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06.02.2020

Hummelbestände durch Klimawandel massiv zurückgegangen

Anlass

Der Klimawandel hat zu einem drastischen Rückgang der Hummelpopulation und der Hummelvielfalt in Europa und Nordamerika beigetragen. Wissenschaftler um Peter Soroye von der Universität Ottawa haben die Verbreitung von 66 Hummelarten untersucht. Sie finden, dass die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit, dass eine Region von Hummeln besiedelt ist, im Vergleich zum Zeitraum von 1901 bis 1974 in Nordamerika um 46 Prozent und in Europa um 17 Prozent zurückgegangen ist. Sie führen dies auf durch den Klimawandel häufigere Temperaturextreme und veränderte Niederschläge zurück.

Es gibt zahlreiche Studien, die belegen, dass die Insekten weltweit sowohl in Anzahl, Biomasse und Artenvielfalt massiv zurückgehen. Hauptsächlich wird dies mit der intensiven Landwirtschaft und einer veränderten Landnutzung in Verbindung gebracht. Die aktuelle Studie betrachtet nun, welchen Einfluss der Klimawandel speziell auf Hummeln hat. Temperaturen und Niederschläge verändern sich durch den Klimawandel so stark, dass die Toleranzgrenzen der Hummeln überschritten werden und sie nicht mehr in bisher besiedelten Gebieten leben können. Vor allem das häufigere Auftreten von extremen Temperaturen habe dabei einen größeren Einfluss als der dauerhafte Anstieg der Durchschnittstemperatur, so die Autoren. Dabei gehen in südlichen, warmen Regionen mehr Gebiete als Lebensraum verloren als in kühleren, nördlicheren Breiten bisher unbesiedelter Habitate dazukommen.

In der für diese Arbeit entwickelte Methode sehen die Autoren eine Möglichkeit, auch das Aussterben anderer Arten wie Reptilien, Vögel und Säugetiere zu verfolgen und zu prognostizieren. So wäre es möglich, Gebiete zu identifizieren, in denen es sich lohnt, in Naturschutzmaßnahmen zu investieren und nicht in Regionen, in denen ein lokales Aussterben wahrscheinlich ist.

Die Studie ist soeben zusammen mit einem begleitenden „Perspectives“ im Fachjournal „Science“ (siehe Primärquelle) erschienen.

 

Übersicht

     

  • Prof. Dr. Axel Hochkirch, außerplanmäßiger Professor im Fachbereich Biogeographie, Universität Trier und Vorsitzender des Komitees zum Schutz wirbelloser Tiere des Weltnaturschutzverbands (IUCN)
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  • Prof. Dr. Josef Settele, Stellvertretender Departmentleiter Biozönosenforschung, Leiter der Arbeitsgruppe Tierökologie, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Halle
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  • Dr. Roel van Klink, Postdoc am sDiv – Synthesezentrum, Deutsches Zentrum für Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), Leipzig
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Statements

Prof. Dr. Axel Hochkirch

außerplanmäßiger Professor im Fachbereich Biogeographie, Universität Trier und Vorsitzender des Komitees zum Schutz wirbelloser Tiere des Weltnaturschutzverbands (IUCN)

„Dass Hummeln – und Bestäuber im Allgemeinen – deutlich seltener geworden sind, ist natürlich schon lange bekannt [1][2]. Als Hauptursache hierfür gilt die Intensivierung der Landwirtschaft. Dies bestätigen die Autoren, haben sich aber hier auf klimatische Effekte konzentriert. Tatsächlich gibt es schon zahlreiche Untersuchungen, die Verbreitungsänderungen von Insekten aufgrund des veränderten Klimas belegen [zum Beispiel 3]. Während die Ausbreitung von Arten im Norden recht gut verstanden ist, sind aber klimabedingte Arealverluste im Süden bislang nicht gut dokumentiert. In einer früheren Untersuchung wurde allerdings anhand des gleichen Datensatzes bereits gezeigt, dass Hummeln im Süden zwar verschwinden, aber ihre Verbreitungsgebiete nicht nach Norden erweitern [4].“

„Die räumliche Auflösung der Analyse ist mit 100 mal 100 Kilometern zwar relativ grob, dies war aber angesichts der Größe des Untersuchungsraums und aufgrund der größeren Ungenauigkeit älterer Daten unerlässlich. Auch mussten die Autoren seltenere Arten aus dem Datensatz entfernen, da für diese die Stichprobengröße nicht groß genug für eine Analyse wäre. Hierdurch gibt die Studie nur einen Überblick über Veränderungen bei relativ häufigen, weit verbreiteten Arten.“

„Die Autoren haben existierende wissenschaftliche Daten der internationalen Plattform GBIF [5] verwendet, die bereits im Jahr 2015 schon einmal ausgewertet wurden [4]. Da die Daten einige Qualitätskontrollen durchlaufen haben, sind sie zuverlässig. Da es sich nur um relativ grobe Verbreitungsdaten handelt, sind die beiden Zeiträume – 1900 bis 1974 und 2000 bis 2014 – vergleichbar, auch wenn für den jüngeren Zeitraum mehr Daten vorliegen. Es handelt sich allerdings nicht um systematische Monitoring-Daten, sondern um sämtliche auf der Plattform hinterlegten Daten aus früheren Untersuchungen.“

Auf die Frage, ob aus den Ergebnissen der Studie qualitative Rückschlüsse auf andere Bestäuberinsekten möglich sind:
„Hummeln gehören zu den Wildbienen, die bekanntlich in vielen Regionen der Erde stark zurückgehen. Anders als viele andere Insektengruppen, haben sie ihren Verbreitungsschwerpunkt in kühleren Klimaten. Da das Vorkommen von Insekten aber sehr stark über das Klima gesteuert wird, ist davon auszugehen, dass ein klimabedingter Rückgang auch bei anderen Arten vorkommt.“

Auf die Frage, wie wichtig die Rolle der Hummeln bei der Bestäubung im Vergleich zu anderen Insekten ist:
„Da Hummeln eine soziale Lebensweise haben und schon bei niedrigen Temperaturen aktiv sind, gelten sie als extrem effiziente Bestäuber und werden auch in der Landwirtschaft für Obst und Gemüse und in Gärtnereien als Bestäuber verwendet. Unter den Wildbienen sind sie die Artengruppe mit der höchsten Bestäubungs-Effizienz.“

Auf die Frage, inwiefern ist aus einer Sichtung einer Hummel auf die Anzahl der Tiere/Gemeinschaften in einer Region geschlossen werden kann:
„In der vorliegenden Studie wurde nicht mit Individuenzahlen gearbeitet, sondern nur mit dem räumlichen Vorkommen der Arten. Tatsächlich ist davon auszugehen, dass die Anzahl der Tiere pro Flächeneinheit deutlich zurückgeht, bevor ein vollständiges Verschwinden einer Art wahrgenommen wird. Sichtungen einzelner Tiere werden erst dann bedeutsam, wenn sie im Kontext eines größeren Datensatzes analysiert werden.“

Auf die Frage, ob es denkbar wäre, dass die Anzahl der Hummeln konstant geblieben ist, diese aber in insgesamt weniger Regionen leben:
„Dies ist sehr unwahrscheinlich, da der Rückgang von Individuen stark mit dem Rückgang der Verbreitung korreliert. Auch zeigt die Analyse der Autoren und der früheren Studie [4], dass großflächig Arten im Süden ihres früheren Verbreitungsgebietes verschwinden, während sie im Norden nicht viel hinzugewinnen. In einem kleinen Gebiet wäre es aufgrund der Konkurrenz auch nicht möglich, solche Arealverluste zu kompensieren.“

Auf die Frage, wie standortreu und anpassungsfähig Hummeln sind:
„Die hier im Datensatz analysierten Hummelarten sind recht weit verbreitet. Generell sind Hummeln nicht sonderlich stark in ihrer Nahrung spezialisiert – das ist auch der Grund für ihre kommerzielle Verwendung in Landwirtschaft und Gartenbau. Sie bevorzugen allerdings blaue oder lila Blüten mit langen Blütenkelchen, wie zum Beispiel Klee, Disteln oder Eisenhut.“

Auf die Frage, wie der unterschiedlich starke Rückgang in Nordamerika und Europa erklärt werden könnte:
„Hierbei könnte die intensive Landwirtschaft in sehr großen Regionen der USA – zum Beispiel im so genannten ‚corn belt‘ – eine Rolle spielen. In Europa sind häufiger noch kleine Ersatzhabitate in der Umgebung landwirtschaftlicher Flächen zu finden.“

Auf die Frage, inwiefern Temperatur und Niederschläge als Parameter ausreichen, um die Auswirkungen des Klimawandels zu berücksichtigen:
„Niederschlag und Temperatur sind die wichtigsten Klimaparameter. Alle anderen Klimavariablen korrelieren sehr stark mit diesen beiden Faktoren. Daher lassen sich zahlreiche Analysen der Auswirkung von Klimavariablen auf diese beiden Parameter begrenzen, auch wenn die tatsächliche Ursache eine zu hohe Temperatur oder Trockenheit in einer kritischen Lebensphase sein kann.“

„Das 100 mal 100 Kilometer-Raster ist für die Analyse anderer Faktoren zu grob, dies war aber auch nicht die Intention der Autoren. Der wichtigste bekannte Paramater für den Rückgang der Hummeln ist die Intensivierung der Landwirtschaft. Auch dies wurde von den Autoren berücksichtigt, allerdings nicht in den Mittelpunkt der Analysen gestellt. Tatsächlich konnten die Autoren diesen Effekt ebenfalls nachweisen, aber unabhängig davon auch den des Klimas. Ein wichtiger Faktor, der zum Hummelsterben in Nordamerika beiträgt, ist die Ausbreitung von Krankheiten [6], meist durch Übertragung von Honigbienen.“

Prof. Dr. Josef Settele

Stellvertretender Departmentleiter Biozönosenforschung, Leiter der Arbeitsgruppe Tierökologie, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Halle

„Die Ergebnisse der Studie passen ins Bild, das wir auch davor schon von Bestäubern hatten [2]. Neu ist die quantitative Vorgehensweise bezüglich zeitgemäßer statistischer Methoden, vor allem zur Einschätzung von Aussterben und Kolonisation. Das Raster ist gut gewählt, da es auch der Auflösung des vorhandenen Wissens entspricht. Es handelt sich ja auch nicht um Monitoring-Daten im strengen Sinne, sondern um die Erfassung von Vorkommen, die in ihrer Intensität im Laufe der Jahre immer besser wurde. Hervorzuheben ist an der Studie gerade auch die Vorgehensweise bei der Korrektur von Erfassungsfehlern. Ich halte diese Fragen hier für sehr gut gelöst. Wichtig ist zu beachten, dass die Aussagen der Arbeit vor allem die Artenvielfalt betreffen, einzelne Arten sich also mitunter auch anders verhalten.“

Auf die Frage, wie wichtig die Rolle der Hummeln bei der Bestäubung im Vergleich zu anderen Insekten ist:
„Hummeln sind für einige Kulturen die wesentlichen Bestäuber – zum Beispiel für die Ackerbohne –, spielen aber bei fast allen bestäubungsabhängigen Kulturpflanzen eine Rolle. Grundsätzlich muss man überlegen, welches Risiko wir beim Verlust von Arten eingehen wollen – Schlagwort ‚Versicherung für die Zukunft‘ [7].“

„Wichtig ist auch noch hervorzuheben, dass die Autoren den Klimawandel als einen der Faktoren für den Rückgang der Bestäubervielfalt untersucht haben, zugleich aber auch klar machen, dass andere Faktoren hier eine Rolle spielen, insbesondere die Interaktion zwischen Klima- und Landnutzungswandel – ein wichtiger Punkt zur Einordnung der Studie.“

Dr. Roel van Klink

Postdoc am sDiv – Synthesezentrum, Deutsches Zentrum für Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), Leipzig

„Diese Studie ist sehr beeindruckend, denn die Autoren haben eine große Menge an Daten aus Europa und Nordamerika zusammengetragen und mit geeigneten und robusten statistischen Methoden gezeigt, wie der Klimawandel die Hummeln beeinflusst. Museumsdaten, wie sie für diese Studie verwendet werden, sind eine zuverlässige Quelle für Daten über die biologische Vielfalt der Vergangenheit. Man muss sich dabei bewusst sein, dass es sich dabei nicht um Überwachungsdaten handelt, wie man sie heute versteht. Die Naturforscher der Vergangenheit gingen in das Feld, um so viele Arten wie möglich zu finden, aber sie verwendeten keine standardisierten Methoden. Mit komplexen statistischen Modellen und bestimmten Annahmen darüber, wie die Daten gesammelt wurden, ist es immer noch möglich, zu sehen, wie sich die Zahl der Hummelarten im letzten Jahrhundert verändert hat. Die Forscher vergleichen 2 Zeiträume: 1901-1974 und 2000-2014, und sie gehen davon aus, dass die Daten aus beiden Zeiträumen gleich zuverlässig sind. Ich hoffe, sie haben Recht.“

„Es ist bekannt, dass sich viele Insektenarten mit dem fortschreitenden Klimawandel schnell nach Norden ausgebreitet haben. Auch in Deutschland sehen wir immer mehr Arten, die früher nur im Mittelmeerraum vorgekommen sind. Diese Studie und eine frühere eines der Autoren aus dem Jahr 2015 zeigt, dass Hummeln diesem Trend nicht folgen. Hummeln scheinen schlecht darin zu sein, neue Orte im Norden zu besiedeln, die sich durch den Klimawandel erwärmen, aber gleichzeitig verschwinden Arten in Regionen, in denen es zu warm wird. Dies führt zu einem Rückgang der Anzahl der Arten pro Region. Es ist eigentlich überraschend, dass sie so schlechte Kolonisierer sind, denn Hummeln können sehr weit fliegen. Man kann sogar ihre Königinnen über die Nordsee fliegen sehen.“

Auf die Frage, ob aus den Ergebnissen der Studie qualitative Rückschlüsse auf andere Bestäuberinsekten möglich sind:
„Ich glaube nicht, dass diese Ergebnisse etwas über andere Bestäuber – zum Beispiel solitär lebenden Bienen oder Schwebfliegen – oder über die Zukunft der Bestäubung unserer Nutzpflanzen durch Hummeln aussagen können. In einem Beitrag [8] wurde gezeigt, dass nur zwei Prozent der Wildbienenarten – zu denen einige Hummeln gehören – 80 Prozent der Bestäubung durchführen. Wir wissen nicht, ob es diese wenigen wichtigen Pflanzenbestäuber sind, die auf den Klimawandel reagieren. Wenn wir wissen wollen, wie andere Bestäuberarten auf den Klimawandel reagieren, sollten wir eine ähnliche Analyse für Solitärbienen und Schwebfliegen durchführen. Das ist möglich, es ist nur eine Menge Arbeit.”

Auf die Frage, inwiefern ist aus einer Sichtung einer Hummel auf die Anzahl der Tiere/Gemeinschaften in einer Region geschlossen werden kann:
„Nur wenn eine große Anzahl solcher Einzelbeobachtungen zusammengeführt wird – in dieser Studie 550.000 – ist es möglich, eine derartige Analyse durchzuführen. Dies wird uns jedoch keine Informationen darüber geben, wie viele Hummeltiere es gibt oder wie viele Nester es in einer Region gibt. Es wird uns nur sagen, ob eine Art in einer Region vorhanden ist oder nicht. Daraus können wir abschätzen, wie viele Arten in einer Region vorkommen, und ob sich dies im Laufe der Zeit geändert hat.“

Angaben zu möglichen Interessenkonflikten

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Primärquelle

Soroye P et al. (2020): Climate change contributes to widespread declines among bumble bees across continents. Science. DOI: 10.1126/science.aax8591.

Perspectives: Bridle J et al. (2020): Discovering the limits of ecological resilience. Science. DOI: 10.1126/science.aba6432.

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] Potts SG et al. (2010): Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecology & Evolution. Vol. 25 (6), 345-353, DOI: 10.1016/j.tree.2010.01.007.

[2] Potts SG et al. (2016): The assessment report on pollinators, pollination and food production. IPBES.

[3] Parmesan C et al. (2003): A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature. 421, 37-42. DOI: 10.1038/nature01286.

[4] Kerr JT et al. (2015): Climate change impacts on bumblebees converge across continents. Science. Vol 349 (6244), 177-180. DOI: 10.1126/science.aaa7031.

[5] Webseite des Global Biodiversity Information Facility (GBIF): Free and open access to biodiversity data.

[6] Fürst MA et al. (2014): Disease associations between honeybees and bumblebees as a threat to wild pollinators. Nature; 506, 364-366. DOI: 10.1038/nature12977.

[7] Webseite der Wissensplattform Erde und Umwelt (ESKP): Biodiversität als Versicherung für die Zukunft. Interview mit Prof. Dr. Josef Settele.

[8] Kleijn D et al. (2015): Delivery of crop pollination services is an insufficient argument for wild pollinator conservation. Nature Communications; 6:7414. DOI: 10.1038/ncomms8414.