Eine umfangreiche internationale Studie hat gezeigt, dass die Transformation von Landschaften – bedingt durch die Ausweitung der Landwirtschaft, Urbanisierung und industrielle Entwicklung – die Fähigkeit von Ökosystemen, auf Umweltveränderungen zu reagieren und sich zu regenerieren, erheblich beeinträchtigt.

In der in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Arbeit, die von einem Team der Universität Cambridge in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London geleitet wurde, wurden Daten von 3.696 Vogelarten aus 1.281 weltweit verteilten Standorten analysiert, die von tropischen Wäldern bis zu polaren Regionen reichen.

Das Konzept der funktionalen Redundanz bezieht sich auf das Vorhandensein mehrerer Arten, die innerhalb eines Ökosystems ähnliche Rollen ausüben. Diese Überschneidung fungiert als eine Art Versicherung: Wenn eine Spezies verschwindet, können andere ihre Funktionen übernehmen, was dazu beiträgt, die Stabilität und Erholung des natürlichen Systems aufrechtzuerhalten.

Funktionale Redundanz und ökologische Resilienz

Laut der Forschung spielt die funktionale Redundanz eine entscheidende Rolle für die ökologische Resilienz, da sie es Ökosystemen ermöglicht, den Verlust von Arten zu verkraften, ohne dass es sofort zu einem Rückgang der erbrachten Dienste kommt.

Die Studie zeigt, dass in natürlichen Bedingungen Funktionen wie Bestäubung, Samenverbreitung und Schädlingskontrolle von verschiedenen Arten ausgeübt werden. Allerdings führt das menschliche Eingreifen in die Lebensräume oft dazu, dass spezialisierte Arten verschwinden, während mehrere generalistische Arten, die gegenüber Störungen resistent sind, begünstigt werden.

Diese Übergangsphase verringert die funktionale Vielfalt und insbesondere die Redundanz, was die Ökosysteme anfälliger für potenzielle Umweltkrisen macht. Durch Simulationen von Aussterbeereignissen analysierte das Forschungsteam, wie Umweltveränderungen die Fähigkeit von Vogelgemeinschaften beeinflussen, neuen Verlusten an biologischer Vielfalt zu begegnen.

Ergebnisse der Studie

Die Ergebnisse zeigen, dass, auch wenn der Reichtum und die funktionale Vielfalt in einigen Fällen nach einer Landnutzungsänderung nicht signifikant zu variieren scheinen, die Abnahme der funktionalen Redundanz impliziert, dass viele ökologische Funktionen nicht ausreichend abgesichert sind.

Thomas Weeks, der Hauptautor des Imperial College London, erklärte: „Unsere Analysen stellen die Vorstellung in Frage, dass degradierte Ökosysteme weiterhin gleichwertig funktionieren, da sie zeigen, dass der Mensch alle Spielräume des Systems beseitigt und die Ökosysteme somit anfällig für zukünftige Umweltkrisen macht.“

Die Studie hat festgestellt, dass in stark veränderten Landschaften, wie landwirtschaftlichen oder urbanen Gebieten, die funktionale Redundanz signifikant abnimmt. Dies führt dazu, dass der Verlust ökologischer Funktionen beschleunigt wird, falls weitere Aussterbeereignisse eintreten.

Negative Auswirkungen des Landnutzungswandels

Die detaillierte Analyse offenbarte, dass die negativen Auswirkungen des Landnutzungswandels nicht gleichmäßig auf die unterschiedlichen Lebensräume und Vogelgruppen verteilt sind. Es wurde beobachtet, dass bestimmte Gruppen, wie generalistische und granivore Vogelarten, ihre Redundanz und funktionale Vielfalt in transformierten Umgebungen erhalten oder sogar erhöhen.

Im Gegensatz dazu zeigen frugivore und insectivore Arten – die für die Samenverbreitung und die Kontrolle von Schädlingen unerlässlich sind – erhebliche Rückgänge in beiden Indikatoren. Diese Spezialisierung macht sie besonders anfällig für Veränderungen im Lebensraum, die durch menschliche Aktivitäten hervorgerufen werden.

Einfluss auf die ökologischen Prozesse

Die Vereinfachung biologischer Gemeinschaften hat direkte Auswirkungen auf die ökologischen Prozesse, die das Leben und die ökosystemaren Dienstleistungen stützen. Zu den identifizierten Konsequenzen gehören die Verringerung der Waldregeneration, eine geringere Kohlenstoffspeicherung und die Zunahme landwirtschaftlicher Schädlinge.

Folglich beschränkt das Verschwinden spezialisierter Arten und die Homogenisierung von Vogelsystemen die Fähigkeit der Ökosysteme, sich zu regenerieren und grundlegende Dienstleistungen aufrechtzuerhalten, selbst wenn die Gesamtzahl der Arten stabil bleibt.

Schlussfolgerung über die funktionale Redundanz

Die Abnahme der funktionalen Redundanz hat direkte Auswirkungen auf wichtige ökologische Dienstleistungen. Die Universität Cambridge warnt, dass mit weniger Arten, die ähnliche Funktionen erfüllen, die natürlichen Systeme ohne Unterstützung gegenüber neuen Störungen dastehen, was die Bestäubung, die Samenverbreitung, die Pestkontrolle und die Kohlenstoffspeicherung gefährdet.

Der Professor David Edwards, Mitautor der Studie, betonte: „Verschiedene Vogelarten spielen eine grundlegende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Ökosysteme, von denen wir abhängen; jedoch 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 Verwundbarkeit von Vogelsystemen basiert. Diese Methode hilft dabei, Risiken im Zusammenhang mit dem Verlust von ökologischen Funktionen zu identifizieren und die Naturschutzpolitiken auf die Wiederherstellung funktionaler Vielfalt zu konzentrieren, nicht nur auf den Erhalt der Artenzahl.

Joseph Tobias, ein Mitautor des Imperial College London, hob die Dringlichkeit hervor, die funktionale Vielfalt zu bewirtschaften und zu erhalten, um wesentliche Dienstleistungen für das menschliche Leben und die wirtschaftliche Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Das Team schlägt vor, die Erhaltung halbnatürlicher Lebensräume und die Wiederherstellung von Sekundärvegetation zu priorisieren, da diese in der Lage sind, vergleichbare Niveaus funktionaler Redundanz wie primäre Ökosysteme aufrechtzuerhalten.

Dieser Ansatz erfordert die Berücksichtigung der ökologischen Qualität der Lebensräume und deren Funktionsniveaus, über die konventionellen Maße der Artenvielfalt hinaus. Zudem warnt die Studie, dass das beschleunigte Tempo des Landnutzungswandels im globalen Maßstab die Naturschutzstrategien neu überdenken lässt. Es reicht nicht aus, das Aussterben von Arten zu verhindern; es ist unerlässlich, die Vielfalt ökologischer Funktionen und die Unterstützung, die biologische Gemeinschaften bieten, sicherzustellen.

Die Erhaltung der funktionalen Redundanz wird als ein wesentliches Element betrachtet, um die ökologische Stabilität und die Nachhaltigkeit des Lebens und der Wirtschaft in der Zukunft zu gewährleisten, da ein System mit funktionaler Unterstützung besser auf Krisen reagiert und seine Produktivität und Erholungsfähigkeit gegenüber Umweltherausforderungen aufrechterhält.

Die Autoren schließen, dass die Gewährleistung von resilienten Ökosystemen umfassende Politiken und Maßnahmen zur ökologischen Wiederherstellung erfordert, die es ermöglichen, nicht nur die Anzahl, sondern auch die Vielfalt und Robustheit der ökologischen Funktionen aufrechtzuerhalten. Ein aktives Management der Struktur und der Zusammensetzung von Gemeinschaften ist entscheidend, damit Ökosysteme weiterhin grundlegende Dienstleistungen für die Gesellschaft erbringen können, wie Nahrungsmittelproduktion, Klimaregulierung und Schutz vor extremen Ereignissen.