Insektenmonitoring: Die Kontroverse um wissenschaftliche Methoden und politische Konsequenzen

In der Umweltpolitik gibt es ein „Vor Krefeld“ und ein „Nach Krefeld“. Die nordrhein-westfälische Stadt ist Heimat eines Vereins von Insektenkundlern, der 2017 zusammen mit Wissenschaftlern aus dem niederländischen Nimwegen weltweit Schlagzeilen machte und zahlreiche politische Reaktionen in Gang setzte. „Rückgang der Gesamtbiomasse der Fluginsekten in Schutzgebieten um mehr als 75 Prozent in 27 Jahren“ hieß die Studie, die am 18. Oktober 2017 im Journal „PlosOne“ erschien. Sie rief ins Bewusstsein, wie wichtig diese artenreiche Tiergruppe ist – nicht nur um ihrer selbst willen, sondern unter anderem, weil Insekten Nutzpflanzen bestäuben und größeren Tieren als Nahrung dienen.

In den ersten Jahren nach der Publikation versuchte die Politik zu demonstrieren, dass sie den Schwund ernst nimmt. Die Studie blieb zwar bei der entscheidenden Frage, wer oder was genau für den Rückgang verantwortlich ist, vage. Im Diskussionsteil hieß es nur, es müsse sich um flächendeckende Probleme handeln, die aber nicht bekannt seien. Dass die Intensivierung der Landwirtschaft als „plausible Ursache“ beschrieben wurde, gab den Reaktionen die Richtung vor.

Viele Versprechen, mäßige Fortschritte

Am schnellsten reagierte Bayern, wo 2019 rund 1,7 Millionen Menschen trotz klirrender Winterkälte mit ihrer Unterschrift dem Volksbegehren „Rettet die Bienen!'“ ambitionierte Ziele durchsetzten, etwa Streuobstwiesen, Gewässerrandstreifen und Grünland zu erhalten und neu anzulegen. Nach langer Beratung verabschiedete der Bundestag im Juni 2021 ein Insektenschutzgesetz. Die EU-Kommission schlug 2022 vor, den Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft zu halbieren.

Um diese konkreten Lehren aus „Krefeld“ ist es inzwischen wieder deutlich stiller geworden, ja es läuft sogar ein Backlash. Die EU-Kommission hat ihren Pestizid-Plan auf Druck der Landwirtschaft einkassiert. Seit den aufgebrachten Bauernprotesten im Winter 2023/24 hält sich die Bundesregierung beim Naturschutz eher bedeckt. Im Bayerischen Landtag sagten Experten im Herbst vergangenen Jahres bei einer Zwischenbilanz zum Volksbegehren, dass es „noch ein weiter Weg“ sei, bis sich die Artenvielfalt erholen könne. In Brandenburg gab die Landesregierung nun bekannt, dass sie die Mitte 2024 nach langem Ringen beschlossene EU-Richtlinie zur Regeneration von Ökosystemen einfach zu ignorieren gedenkt. In der Umweltpolitik gibt es also auch ein „Trotz Krefeld“.

Liegt alles nur am Wetter?

Die Debatte zum Insektenschwund steckt aber noch aus einem zweiten Grund in der Krise: In der Wissenschaft läuft eine Kontroverse, wie aussagekräftig die Freilandstudien wirklich sind, wie sehr man den gängigen Methoden, das Schwirren, Summen und Brummen in der freien Natur zu erfassen, vertrauen kann und was beim Insektenmonitoring in Zukunft besser laufen muss.

Zwar nimmt die Zahl der Studien vor allem aus Europa und Nordamerika, die den Insektenschwund belegen, stetig zu. Mitte März publizierten US-Forscher in „Science“ Daten, denen zufolge zwischen 2000 und 2022 die Häufigkeit von Schmetterlingen aus 554 Arten in den USA im Durchschnitt um 22 Prozent gesunken ist. Die Wissenschaftler zogen zur Analyse 12,6 Millionen Beobachtungen aus 35 Monitoring-Programmen heran. Die Macher der Krefeld-Studie sehen bei ihrem fortgesetzten Monitoring ebenfalls keine Anzeichen dafür, dass der Rückgang nachlassen würde. Auch der Wissensstand über plausible Ursachen wird besser: Wissenschaftler der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern Landau legten nun Belege vor, dass in Deutschland flächendeckend Pestizide zu finden sind, also auch weit abseits der Äcker. Durchschnittlich fünf Wirkstoffe fanden sie in einem großen Untersuchungsgebiet im Oberrheingraben pro Probe.

Doch sind in der wissenschaftlichen Diskussion um den Insektenschwund methodische Zweifel lauter geworden.

Jörg Müller, Professor für Tierökologie an der Universität Würzburg und stellvertretender Leiter des Nationalparks Bayerischer Wald, hat die Kontroverse maßgeblich mit angefacht. 2023 publizierte er in „Nature“ eine Neuauswertung der Krefeld-Daten, die dazu geeignet schien, die hitzige umweltpolitische Debatte als großen Irrtum zu entlarven. „Wetter erklärt den Rückgang und Anstieg der Insektenbiomasse über einen Zeitraum von 34 Jahren“, titelte das renommierte Magazin, das die Publikation der eigentlichen Krefeld-Studie abgelehnt und damit einen wissenschaftlichen Coup verpasst hatte.

In seiner Auswertung kombinierte Müller die Messdaten für die Insekten-Biomasse mit Wetterdaten, die genauer waren als in der ursprünglichen Studie. Er kam zu dem für viele verblüffenden Schluss, dass es Phänomene wie ungewöhnlich trockene und warme Winter sowie nasskalte Frühjahre und kühle, feuchter Sommer sein müssen, die Fluginsekten hauptsächlich bei ihren Überlebensstrategien unter Druck setzen. Das würde intensiv diskutierte Verdächtige wie Pestizide, Überdüngung oder Lebensraumverlust in den Hintergrund treten lassen.

Zwischen Experten fliegt viel Kritik hin und her

Besucht man Müller im Nationalpark Bayerischer Wald und bekommt von ihm die Insektenfallen gezeigt, die er selbst als Teil seiner Forschung aufstellt, präsentiert er sich als unvoreingenommener, allein von Neugierde getriebener Forscher. Auf die Idee für die Neuauswertung sei er gekommen, als ihm 2022 in seinem Garten ungewöhnlich viele Schmetterlinge auffielen. Das brachte ihn darauf, abzufragen, wie viele und wie schwere Insekten gerade in Fallen landen, mit denen in Bayern und bundesweit Insektenmonitoring betrieben wird. 2022, so stellte sich heraus, war ein vergleichsweise gutes Jahr für Insekten – was nicht zu der Diagnose eines stetigen Niedergangs aus Krefeld passte.

„Da kam ich an den Punkt, wo ich gesagt habe, okay, da tut sich tatsächlich nicht nur in meinem Garten was, sondern auch in vielen Malaisefallen“, sagt Müller. Die statistische Auswertung habe dann gezeigt, dass Wetterdaten sehr gut die Trends bei der Insektenbiomasse erklären könnten. Er erzählt, dass er von Forscherkollegen dafür angefeindet worden sei, den Insektenschwund mit einem so trivialen Faktor wie dem Wetter erklären zu wollen, und hält dagegen: „Ich kann doch nicht meine wissenschaftlichen Fragestellungen oder Ergebnisse an einer politischen Diskussion ausrichten.“

Eine andere Publikation, die wie die Krefeld-Studie einen Insektenrückgang zeigte, geriet noch grundsätzlicher in die Kritik. 2019 hatte Sebastian Seibold, inzwischen Professor für Forstökologie an der TU Dresden, in „Nature“ eine Auswertung von einer Million Insektenbeobachtungen aus 2700 Arten publiziert, die zwischen 2008 und 2017 an 290 Standorten in drei deutschen Regionen mit sogenannten „Biodiversitäts-Exploratorien“ gemacht worden waren. Seibold kam zu dem Ergebnis, dass in diesem Zeitraum die Biomasse um 67 Prozent, die Abundanz, also Häufigkeit, um 78 Prozent und die Artenzahl um 34 Prozent zurückgegangen war – und zwar umso stärker, je intensiver die Landwirtschaft an den Messstellen war.

„Die Auswirkungen intensiver Landwirtschaft sind real“

Britische Wissenschaftler wiesen diese Erklärung aber zurück und behaupteten, Seibold sei in eine statistische Falle getappt: Bei Feldstudien gebe es einen sogenannten „Jahreseffekt“, der die Summe aller unbekannten, nicht gemessenen Variablen beinhalte. Deshalb seien Beobachtungen aus demselben Jahr oft ähnlicher als im Vergleich zwischen Jahren. Diese „Pseudoreplikation“ könne Variablen, die bei den Studien tatsächlich gemessen wurden – etwa die Intensität der Landwirtschaft – statistisch deutlich überzeugender aussehen lassen als sie in Wahrheit seien. Seibold weist die Kritik zurück und sagt, die gemessenen Auswirkungen intensiver Landwirtschaft seien real.

Die Kritiker um die Ökologin Gergana Daskalova von der Universität von Edinburgh treibt die Sorge um, dass „die unkritische Übernahme extrem negativer Trends aus kurzen Zeitreihen durch die Medien dazu führen könnte, die Geschwindigkeit des ‚Insekten-Armageddon‘ zu übertreiben, und letztendlich das öffentliche Vertrauen in die Biodiversitätsforschung zu untergraben.“

Eine in „Science“ publizierte sogenannte Meta-Analyse zum Insektenschwund – also eine gemeinsame Auswertung zahlreicher ähnlich gelagerter Studie –, scheint die Kritik zu bestätigen. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Integrative Biodiversitätsforschung in Halle-Leipzig kamen darin zu dem Ergebnis, dass im Süßwasser sogar eine Zunahme der Insekten-Biomasse um 11 Prozent pro Dekade zu verzeichnen sei.

Von Scheinkorrelationen und Erklärmodellen

Das statische Hickhack um den Insektenschwund wird jetzt durch eine verblüffende neue Studie noch weiter verschärft: Ein internationales Forscherteam ließ fast 250 Ökologen aus aller Welt in einem methodischen Experiment die exakt selben Daten auswerten. Man sollte meinen, dass dies zu sehr ähnlichen Ergebnissen führt. Doch zurück kam ein breites Spektrum von zwar statistisch sauber erstellten, aber sehr unterschiedlichen und teils widersprüchlichen Resultaten.

Dass es dabei nicht um Insekten, sondern um den Wettbewerb zwischen Nestlingen von Blaumeisen und zwischen Eukalyptus-Sämlingen und Gräsern ging, ist nebensächlich. Es wird hier deutlich, wie schwierig es sein kann, bei ökologischen Freilandstudien mit ihren zahlreichen bekannten und unbekannten Variablen in der Auswertung zu aussagekräftigen Ergebnissen zu kommen. „Unsere Studie zeigt, was für einen großen Einfluss methodische und statistische Entscheidungen auf das Ergebnis haben“, sagt der US-amerikanische Ökologe Tim Parker, Hauptautor der Veröffentlichung.

Doch diese warnende Einschränkung gilt genauso für Müller und van Klink. Ihre Analysen und Behauptungen werden in der Fachwelt ebenfalls auseinandergenommen.

Bei der Studie von Müller sehen Kritiker das Problem, dass er zu den Biomasse-Daten für die neuerliche statistische Auswertung nur das Wetter als Variable ergänzt hat. Dabei bleibe unberücksichtigt, dass es weitere, nicht gemessene Faktoren wie etwa den Pestizideinsatz in der Umgebung gebe. Dies müsse zur Überbewertung des Wetters führen, schrieben die französischen Ökologen François Duchenne und Colin Fontaine in einer Erwiderung. Zudem gehe „aus den Daten ein signifikanter Rückgang der Biomasse hervor, der nicht mit Wetter erklärt werden kann“. Und wirklich schneidet in Müllers Studie eigentlich jenes Erklärmodell am besten ab, das einen linearen Rückgang über die Jahre berücksichtigt – hinter dem zum Beispiel die Summe schädlicher Praktiken in der Landwirtschaft stecken kann.

In Müllers Interpretation der Wettereffekte wittern auch deutsche Kritiker „Scheinkorrelationen“. In einem frisch erschienenen Beitrag in „Nature“ kritisieren die Autoren der Krefeld-Studie Müllers Ansatz scharf: Die von ihm zusätzlich ausgewerteten Probeflächen, mit denen er einen Anstieg 2022 zeigen wollte, seien methodisch nicht mit den ursprünglichen Krefeld-Daten vergleichbar – auch deswegen, weil sie teilweise aus Lichtungen kämen, die gezielt dazu geschaffen worden seien, die Vielfalt und Biomasse von Insekten zu erhöhen.

Süßwasserforscher widersprechen einer Meta-Analyse

Ebenfalls in der Kritik steht die Meta-Analyse, der zufolge es mit Insekten im Süßwasser aufwärts geht. Laurence Gaume vom staatlichen französischen Forschungszentrum für Ökologie und Umwelt warnte nach einer Analyse der zugrundeliegenden Datenbank, dass es darin zahlreiche folgenschwere Fehler gebe – zum Beispiel, dass Muscheln und Schnecken in vielen Fällen bei Biomasse und Häufigkeiten den Insekten zugeschlagen wurden. „Das ist einer von vielen Fehlern, mit denen auch in den bisherigen Korrekturanmerkungen nicht aufgeräumt wurde“, sagt Gaume.

Neuere Studien kommen zu dem Ergebnis, dass es nur etwa bis 2010 einen Aufwärtstrend bei der Biodiversität in Süßwasser-Lebensräumen gegeben habe – als Folge von Maßnahmen gegen die chemische Verschmutzung – danach aber nicht mehr. „Die Meta-Analyse sollte nicht als Hinweis gesehen werden, dass sich der Zustand von Süßwasserökosystemen verbessert“, betonen Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie in Berlin.

Hat sich die wissenschaftliche Debatte um den Insektenschwund so verfranzt, dass sich Analysen und Repliken, Kritik und Gegenkritik gegenseitig neutralisieren und für Gesellschaft und Politik der Erkenntniswert gegen null geht? Können sich diejenigen, die Naturschutzstrategien jetzt wieder zurückfahren wollen, bestätigt sehen?

Unisono fordern Ökologen ein besser organisiertes Monitoring

Das wäre eine falsche Reaktion, sagt Wolfgang Weisser, Inhaber des Lehrstuhls für Terrestrische Ökologie an der Technische Universität München: „Wir wissen von vielen Artengruppen, dass sie extrem stark zurückgehen und wir wissen auch, dass sowohl das Klima als auch die Landwirtschaft entscheidende Rollen spielen – wir wissen nur nicht genau, wie stark welche Faktoren in verschiedenen Lebensräumen wirken.“ So sieht es auch Jens Dauber, Leiter des Thünen-Instituts für Biodiversität in Braunschweig: „Die Grundannahme, dass viele Insekten in Agrarlandschaften durch die Entwicklungen der letzten Jahrzehnte – wie etwa flächendeckenden Pestizideinsatz, hohe Düngermengen, Ausräumung der Landschaftsstrukturen, kurze und homogene Fruchtfolgen, aber auch Nutzungsaufgabe – gefährdet sind, dass die Artenzahl- und Biomasse zurückgehen und dass die ökologische Leistungsfähigkeit der Agrarsysteme beeinträchtigt ist, beruht auf sehr vielen wissenschaftlichen Studien, sie steht“, sagt er.

Großen Verbesserungsbedarf sehen aber ausnahmslos alle an der Debatte beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Insektenmonitoring selbst. Unisono beklagen sie, dass es noch immer an einem langfristig angelegten, geographisch repräsentativen Monitoring fehlt, das alle relevanten Umweltfaktoren inklusive Pestiziden, Düngerbelastung, Landnutzung und Wetter abdeckt, und Experimente erlaubt.

Aus dem Versprechen der Bundesregierung, für ein repräsentatives Monitoring zu sorgen, ist bisher wenig geworden. Die Probleme fingen damit an, dass Agrar- und Umweltministerium aus Kompetenzgerangel zwei verschiedene Initiativen aufsetzten. Dann wurde es dem neu gegründeten Deutschen Zentrum für Biodiversitätsmonitoring wegen des Neids der Bundesländer qua Satzung unmöglich gemacht, selbst Biodiversitätsmonitoring zu betreiben. Es darf nur bestehende Daten zusammenführen – was oft schwierig oder unmöglich ist, wenn deren Methoden nicht kompatibel sind. Am weitesten fortgeschritten sind die Vorbereitungen für ein Monitoring in der Agrarlandschaft durch das Thünen-Institut und für ein spezielles europäisches Bestäuber-Monitoring.

Hoffnung auf automatisierte Fallen

Doch um sie professionell zu realisieren, fehlt es an Personal und Geld. Es sollen wieder Freiwillige ran, die aber in den seltensten Fällen – der Entomologische Verein Krefeld ist die große Ausnahme – wirklich über Jahre und Jahrzehnte verlässlich liefern können. „Jeder würde gerne die langfristigen und umfassenden Daten haben, aber keiner will sie erheben“, kritisiert Weisser. Er sieht besonders die Rolle der Bundesländer kritisch: „Es fehlt bei vielen Bundesländern an Engagement, es fehlt an Kooperation und bundesweit einheitliche Ansätzen werden verhindert, nach dem Motto ‚Lieber etwas selbst schlecht machen, als sich mit den anderen einzulassen‘“, sagt er. Der Wissenschaftler nennt das Statistische Bundesamt als Institution, die der Aufgabe des Insekten- und generell des Biodiversitätsmonitorings am besten gewachsen wäre.

Florian Hartig, Biologieprofessor an der Universität Regensburg und dort Leiter der Arbeitsgruppe „Theoretische Ökologie“, würde ein einheitliches repräsentatives Monitoring am liebsten auf ganz Europa und ein breites Spektrum von Lebensformen ausgedehnt sehen: „Man sollte nicht ein paar Jahre Insekten und ein paar Jahre Amphibien anschauen, sondern das kontinuierlich und ganzheitlich machen“, sagt er – und sieht Grund für Optimismus.

Bisher war Insektenmonitoring mit aufwändiger Handarbeit verbunden. Die sogenannten Malaisefallen – zeltartige Netze mit Alkoholbehältern – mussten betreut werden, für die Identifikation von Arten fehlten häufig die Experten. Nun halten automatisierte Verfahren in die Feldforschung Einzug, sagt er: „Über die DNA in Proben können Arten und sogar deren Häufigkeiten genetisch bestimmt werden, und gerade entstehen akustische und optische Sensoren, die gekoppelt mit KI die Biodiversität erfassen können.“

Aber auch ein hochmodernes Monitoring-Netzwerk wäre mit hohen Investitionen verbunden – und dazu braucht es den politischen Willen, über die Entwicklung der Biodiversität umfassend im Bild sein zu wollen.