Heft 6/7
Die Digitalisierung ist ein zunehmend bedeutendes Querschnittsthema mit Bezugspunkten zu allen Fachthemen des Naturschutzes. Die Frage ist daher, wie die Digitalisierung aus Naturschutzsicht eingeschätzt werden kann und wie digitale Methoden und Tools zur Erhaltung der biologischen Vielfalt beitragen können. Der Beitrag bietet eine Zusammenfassung grundlegender, technologieübergreifender Potenziale, Herausforderungen und Risiken der Digitalisierung für den Naturschutz. Am Beispiel des bundesweiten behördlichen Biodiversitätsmonitorings und des gesetzlichen Naturschutzvollzugs werden digitale Möglichkeiten und Grenzen genauer betrachtet. Der Beitrag zeigt, dass die Digitalisierung aus Naturschutzsicht pauschal weder als positiv noch als negativ bewertet werden kann. Notwendig ist eine praxisrelevante und nachhaltige Ausgestaltung digitaler Methoden und Tools im Naturschutz. Zudem müssen Naturschutzaspekte bei der Digitalisierung aller Gesellschafts- und Wirtschaftsbereiche berücksichtigt werden. Dann kann der digitale Wandel als ein notwendiger Katalysator für die Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlagen dienen - nicht als Brandbeschleuniger ihrer Zerstörung.
Die Verwendung digitaler Formate spielt im Bildungsbereich eine immer größere Rolle. Digitale Hilfsmittel wie auch E-Learning haben schon vor der COVID-19-Pandemie mit der Wissensvermittlung über Tier- und Pflanzenarten Eingang in Bildungsformate im Naturschutz gefunden. Dennoch sind digitale Formate in der Naturschutzbildung - ob im beruflichen Kontext oder Freizeitbereich - häufig noch unterrepräsentiert. Im vorliegenden Beitrag werden beispielhaft wegbereitende und innovative Initiativen und Projekte in der Naturschutzbildung mit ihren Inhalten vorgestellt. Hierbei handelt es sich um den E-Learning-Lehrgang "Natura-2000-Manager/in", die "NABU|naturgucker-Akademie" sowie die Smartphone-App "Flora Incognita". Vorteile, die digitale Formate auch in der Naturschutzbildung haben können, werden diskutiert. Demgegenüber zu befürchtende, potenziell negative Effekte werden ebenfalls beleuchtet.
Bürgerwissenschaft oder Citizen Science, die aktive Teilnahme der interessierten Öffentlichkeit an Forschungsprojekten sowohl durch Arten-Expertinnen und -Experten als auch durch Einsteigerinnen und Einsteiger, gewinnt zunehmend an Bedeutung für Biodiversitätsmonitoring und Naturschutz. Diese Entwicklung wird durch die transformativen Wirkungen von Citizen Science in den Bereichen Wissenschaft, Bildung und Partizipation gefördert. Zugleich befeuert auch die rasante Entwicklung digitaler Technologien (z. B. von Smartphones und Apps) die Entstehung neuer biodiversitätsbezogener Citizen-Science-Projekte und Anwendungen. Wir erläutern anhand aktiver Citizen-Science-Projekte und praktischer Anwendungsbeispiele, mit welchen Zielen und in welcher Form digitale Technologien aktuell in Citizen-Science-Projekte eingebunden werden. Dabei betrachten wir zum einen unterschiedliche Meldeplattformen für opportunistische Biodiversitätsbeobachtungen sowie opportunistisch organisierte Citizen-Science-Projekte bzw. Crowdsourcing-Initiativen. Zum anderen stellen wir einige strukturiert arbeitende Citizen-Science-Projekte vor, die digitale Tools für die Datenerhebung und Schulung der Teilnehmenden nutzen. Darüber hinaus diskutieren wir Möglichkeiten, Herausforderungen und Lösungsansätze, die mit Citizen Science, Digitalisierung und Naturschutz im Zusammenhang stehen.
Das Rote-Liste-Zentrum (RLZ) bietet in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Naturschutz (BfN) eine Reihe von Möglichkeiten zur Erfassung und Bearbeitung verschiedener Daten an, die für die Erstellung Roter Listen von Bedeutung sind. In Indicia-basierten Datenportalen können Funddaten bestimmter Organismengruppen erfasst und verwaltet werden. Die Expertinnen und Experten werten diese anschließend für die Gefährdungsanalyse Roter Listen aus. Ein browserbasiertes System erlaubt die Erstellung und Bearbeitung taxonomischer Checklisten. Darin werden alle Änderungen an den Checklisten transparent dokumentiert. Die Möglichkeit zur Versionierung erlaubt die Fixierung eines bestimmten Arbeitsstands. Im Rote-Liste-Erfassungstool wird die Gefährdungsanalyse für die Taxa der zuvor fixierten Checkliste durchgeführt und alle Begleittexte werden für die Publikation vorbereitet. Über die Websites des RLZ und des BfN werden die gesamten spezifischen Daten der Roten Listen sowie die Rote-Liste-Publikationen des Veröffentlichungszyklus 2020 ff. frei und kostenlos zur Verfügung gestellt.
In absehbarer Zukunft könnte künstliche Intelligenz (KI) die Arbeit im Naturschutz so selbstverständlich unterstützen, wie es heute bereits Geoinformationsverarbeitung sowie statistische Methoden oder Modelle tun. Gegenwärtig befinden sich die meisten KI-Systeme aber noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Sie müssen gezielt in Anwendungen von Behörden oder Naturschutzorganisationen überführt werden, um sie weitreichend zugänglich zu machen. Die breiteste Anwendung finden KI-Systeme bislang in der automatisierten Erkennung von Arten sowie in der Fernerkundung. Vielversprechende Methoden gibt es aber auch im Bereich der Modellierung, z. B. von Habitateignungen und Artverbreitungen. Bereits absehbar ist der Einsatz von KI-Systemen für (halb)automatisierte Bewertungen, etwa von Aussterberisiken, sowie der Einsatz als Entscheidungsunterstützungssysteme. Über die Diskussion bestehender Ansätze hinaus werden im zweiten Teil des Beitrags Rahmenbedingungen und Lösungsansätze für den erfolgreichen Einsatz von KI-Systemen im Naturschutz zusammengefasst.
Naturschutzplanung und Monitoring erfordern die wiederholte Kartierung großer Flächen. Regelmäßig wird daher der Einsatz von Fernerkundungsverfahren zur Bewältigung dieser Aufgabe diskutiert. Bisher spielen solche Verfahren in der Praxis jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Wir geben in diesem Aufsatz eine Einführung in die Prinzipien der Erdbeobachtung und diskutieren, wie Luft- und Satellitenbilder ergänzend zu Geländedaten in der Naturschutzplanung eingesetzt werden können. Überlegungen zum Kosten-Nutzen-Verhältnis sowie zu neuen Entwicklungen stehen hierbei im Fokus. Angesichts der zunehmend besseren Verfügbarkeit digitaler Bilddaten stellt die Bereitstellung standardisierter Geländedaten zum Training der Erfassungsalgorithmen derzeit die größte Herausforderung für einen effizienten Einsatz von Fernerkundungsverfahren dar.
Digitale Methoden der Audioaufzeichnung und der Analyse akustischer Signale bilden die Grundlage für ein akustisches Artenmonitoring. Das zu erfassende Artenspektrum reicht von Meeressäugern über Vögel, Landsäuger, Amphibien und Insekten bis hin zu Süßwasserbewohnern. Moderne Methoden der akustischen Mustererkennung ermöglichen eine effektive Analyse von Langzeitaufzeichnungen. Im Beitrag wird der Einsatz akustischer Methoden für folgende Bereiche erörtert:
1) terrestrische Arten im hörbaren Bereich, 2) terrestrische Arten im Ultraschallbereich, 3) Süßwasserbewohner, 4) Meerestiere.
Für Arterfassungen auf Basis von Umwelt-DNA (environmental DNA, eDNA) wird aus einer Umweltprobe DNA gewonnen und diese z. B. mittels Metabarcoding-Analyse sequenziert, wodurch mit minimaler Invasivität und sehr zeit- und kosteneffizient Informationen über die Anwesenheit ganzer Artengemeinschaften generiert werden können. Den vielen Vorteilen eDNA-basierter Erhebungen stehen allerdings noch einige offene Fragen gegenüber, die vor einer Implementierung dieser Ansätze in standardisierte Monitoringprogramme geklärt werden müssen, z. B. hinsichtlich der Aussagekraft in Bezug auf Abundanzen oder hinsichtlich der Dynamik von eDNA in der Umwelt. Nicht nur für Metabarcoding-Analysen sind digitale Sequenzinformationen eine wichtige Datengrundlage in Naturschutz und Biodiversitätsforschung. Öffentlich zugängliche Sequenzdatenbanken wie GenBank und das Barcode of Life Data System (BOLD) erlauben der Wissenschaft rasante Fortschritte in vielen Forschungsbereichen. Allerdings steht der offene Zugang zu generierten Sequenzdaten evtl. im Konflikt mit dem Nagoya-Protokoll, das die faire Nutzung genetischer Ressourcen und einen gerechten Vorteilsausgleich zwischen den Vertragsstaaten regelt. Hier sind klare und einfache Lösungen erforderlich, um digitale Sequenzinformationen fair und effizient für Forschung und Biodiversitätsschutz einsetzen zu können.
Naturschutz und der Schutz der biologischen Vielfalt erfordern als gesellschaftliche Querschnittsaufgaben enorme Anstrengungen, um ihre - auch politisch vereinbarten - Ziele zu erreichen. Auswirkungen der Digitalisierung auf Naturschutz als gesellschaftlich-politisches Handlungsfeld sind im Gegensatz zu den ökologischen Auswirkungen bisher kaum erforscht. Unsere Literaturanalyse zeigt, dass es diverse Wechselwirkungen zwischen den durch die voranschreitende Digitalisierung ausgelösten oder verstärkten gesellschaftlichen Entwicklungen und dem politisch-gesellschaftlichen Handlungsfeld Naturschutz gibt, die sich entlang der Themenfelder 1) Wahrnehmungswandel, 2) gesellschaftliche Ungleichheit, 3) Engagement und 4) technologische Entwicklung systematisieren lassen. Jedoch sind weder Art (positiv oder negativ) noch Ausmaß dieser Wechselwirkungen ausreichend empirisch erforscht. Forschungsbedarf besteht z. B. hinsichtlich der Wirkungen des digitalen Kulturwandels auf gesellschaftliche Aushandlungsprozesse zum Naturschutz. Erste Handlungsempfehlungen für Naturschutzakteure zielen auf Kompetenzaufbau ab, um veränderten Wahrnehmungs-, Kommunikations- und Verhaltensmustern begegnen bzw. sie selbst anwenden zu können.
