01.03.2019 31.03.2022
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BioTip - Die Grenzen der Widerstandskraft von Ökosystemen erforschen

Viele biologische und gesellschaftliche Systeme weisen eine komplexe Dynamik auf, die durch Wechselwirkungen, Rückkopplungen sowie zeitlich verzögerte Effekte charakterisiert ist. Dabei kann es in den Systemen zu abrupten und nur schwer umkehrbaren Zustandswechseln (Kipppunkten) kommen, meist verbunden mit exponentiellen Verlusten von Biodiversität und gesellschaftlichem Wohlergehen.

Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass für viele sozial-ökologische Systeme in den nächsten Jahrzehnten ökologische Kipppunkte auf allen Organisationsebenen (Arten, Populationen, Pflanzen-/Tiergesellschaften, Ökosysteme) drohen. Die Folge: Die Funktionen betroffener Ökosysteme werden geschwächt oder fallen aus. Wir beobachten weltweit, dass z. B. Wälder und Moore als wichtige Senken für Treibhausgase verschwinden, dass Erosion unsere landwirtschaftlichen Böden und die Ernährungssicherung gefährdet und die Meere systematisch überfischt werden. Bis zu einer halben Milliarde Menschen sind abhängig von Fischfang. Kleinbäuerliche Betriebe erwirtschaften global den Großteil unserer Nahrung. Der Klimawandel sowie Anpassungs- und Mitigationsmaßnahmen des Menschen belasten viele Ökosysteme noch zusätzlich. Eine Abwärtsspirale wird in Gang gesetzt. Die Veränderungen überschreiten irgendwann das Anpassungspotenzial vieler Organismen sowie ganzer Ökosysteme und bedingen in der Konsequenz auch eine erhöhte Verwundbarkeit der Gesellschaft. Nicht immer ist die Gefahr direkt offensichtlich und die Grenzen der Belastbarkeit von Ökosystemen sind schwer zu erkennen.

Zeitverzögerte Effekte können zur Folge haben, dass Schwellenwerte erst erkannt werden, wenn Kipppunkte bereits überschritten wurden. Entscheidungen, die heute getroffen werden, können Auswirkungen für die nächsten Jahrzehnte haben und somit zu Pfadabhängigkeiten führen. In vielen Sektoren (z. B. Land-, Wasser-, Wald-, Bauwirtschaft, Naturschutz, Stadt- und Regionalplanung etc.) bestehen erhebliche Unsicherheiten in Bezug auf zukünftige Entwicklungen und mögliche Handlungsoptionen. Dies betrifft Governance-Fragen ebenso wie ökologische Aspekte.

Wissenschaftlich bestehen noch große Wissenslücken zum Zusammenspiel von menschlich-wirtschaftlichem Handeln und seiner Interaktion mit den Ökosystemen. Es werden deshalb Strategien und Handlungsoptionen benötigt, die den Verlust an biologischer Vielfalt sowie die Abwärtsspirale vieler sozialer und ökologischer Systeme stoppen oder umkehren. Neue Erkenntnisse hierzu sind unabdingbare Grundlage, um kritische Entwicklungen rechtzeitig zu erkennen und vorsorgliche gesellschaftliche Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

Das BMBF nimmt diese Thematik im Rahmen der Forschungsinitiative zum Erhalt der Artenvielfalt mit einem neuen internationalen und interdisziplinären Förderprogramm „Kipppunkte, Dynamik und Wechselwirkungen von sozialen und ökologischen Systemen (EcoBiological Tipping Points, kurz: BioTip)" auf.

Die Forschung soll ein besseres Verständnis der sozio-ökonomischen Prozesse und Treiber, die auf die ökologischen Systeme wirken, sowie der Interaktionen zwischen den Systemen erzielen. Es wird der Frage nachgegangen, bis zu welchen Grenzen destabilisierende Entwicklungen – insbesondere auch der Biodiversitätsverlust – von einem System aufgefangen werden können und wie kritische Schwellen rechtzeitig erkannt werden können, um Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Förderschwerpunktes ist die Entwicklung von Handlungsstrategien. Entscheidend sind „Stellschrauben", die eine Transformation der Gesellschaften und Ökonomien und schnelle und angemessene Reaktionen auf negative Veränderungen der biologischen Vielfalt und der Ökosysteme ermöglichen. Dazu wird ein enger Dialog mit den Menschen vor Ort benötigt. Die Projekte in Deutschland und im Ausland arbeiten daher eng mit Politik, Wirtschaft und gesellschaftlichen Akteuren zusammen, um Prozesse zu identifizieren und zu initiieren, die die Resilienz von ökologischen Systemen erhöhen, Zustandswechsel mit negativen Folgen vermeiden und resiliente gesellschaftliche Systeme fördern.

Nach einer Vorbereitungsphase 2017-2018 haben die Projekte im März 2019 mit der Hauptphase begonnen, und werden sozial-ökologische Mechanismen von Kipppunkten in einem breiten Spektrum an Lebensräumen identifizieren: Die untersuchten Lebensräume reichen von Fischbeständen in der deutschen Nord- und Ostsee sowie des Pazifiks vor Peru als auch im ostafrikanischen Viktoriasee, über das gefährdete mongolische Steppenökosystem und die Weidegebiete Namibias bis hin zu Bodenökosystemen im südamerikanischen Grenzdreieck zwischen Peru, Bolivien und Brasilien. Die Kick-off Veranstaltung zur Fördermaßnahme fand gemeinsam mit Beginn der zweiten Förderphase des BMBF-Verbundprojektes BIBS (Bridging in Biodiversity Science) am 14. und 15. Mai 2019 als Side Event und im Anschluss an das 15. BMBF-Forum für Nachhaltigkeit in Berlin statt.

Projekte der Fördermaßnahme BioTip

Deutschland
marEEshift
Studie historischer Regime-Shifts in der südlichen Ostsee, um einen Systemwandel in Richtung nachhaltigen Fischereimanagements zu erarbeiten.

SeaUseTip
Zeit-räumliche Analyse von Kipppunkten sozial-ökologischer Systeme der deutschen Nordsee unter verschiedenen Management Szenarios.

Kenia, Tanzania, Uganda
MultiTip
Studie der Ursachen eines möglichen irreversible Kollapses der Lake Victoria Nilbarsch Fischerei und Voraussetzungen für eine bessere Akzeptanz und Implementierung von juristischen Regulierungen.

Mongolei
MoreStep
Bestimmung des ökologischen Kipppunktes des weltweit größten, zum großen Teil intakten und bedrohten sozial-ökologischen Steppe-Ökosystems im Klimawandel.

Namibia
NamTip
Desertifikationskipppunkte in sozial-ökologischen Trockengebieten verstehen und managen, aus namibischer Perspektive.

Peru, Brasilien, Bolivien
PRODIGY
Studie zu einem vermuteten Biodiversitäts-abhängigen Kipppunkt im tropischen Amazonas Boden-Ökosystem.

Peru, Ecuador
Humboldt-Tipping
Beurteilung des Risikos eines Verlustes der Produktivität eines marinen Ökosysteme innerhalb des Nördlichen Humboldt Auftrieb Systems.

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