Ausgewählte Ökosysteme – Warm-up

Der starke Anstieg der Erdbevölkerung in den letzten zweihundert Jahren stellt uns vor große Herausforderungen. Die vielen Menschen auf der Erde brauchen Nahrung, sauberes Trinkwasser, Wohnraum, Energie, saubere Luft und andere Dinge des täglichen Bedarfs wie Kleidung. Dafür werden Boden, Wasser, Pflanzen und Tiere benötigt. Diese nennt man natürliche Ressourcen. Manche Ressourcen, wie Boden oder Wasser, sind erneuerbar, wenn weniger von ihnen verbraucht wird, als neu entstehen kann. Andere Ressourcen, wie Bodenschätze oder fossile Energieträger (Kohle, Erdöl), sind nicht erneuerbar und werden irgendwann aufgebraucht sein. Sonnenlicht steht unbegrenzt zur Verfügung. Ein verantwortungsvoller Umgang mit natürlichen Ressourcen nennt man nachhaltig.

Luftverschmutzung

Durch Rohstoffgewinnung, Energieumwandlung, industrielle und landwirtschaftliche Produktion sowie Verkehr entstehen Schadstoffe wie Feinstaub, Schwefeldioxid, Stickstoffoxide, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe. Diese Schadstoffe schaden der menschlichen Gesundheit und der Umwelt. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass weltweit rund zwei Millionen Menschen pro Jahr an durch Luftverschmutzung verursachten Krankheiten sterben.

Abfälle

In Industrieländern entstehen große Mengen an Abfall. In Deutschland fallen pro Person etwa 170 Kilogramm Hausmüll pro Jahr an, in den USA fast 700 Kilogramm. In weniger entwickelten Ländern sind es nur 20 bis 50 Kilogramm pro Jahr. Manche Abfälle, wie Papier oder organische Reste, können zersetzt werden. Andere, wie Kunststoffe, Metall oder Glas, sind praktisch unzersetzbar. Metalle, Glas und Papier können recycelt werden. Organische Abfälle können zu Kompost verarbeitet werden. Kunststoffe sind schwer zu recyceln. Abfälle werden oft auf Mülldeponien gelagert oder in Müllheizkraftwerken verbrannt. Mülldeponien müssen gesichert werden, damit keine Schadstoffe in die Umwelt gelangen. Müllheizkraftwerke haben Filter, um die Luftverschmutzung zu verringern. Trotzdem gelangen viele Abfälle und Schadstoffe unkontrolliert in die Umwelt.

Landschaftsveränderung

In dicht besiedelten Ländern wie Deutschland werden große Flächen für Siedlungen, Verkehrswege und Landwirtschaft benötigt. Wenn unbebaute Flächen in Siedlungs- oder Verkehrsflächen umgewandelt werden, spricht man von Versiegelung. In Deutschland werden täglich rund 100 Hektar versiegelt. Dies führt zu einer Veränderung des Lokalklimas und zerstört den Boden. Niederschläge fließen schnell ab und erhöhen die Überschwemmungsgefahr. Versiegelung vernichtet auch Lebensräume von Tieren und Pflanzen. Die Intensivierung der Landwirtschaft trägt ebenfalls zum Lebensraumverlust bei. Riesige Äcker oder Weiden bieten wenig Lebensraum für Insekten oder Vögel. Der Einsatz von Schädlingsbekämpfungsmitteln und Kunstdüngern verstärkt diese negativen Auswirkungen.

Belastung der Böden

Der Boden ist die wichtigste Grundlage für die Nahrungsmittelproduktion. Intensive Landwirtschaft kann den Boden verdichten, was das Bodenleben und die Fruchtbarkeit beeinträchtigt. Offene Ackerböden können durch Regen oder Wind erodiert werden, was die Bodenfruchtbarkeit verringert. Die Regenerierung eines erodierten Bodens dauert sehr lange.

Wissenschaftler kennen heute etwa 1,5 Millionen verschiedene Arten von Bakterien, Pilzen, Pflanzen und Tieren. Viele Arten sind noch nicht entdeckt worden, sodass man von mindestens drei Millionen Arten auf der Erde ausgeht. Manche Forscher schätzen sogar eine zweistellige Millionenanzahl an Arten. Allein der Anteil an Insektenarten könnte bis zu acht Millionen betragen. Auch bei den Pilzen ist vermutlich nur ein kleiner Teil der Arten bekannt.

Biodiversität

Biodiversität bezeichnet die Vielfalt des Lebens. Sie umfasst nicht nur die Artenvielfalt, sondern auch die Vielfalt der Erbinformation, der Gemeinschaften von Lebewesen und der Lebensräume. Biodiversität ist also die Vielfalt des Lebens auf allen Ebenen.

Nutzen der Biodiversität

Viele Lebewesen haben einen direkt messbaren Nutzen für den Menschen, zum Beispiel als Nahrungsressource. Auch Rohstoffe für Kleidung und andere Güter wie Öle, Fette, Farbstoffe oder Harze stammen von Lebewesen. Neben diesem direkten Nutzen hat eine große Artenvielfalt auch einen indirekten Nutzen. Insekten tragen als Bestäuber zur Ernährung des Menschen bei und helfen als Schädlingsbekämpfer, die Ernten zu sichern. Arzneistoffe aus der Natur helfen gegen Krankheiten, und ungefähr 40 Prozent aller Arzneimittel enthalten wirksame Inhaltsstoffe natürlichen Ursprungs. Einige industrielle Anwendungen basieren auf Vorbildern aus der Natur, wie der Lotuseffekt oder die Außenhülle moderner Flugzeuge und Schiffe, die nach dem Vorbild der Haihaut konstruiert wurden. Artenvielfalt und intakte Natur haben auch einen hohen Erholungs- und Freizeitwert für den Menschen und bieten Schutz vor Naturereignissen wie Überschwemmungen und Lawinen. Nahrungsnetze und ökologische Beziehungen sind bei hoher Artenvielfalt dicht und führen zu Stabilität. Bei geringer Vielfalt kann das Aussterben einer Art die übrigen Arten einer Lebensgemeinschaft stark beeinträchtigen. Auch ethische Gründe sprechen für den Erhalt der Biodiversität.

Bedrohung der Biodiversität

Die globale Vielfalt wird durch menschliche Aktivitäten beeinflusst. Wenn pflanzliche oder tierische Populationen so stark genutzt werden, dass sie sich nicht mehr erholen können und im Extremfall aussterben, spricht man von Übernutzung. Ein Beispiel ist die Überfischung der Meere. Durch Überbauung, Abholzung, intensive Agrarnutzung oder Verschmutzung werden Lebensräume zerstört, wie im tropischen Regenwald. Seit dem Jahr 2000 gingen der Erde rund 150.000 Quadratkilometer Wald pro Jahr verloren, was knapp der Hälfte der Fläche Deutschlands entspricht. Populationen von Lebewesen können durch Zerstörung ihres Lebensraums verkleinert oder vereinzelt werden, was das Aussterberisiko erhöht. Auch vom Menschen eingeführte Arten verdrängen häufig einheimische Arten aus ihren Lebensräumen. Die Klimaveränderung trägt ebenfalls zur Bedrohung der Artenvielfalt bei. Lebewesen, die Klimaveränderungen nicht ausweichen können, sind besonders stark bedroht, wie Pflanzen und Korallen. Diese Faktoren werden durch die wachsende Erdbevölkerung und ihre Bedürfnisse verstärkt.

Vielfalt der Ökosysteme

Neben der Vielfalt der Lebewesen ist auch die Vielfalt der Lebensräume groß. Die Erde kann in charakteristische Bereiche, die Ökozonen, eingeteilt werden. Jede Ökozone hat eine typische Vegetationsform. In den mittleren Breiten herrscht der sommergrüne Laubwald vor, während in den immerfeuchten Tropen der immergrüne tropische Regenwald wächst. Die polaren Zonen und die boreale Zone nehmen knapp ein Drittel der Landoberfläche der Erde ein, die mittleren Breiten ungefähr 10 Prozent. Die Wüsten der Subtropen und Tropen bedecken knapp 21 Prozent der Landfläche und die sommer- und immerfeuchten Tropen ungefähr ein Viertel. Vor allem in den immerfeuchten Tropen ist die Artenvielfalt besonders hoch, etwa 70 Prozent aller bekannten Arten kommen nur hier vor.

Bedrohung der Ökosysteme

Lebensräume werden durch ähnliche Faktoren bedroht wie einzelne Arten. Übernutzung und Klimaveränderung sind dabei entscheidend. Besonders stark durch Übernutzung bedrohte Lebensräume sind der tropische und subtropische Regenwald oder der mediterrane Hartlaubwald. Auch die Meere sind von Übernutzung und Verschmutzung betroffen. Die tropischen Korallenriffe werden vor allem durch die Klimaveränderung bedroht. Auwälder und Feuchtgebiete in Europa werden durch Flächenverbrauch für Landwirtschaft, Verkehr und Siedlungen gefährdet.