessen derjenigen, die sich weder um das eine oder andere ernsthaft scheren, in die Hände spielt. Und es soll auch Lösungen geben, die nur Gewinner kennen – warum ziert nicht etwa eine Solaranlage jedes Dach in Deutschland und anderswo?

          Der Mensch hat Biosphäre wie Atmosphäre nachhaltig aus dem Gleichgewicht gebracht und beraubt sich damit seiner eigenen langfristigen Lebensgrundlage. In diesem Sinne sind die Herausforderungen radikal, denn sie gehen an die Wurzeln nicht zuletzt auch der menschlichen Existenz. Hieraus erwächst ein ebenso radikaler Handlungsbedarf, dessen Uhr für den Klimawandel noch auf ein paar Sekunden vor zwölf stehen mag (zumindest zur Verhinderung des Allerschlimmsten), während sie für die Biodiversität die Zwölf schon überschritten hat. Zu weit sind die planetarischen Belastungsgrenzen im Bereich der biologischen Vielfalt schon überschritten – davon zeugt die unwiederbringliche Ausrottung zahlreicher Arten oder die großflächige Vernichtung der wertvollsten Lebensräume, von den Korallenstöcken des Great Barrier Reefs über die tropischen Mangroven- und Regenwälder bis zu den europäischen Hochmooren.

          Neue finanzielle Ressourcen

          Lösungsansätze müssen ebenso radikal wie integrativ sein – in der Welt der Wissenschaft genauso wie in der politischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Praxis. Bei aller Notwendigkeit disziplinärer Tiefe bedarf es in der ökologischen Wissenschaft eines Höchstmaßes interdisziplinärer Zusammenarbeit: schon beim Verständnis organismischer Reaktionen auf sich ändernde Temperatur- oder Feuchtigkeitsverhältnisse stößt die Ökologie schnell an ihre Grenzen, wenn sie nicht bereit ist, die Brücke zur Physiologie, Biogeographie, Evolutions- und Verhaltensbiologie zu schlagen. Und je komplexer die Systeme werden, desto größer gestalten sich die Integrations- und Kooperationsbedarfe. Diese erfolgreich zu bedienen erfordert übrigens auch eine Durchforstung der überkommenen Anreizmechanismen, Förderwege und Organisationsstrukturen im deutschen Wissenschaftssystem, denn jedes Ausbrechen aus dem disziplinären Käfig wird nach wie vor eher bestraft als belohnt.

          Darüber hinaus braucht die Biodiversitätsforschung auch andere Dimensionen finanzieller Ressourcen, um die für viele Weltregionen und Lebensräume, für die verschiedensten Prozesse und Mechanismen, und auch zahlreiche Tier- und Pflanzengruppen klaffenden Wissenslücken zu schließen. Erscheinen für ein grundlegend besseres Verständnis unserer eigenen ökologischen Lebensgrundlagen nicht Budget-Größenordnungen wie solche für die europäischen Raumfahrt- oder Kernforschungsprogramme angemessen?

          Auf der indonesischen Insel Sumatra muss der Tropenwald lukrativen Ölpalmen weichen

          Auch dem politischen und gesellschaftlichen Diskurs kann man bescheinigen, dass das sektorale Klein-Klein die Debatte prägt, obgleich angesichts der gewaltigen Herausforderungen auch einmal Visionäres zum großen Ganzen gefordert wäre – auch und gerade auf Ebene der Verantwortungsträger in Politik und Gesellschaft. Als Beispiel mag die Landwirtschaftspolitik dienen: Hier greifen Debatten wie die um Dürre-Ausgleichszahlungen bei weitem zu kurz. Ein System, das so viel Schaden an Natur, Wasser, Klima, Boden, Tier und menschlicher Gesundheit anrichtet wie die industrielle Landwirtschaft, gehört in Gänze auf den Prüfstand – die Verhandlungen zur europäischen Agrarpolitik wären hierfür ein willkommenes Zeitfenster, das ungenutzt zu verstreichen scheint.

          Klimawandel und Biodiversitätsverlust stellen uns vor technische, soziale, politische, ja ethische Herausforderungen, die in der Menschheitsgeschichte ihresgleichen suchen. Nur mit integrativen Ansätzen, die die komplexen Beziehungen zwischen Atmosphäre und Biosphäre als Ganzes in den Blick nehmen, werden wir die wissenschaftlichen Erkenntnisse generieren, welche für die Entwicklung realistischer Zukunftsszenarien notwendig sind und aus denen sich relevante politische Handlungsoptionen ableiten lassen.

          Dass er in der Lage ist, die für die nachhaltige Störung der biologischen und klimatischen Systeme des Planeten nötige Energie aufzubringen, hat der Mensch eindrucksvoll bewiesen. Ob er auch die Kraft besitzt, die für die Kehrtwende zur Rettung des Planeten notwendigen Energien freizusetzen, wird sich zeigen.

          Der Artikel ist die Langfassung eines Beitrags, der in der Beilage „Natur und Wissenschaft“ in unserer Serie „Bedrohte Vielfalt“ erschienen ist. Er war zugleich Grundlage für einen Vortrag des Autors am Senckenbergmuseum.

          Der Autor

          Dr. Christian Hof leitet eine Juniorforschungsgruppe des Bayerischen Netzwerks für Klimaforschung „Bayklif“ an der Technischen Universität München. Seit 2015 ist er Mitglied der Jungen Akademie.

          Weitere Themen

          Topmeldungen

          Brexit-Treffen : Johnson blitzt bei Juncker ab

          Der britische Premierminister Johnson hatte Zuversicht verbreitet, doch seine Gespräche mit Kommissionschef Juncker blieben ohne konkretes Ergebnis. Das erste Treffen zwischen den beiden Politikern findet ein kurioses Ende.
          Samstagabend in Lampedusa: 82 Gerettete wurden an Land gebracht

          Italien und die Seenotrettung : Vorübergehend berechenbar

          Die neue Regierung in Italien dreht im Streit über private Seenotretter bei. Doch das Grundproblem des Dubliner Übereinkommens bleibt bestehen. Regierungschef Conte verlangt Reformen.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.