Artenvielfalt

Begriff und Bedeutung

Artenvielfalt oder Artendiversität bezeichnet die Anzahl biologischer Arten in einem bestimmten Lebensraum, etwa einem Biotop, Biom oder einer Ökoregion, oder in einem räumlich begrenzten Gebiet wie einem Gebirge, Land oder einer Rasterzelle. Sie kann getrennt für Flora und Fauna sowie für Gruppen wie Pflanzen, Insekten, Fische, Amphibien, Vögel oder Säugetiere betrachtet werden. Ein Beispiel großer Artenvielfalt sind Wolkenwälder der Anden: Auf einem Baumexemplar können bis zu 80 Epiphytenarten vorkommen. Epiphyten sind Pflanzen, die auf anderen Pflanzen wachsen, ohne ihnen Nährstoffe zu entziehen.

Die Artenvielfalt ist ein zentraler Bestandteil der Biodiversität, also der biologischen Vielfalt. Biodiversität umfasst außerdem die genetische Vielfalt innerhalb von Arten und die Vielfalt der Ökosysteme. Artenvielfalt wird oft gleichbedeutend mit Biodiversität verwendet, ist aber genauer deren anschaulichster und wichtigster Teil.

Beschriebene und geschätzte Artenzahlen

Für die Erde wurden 1995 im Global Biodiversity Assessment rund 1,75 Millionen beschriebene Arten angegeben; 2006 rechnete man mit über 2 Millionen. Die genaue Zahl bleibt unsicher. Arten können mehrfach unter verschiedenen Namen beschrieben worden sein; diese Synonyme werden erst später erkannt. Außerdem können molekulargenetische Untersuchungen scheinbar einheitliche Gruppen in mehrere kryptische Arten aufteilen. Kryptische Arten sind genetisch unterscheidbar, aber äußerlich sehr ähnlich oder gleich.

Taxonomen unterscheiden deshalb nominelle Arten, also die Zahl der vergebenen Namen, von validen Arten, also den nach fachlicher Prüfung akzeptierten realen Einheiten. Bei Fischen waren 2009 mehr als 50.000 nominelle Arten beschrieben, aber gut 31.000 als valide Arten anerkannt. Seit etwa 1970 neu beschriebene Arten erwiesen sich nur selten als Synonyme.

Beschrieben waren unter anderem rund 260.000 Gefäßpflanzenarten, möglicherweise auch 400.000 nach Govaerts 2001, etwa 50.000 Wirbeltierarten und ungefähr 1 Million Insektenarten. Etwa 51 % aller beschriebenen Arten sind Insekten, etwa 14 % Gefäßpflanzen. Aus den Meeren sind je nach Schätzung zwischen 230.000 und 330.000 Arten bekannt. Von rund zwei Millionen beschriebenen Arten leben etwa 78 % an Land, 17 % im Wasser und ungefähr 5 % als Parasiten oder Symbionten in anderen Organismen.

Die Gesamtzahl tatsächlich existierender Arten wurde sehr unterschiedlich geschätzt: zwischen 3,6 Millionen und 112 Millionen. Heute werden eher rund 5 bis vielleicht 20 Millionen Arten angenommen. Nigel Stork nannte 5 bis 15 Millionen, Robert May mit Vorbehalten bis zu 20 Millionen. Eine Studie von 2011 schätzte 8,7 Millionen Organismenarten, davon 6,5 Millionen an Land und 2,2 Millionen in den Ozeanen.

Die Schätzungen sind stark umstritten und hängen besonders von zu wenig erforschten tropischen Regenwäldern sowie vom jeweiligen Artkonzept ab. Terry L. Erwin rechnete 1982 aus Käferarten auf der tropischen Baumart Luehea seemannii auf 30 Millionen Arthropodenarten hoch; Kritiker kamen mit demselben Ansatz nur auf 5 bis 7 Millionen Arten. Hawksworth und Lücking schätzten 2017 2,2 bis 3,8 Millionen Pilzarten, während nur etwa 120.000 Pilzarten beschrieben waren. Pro Jahr werden rund 12.000 bis 25.000 Arten neu beschrieben, im langjährigen Durchschnitt knapp über 13.000.

Besonders schwierig ist die Einteilung von Prokaryonten, also Bakterien und Archaebakterien. Nur 4.500 Prokaryontenarten waren beschrieben. Da sich weniger als 1 % der in natürlichen Proben genetisch festgestellten Bakterienarten auf üblichen Nährmedien kultivieren ließ, sind Schätzungen besonders unsicher. Dykhuizen kam 2005 mit einer genetischen Artdefinition auf eine Milliarde Bakterienarten; diese Zahl wird eher als Ausdruck großen Nichtwissens verstanden.

Artenvielfalt in Deutschland und der Schweiz

In Deutschland waren 2007 4.105 höhere Pflanzenarten, also Gefäßpflanzen, bekannt. Für vielzellige Tiere wurden 2004 insgesamt 44.787 Arten dokumentiert; darunter waren 38.370 Arthropodenarten und 33.305 Insektenarten. Nur 706 Wirbeltierarten sind aus Deutschland belegt. Obwohl Flora und Fauna Deutschlands im internationalen Vergleich gut bekannt sind, werden weiterhin Arten neu gefunden oder beschrieben.

Die Artenvielfalt nimmt besonders in intensiv landwirtschaftlich genutzten Regionen wie Nordwestdeutschland ab. Sichtbar wird dies bei Feldvögeln wie Rebhuhn, Feldlerche und Grauammer. Auf einer ökologisch bewirtschafteten landwirtschaftlichen Fläche fanden Forschende 2020 die 2,6-fache Biomasse gegenüber einer konventionell bewirtschafteten Fläche.

Für die Schweiz wurde die Gesamtzahl der Arten 2011 auf etwa 60.000 geschätzt. Auf dem Gelände des Zoos Basel wurden über 3.100 direkt bestimmbare Arten gefunden; einschließlich nicht direkt bestimmbarer Arten wurden dort 5.500 Arten geschätzt. Trotz Schutzbemühungen nimmt die Artenvielfalt in der Schweiz ab, weil die Maßnahmen mit den anhaltenden oder zunehmenden Bedrohungen nicht Schritt halten konnten.

Bedrohung, Ursachen und ökologische Zusammenhänge

Nach Angaben der IUCN galten 2007 rund 12 % der Vogelarten, 20 % der Säugetierarten, 29 % der Amphibienarten und 33 % der Nacktsamer als bedroht. Diese Zahlen lassen sich nicht auf alle Organismengruppen übertragen, weil von vielen Gruppen zu wenige Arten untersucht wurden. Von rund 1 Million beschriebenen Insektenarten waren beispielsweise nur 1.255 überprüft worden.

Der Living Planet Index des WWF stellte 2014 für den Zeitraum 1970 bis 2010 einen Rückgang der Artenvielfalt um 52 % fest. In Lateinamerika lag der durchschnittliche Verlust bei 83 %. Populationen von Landarten gingen um 39 %, von Süßwasserarten um 76 % und von Meeresarten um 39 % zurück. Das gegenwärtige Artensterben wird mit früheren Massenaussterben verglichen. In den vergangenen 600 Millionen Jahren werden traditionell fünf große Artensterben unterschieden. Ein direkter Vergleich ist jedoch schwierig, weil Fossilien kein vollständiges Abbild früherer Artenvielfalt liefern. Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass das heutige Aussterben durch menschliche Aktivitäten sowie Raum- und Ressourcenansprüche verursacht wird.

Als wichtige Ursachen gelten:

• Zerstörung und Verkleinerung natürlicher Lebensräume, etwa durch Waldrodung. Der Artenreichtum hängt mit der Fläche eines Lebensraums zusammen; Arten-Areal-Kurven beschreiben diesen Zusammenhang.
• Übernutzung durch Überfischung, Überweidung, unkontrolliertes Jagen oder Sammeln.
• Verschmutzung: Der weltweite Pestizidverbrauch hatte sich über vier Jahrzehnte auf 2,5 Millionen Tonnen jährlich verdreifacht; 50.000 verschiedene Chemikalien waren im Einsatz.
• Menschengemachte Klimaveränderung. Das hohe Tempo kann die Anpassung von Arten überfordern; außerdem fehlen erreichbare Rückzugsräume, wenn Lebensräume zerstört oder durch Verkehrswege und andere Nutzungen zerschnitten sind.
• Invasive Arten, also eingeschleppte Arten, die einheimische verdrängen. Besonders stark betroffen sind Inselökosysteme. Lokal kann die Artenzahl durch Neobiota steigen, weltweit führen die Vermischungen jedoch zur Homogenisierung und Verarmung.
• Eingeschleppte Krankheitserreger. Die Chytridiomykose wird als mögliche Ursache für das Aussterben zahlreicher Amphibienarten diskutiert.

Eine höhere Artenzahl bedeutet nicht automatisch dieselbe Form von Stabilität. Persistenz bedeutet geringe Veränderungen über lange Zeit, Resilienz die Rückkehr in den Ausgangszustand nach einer Störung und Resistenz geringe Veränderung trotz Störung. Höhere Artenzahl erhöht wahrscheinlich die zeitliche Stabilität, während der Zusammenhang mit Resilienz umstritten ist. Störungen wie Brände, Stürme oder Überschwemmungen können Artenvielfalt erhöhen oder verringern. Nach dem dynamischen Gleichgewichtsmodell steigt sie in hochproduktiven Ökosystemen mit Störungen, sinkt in wenig produktiven Systemen und bleibt in höchstproduktiven, etwa überdüngten Seen, selbst bei hohem Störungsniveau gering.

Schutzmaßnahmen und internationale Initiativen

Einzelne Arten konnten durch Zoos und Wiederaufzuchtprogramme erhalten werden, darunter europäischer Wisent, Davidshirsch, Przewalski-Pferd und seit 2003 der Baumhummer. Schutz außerhalb natürlicher Lebensräume, etwa in Zoos, Botanischen Gärten oder Samenbanken, reicht jedoch nicht für alle Arten aus: Viele Tiere pflanzen sich in Gefangenschaft nicht fort, und Wiederansiedlungen sind aufwendig.

Als wirksam gelten Schutzgebiete wie Naturschutzgebiete, besonders wenn alle Interessengruppen einbezogen werden. Die Gap-Analyse hilft dabei, Lücken in bestehenden Schutzgebietsnetzen zu erkennen. Die Global Environment Facility unterstützt Naturschutz und nachhaltige Ressourcennutzung in ärmeren Ländern. Das Forest Stewardship Council legt Kriterien für umweltverträgliche Waldnutzung fest; nach diesen waren 150.000 km² Wald in fast 30 Ländern ausgewiesen.

Seit 1973 regelt CITES den internationalen Handel mit gefährdeten frei lebenden Tier- und Pflanzenarten sowie ihren Produkten. 2010 wurde das Handelsverbot für Elfenbein verlängert, während unter anderem kein Handelsverbot für Blauflossen-Thunfische, Eisbärfelle sowie bestimmte Haiarten beschlossen wurde. Die EU verschob 2010 ihr Ziel, das Aussterben von Tier- und Pflanzenarten in Europa zu beenden, auf 2020.

Die UN erklärte 2010 zum Internationalen Jahr der Biodiversität. Die UN-Dekade Biologische Vielfalt 2011–2020 rief Staaten zu zusätzlichen Maßnahmen für die Ziele der Biodiversitätskonvention auf. Der Internationale Tag der biologischen Vielfalt wird seit 2001 am 22. Mai begangen. 2020 lautete das internationale Motto „Our solutions are in nature“; im deutschsprachigen Raum „Unsere Artenvielfalt, unsere Ernährung, unsere Gesundheit“.