Die große Arteninventur – Für besseren Artenschutz sind jede Menge Daten notwendig – und gute mathematische Modelle

Stieglitz
Dr. Jette Reeg und Prof. Damaris Zurell
Photo : Lars Erik Janner
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Photo : Thomas Roese
Dr. Jette Reeg und Prof. Damaris Zurell

Die Aufnahmegeräte im Park Sanssouci hingen gut versteckt in Bäumen und im Gebüsch. In den vergangenen Wochen und Monaten, während des Brutgeschäfts von Mitte März bis Anfang Juni, haben sie an 30 verschiedenen Standorten Vogelstimmen eingefangen. In der Zukunft sollen Wildkameras zusätzlich Bilder von den wilden Bewohnern des Parks beisteuern. Die Ökologin Dr. Jette Reeg hat die Geräte nun eingesammelt und wird die Aufzeichnungen auswerten und analysieren – auch mithilfe von künstlicher Intelligenz.

„Hier im Park leben etwa 40 bis 50 Vogelarten“, erklärt die Initiatorin der Messungen Prof. Dr. Damaris Zurell, Leiterin der Arbeitsgruppe Ökologie/Makroökologie. Die Aufnahmen sollen zeigen, wo genau die verschiedenen Arten vorkommen. Einige bevorzugen dichte Vegetation, brüten auf der Wiese oder bodennah im Gebüsch, andere bauen ihre Nester hoch oben in den Wipfeln. „Den Turmfalken finden wir eher in offenem Gelände, denn hier kann er erfolgreich jagen“, erklärt die Geoökologin. „Wir wollen verstehen, wie die verschiedenen Arten auf Umweltfaktoren reagieren, wie sie in neue Lebensräume einwandern oder aus angestammten verschwinden.“ Letztlich geht es auch um die Frage, was für das Überleben der einzelnen Arten notwendig ist.

Die Aufnahmen sind der Auftakt für langfristige Messungen, die Damaris Zurell mit ihrem Forschungsteam im Park Sanssouci durchführt. Und auch für die ökologische Forschungsstation Gülpe hat sie Pläne und Wünsche: „Wir haben die Idee, die Station mit einem Sensornetzwerk – einer ‚Wetterstation für die Artenvielfalt‘ – auszustatten“, sagt Zurell, die dabei auf Unterstützung von weiteren Arbeitsgruppen vor Ort hofft. Neben Vögeln sollen Insekten, Fledermäuse und Kleinsäuger mit Tonaufnahmen und Fotofallen beobachtet werden. Erst ein Langzeitmonitoring über mehrere Jahre und Jahrzehnte hinweg kann zeigen, ob sich die Lebensgemeinschaften verändern und wo die Ursachen dafür liegen.

Die Vogelstimmen liefern nun die ersten Daten, mit denen das Zusammenspiel von Arten und Umwelt mithilfe von mathematischen Modellen untersucht wird. „Zuerst filtern wir tiefe Frequenzen wie Autolärm und andere Hintergrundgeräusche heraus“, beschreibt Jette Reeg das Prozedere. Die Modelliererin und Programmiererin wertet die Aufnahmen anschließend mit zwei Programmen aus, die vom Museum für Naturkunde Berlin und der Cornell University in den USA entwickelt wurden und auf selbstlernenden Algorithmen beruhen. Beide Apps sind darauf trainiert, aus den verschiedenen Vogelstimmen die richtigen Arten zu erkennen. Ihre Leistungen werden mit Trainingsdaten weiter optimiert. Die Artenlisten werden zusammen mit Informationen zu verschiedenen Umweltfaktoren – etwa Vegetationsdichte und -struktur, Klima oder Landnutzung – in Computermodelle eingespeist.

Wie schnell besiedeln Arten neue Lebensräume? Wann kann sich eine Art etablieren und überlebensfähige Populationen bilden? Warum verändern sich Lebensgemeinschaften und wieso profitieren einige Arten, während andere aussterben? All diese Fragen können mithilfe der Modelle untersucht werden. Auch Vorhersagen für die Zukunft – etwa wie gut sich ein Wolfsrudel in einem bestimmten Gebiet vermehren kann – sind möglich. Damaris Zurell wünscht sich dafür eine noch bessere globale Vernetzung in der Wissenschaft, um Daten leichter untereinander austauschen und analysieren zu können, denn das Artensterben ist ein globales Problem, das „gemeinsam bearbeitet“ werden muss.

„Wir sind mitten in einer Biodiversitätskrise“, sagt die Forscherin. Die Arten verschwinden in beängstigender Geschwindigkeit. Nach Angaben des Weltbiodiversitätsrats wird in den kommenden Jahrzehnten etwa eine Million der geschätzten acht Millionen Tier- und Pflanzenarten verschwinden, 100 bis 150 sind es pro Tag. Bereits fünf Mal erlebte die Erde sogenannte Massenaussterben – ausgelöst durch Extremereignisse wie Meteoriteneinschläge, massive Vulkaneruptionen oder klimatische Veränderungen. Das derzeitige sechste große Massenaussterben ist jedoch menschengemacht und wird angetrieben durch Lebensraumverlust, Umweltverschmutzung, Klimawandel, invasive Arten und Übernutzung. In Brandenburg zeigt sich das etwa bei Wiesenbrütern wie dem Kiebitz, dessen Bestand in den vergangenen 30 Jahren durch eine veränderte landwirtschaftliche Nutzung um zwei Drittel geschrumpft ist. Und auch bei den Insekten fressenden Vögeln wie Meisen oder Zaunkönig, die vielerorts nicht mehr genug Nahrung für ihren Nachwuchs finden, geht der Bestand zurück.

Um das Artensterben zu stoppen, reiche es nicht aus, einzelne Arten unter Schutz zu stellen, betont Damaris Zurell. „Viele Gebiete müssen in einen natürlichen Zustand zurückgeführt, Arten neu angesiedelt werden“, erklärt sie. Das ist auch das große Ziel der Vereinten Nationen, die 2021 die Dekade der Wiederherstellung von Ökosystemen ausgerufen haben. Bis 2030 sollen weltweit möglichst viele degradierte Ökosysteme renaturiert und Lebensräume wiederhergestellt werden – zum Schutz der biologischen Vielfalt und der menschlichen Lebensgrundlagen. Wie diese Renaturierung am erfolgversprechendsten vonstattengehen kann, auch das ist Gegenstand der Forschung und ökologischen Modellierung.

 

Dieser Text erschien im Universitätsmagazin Portal - Zwei 2022 „Artensterben“ (PDF).