Wissenschaft
Mit Bienendaten bestäuberfreundliche Lebensräume gestalten – apic.ai
Aug
Ein Gastbeitrag von apic.ai
“Wir sind ein 2018 in Karlsruhe gegründetes Hightech Start-up. Mithilfe unserer Kameratechnologie verwandeln wir Bienen in Biosensoren. Unser Team vereint der Wunsch, die eigenen Fähigkeiten zum Schutz von Umwelt und Gesellschaft einzusetzen. Als Technologie-Enthusiasten tun wir das, indem wir belastbare Daten über die Ursachen des Insektensterbens ermöglichen, die bislang zur Entwicklung zielgerichteter Gegenmaßnahmen fehlen.”
Data for Biodiversity
Mit unserer Kameratechnologie erfassen wir das Verhalten von Honigbienen am Eingang von Bienenstöcken. Ergänzt um Daten zum Nektareintrag (Energiequelle der Bienen) über das Gewicht der Völker und Analysen der Nahrung, die sie finden, bestimmen wir die Qualität des jeweiligen Lebensraums für Bestäuber. Die Honigbiene setzen wir dabei als Indikator-Art ein. Die Erkenntnisse, die wir aus ihrer Beobachtung ziehen, geben also auch Aufschluss über die Situation für wilde Bestäuber wie Hummeln oder Schmetterlinge. Wenn schon die Honigbiene als “Allesfresser” mit großer Flugreichweite Probleme hat, Nahrung zu finden, liegt es nahe, dass z. B. die (häufig auf einzelne Pflanzenarten spezialisierten) Wildbienen, die nur im Umkreis weniger hundert Meter auf Futtersuche gehen, noch deutlich mehr Schwierigkeiten haben. Insbesondere zum Schutz der Bestände dieser häufig gefährdeten Arten gilt es herauszufinden, was sich vor Ort verbessern muss.
Bestäuber als Multiplikatoren der Biodiversität
Die biologische Vielfalt ist eine unserer wichtigsten Lebensgrundlagen. Mit etwa 70% aller beschriebenen Arten sind Insekten die mit Abstand größte Tiergruppe [1]. Sie stehen am Beginn der Nahrungsketten vieler Kleintiere und Vögel, von denen sich wiederum größere Tiere ernähren. Die Zahl der Insekten geht seit Jahrzehnten stark zurück. Dem Rückgang der Bestäuber kommt in Bezug auf den Schutz der Artenvielfalt eine Sonderrolle zu. Da sie für die Bestäubung von weltweit 80% [2] aller Wild- und Kulturpflanzen verantwortlich sind, wirken sie auch als Multiplikatoren der Biodiversität in der Pflanzenwelt. Entsprechend stark wirkt sich ihr Rückgang auf den Verlust der biologischen Vielfalt aus. Einer der Hauptgründe des Insektensterbens ist der Verlust qualitativ hochwertiger Lebensräume [3].
Aufschlussreiche Pollenpracht
Wir erfassen, ob und wie viele der Honigbienen Blütenpollen sammeln und von welchen Pflanzen diese Pollen stammen. Das gibt Aufschluss über die Pflanzenvielfalt im jeweiligen Lebensraum.
Wissenslücken schließen für erfolgreiche Maßnahmen gegen das Insektensterben
In einem Sonderbericht zum Schutz wilder Bestäuber in der EU kam der Europäische Rechnungshof zu dem Schluss, dass die bisherigen Initiativen den Rückgang der wilden Bestäuber kaum aufgehalten haben [4]. Um etwas gegen den Verlust geeigneter Lebensräume unternehmen zu können, fehlt es bislang an Werkzeugen, um Daten über die Qualität von Lebensräumen zu erfassen und mögliche Nahrungsengpässe zu erkennen. Belastbare Daten über diese Faktoren sind Voraussetzung dafür, wirksame Gegenmaßnahmen zu entwickeln, umzusetzen und deren Erfolg messen zu können. Genau hier können wir mit unserer Technologie und unseren Partnern einen entscheidenden Unterschied machen.
Entwicklung der Lebensraumbewertung mit Vodafone und Stadtbienen e.V.
Im Jahr 2021 haben wir gemeinsam mit Vodafone und Stadtbienen ein Pilotprojekt zur Erfassung der Lebensqualität für Bestäuber in Düsseldorf umgesetzt. Betrachtet wurden dabei zwei Bienenvölker und ihr städtischer Lebensraum, der sich 2-3 km rund um ihr Zuhause auf dem Dach des Vodafone-Hauptsitzes am Ferdinand-Braun-Platz erstreckt. Die von Stadtbienen betreuten Völker wurden zur Datenerfassung für die Dauer einer Woche Ende August 2021 mit unseren Monitoringsystemen ausgestattet.
Die Systeme analysieren jede Bewegung der Bienen mithilfe von Algorithmen, die zuvor vom Menschen trainiert wurden. So konnten kontinuierliche Daten über die Aktivität der ein- und ausfliegenden Bienen erhoben werden. Die Systeme erfassten auch, ob und wie viele der Bienen Blütenpollen sammelten, mit dem die Bienen ihren Nachwuchs aufziehen. Neben der Menge wird auch die Vielfalt der Pflanzen untersucht, die den Bienen Pollen als Nahrung lieferten. Die Pollenanalyse im Labor ermöglicht detaillierte Einblicke in die lokale Pflanzenwelt. Zudem wurden die Farben der eingetragenen Pollen untersucht, um zu prüfen, ob auch die Vielfalt der Pollenfarben Schlüsse auf die Diversität des Blütenangebots zulässt.
Ergebnisse der Pilotstudie in Düsseldorf
Nahrungsengpass im Untersuchungszeitraum
Im Mittel wurden bei Vodafone im Aufnahmezeitraum pro Tag 1.650 Bienen mit Pollen erkannt. Dies entspricht 17-25 g Pollen pro Tag. Diese Daten haben wir mit den “Soll-Werten” verglichen, die das wissenschaftliche Simulationsmodell BEEHAVE für den gleichen Zeitraum liefert. Die Ergebnisse der eingetragenen Pollenmenge deuten auf einen temporären Nahrungsengpass im Untersuchungszeitraum hin. Dies soll 2022 weiter untersucht werden, da im Betrachtungszeitraum relativ schlechtes Wetter herrschte und es sich zum damaligen Zeitraum noch um kleine, aus Schwärmen gebildete Jungvölker handelte. Beide Faktoren könnten zu einem geringeren Eintrag geführt haben. Sollten die Daten in diesem Jahr ähnlich sein, wäre es zu empfehlen, mehr Blühangebote zu schaffen, die den Bienen Ende August Nahrung zur Verfügung stellen.
Zu wenig Pollen
Die beiden Völker auf dem Dach am Ferdinand-Braun-Platz 1 scheinen am 24.08.2021 und 25.08.2021 kein ausreichendes Pollenangebot aufgefunden zu haben. Als Vergleichswert wurde der Bedarf laut dem wissenschaftlichen Simulationsmodell BEEHAVE genutzt. Bienenvölker benötigen den Pollen zur Aufzucht ihres Nachwuchses. Sie sammeln ihn von Blüten im Umkreis von 2-3 km um ihren Standort.
Ein vielfältiges Pollenangebot am Standort
Am 24. und 25. August sammelten die Bienen Nahrung von 23 Pflanzen. Mit über 40% machten Waldreben dabei den größten Anteil aus. Auch Aster, Senf, Löwenzahn, Wegerich und Schmetterlingsstrauch spielten mit einem Anteil von je 6-21% eine wichtige Rolle. Abgerundet wurde die “Speisekarte” mit kleineren Mengen von Zaunrübe, Sonnenblume, Hopfen, Johanniskraut, Lilie, Zaunwinde, Efeu, wildem Wein, Schneebeere, Schneeball, Hartriegel, Malve, Nachtkerze, Seerose, Reiherschnabel, Essigbaum und Königskerze.
Ein Teil der eingetragenen Pollen stammte von Pflanzen, deren Nährstoffgehalt als mittelmäßig bis gering zu bewerten ist. Trotz der hohen Vielfalt an Pflanzen, die den Bienen am Standort zur Verfügung standen, könnte dies ein weiteres Zeichen dafür sein, dass der zusätzliche Anbau bienenfreundlicher Pflanzen, die im August blühen, den Honigbienen und auch ihren wilden Kolleginnen zugutekommen würde.
Messbar vielfältig.
Analysen von Pollenproben spiegelten die Diversität des Speiseplans der Bienen am 24. und 25. August 2021 wider.
Wie geht es weiter?
2022 sollen die Ergebnisse des Vorjahres zum Polleneintrag nochmal überprüft werden. Zu diesem Zweck wurde ein deutlich längerer Zeitraum von vier Wochen gewählt. Zudem werden Waagen integriert, mit denen die Nahrungsverfügbarkeit auch bezogen auf den Nektar erhoben werden kann. Dies lässt ein vollständiges Bild der Nahrungsversorgung der Bienen im Betrachtungszeitraum zu. Der Vergleich mit den Referenzdaten des Simulationsmodells BEEHAVE wird hier zeigen, ob Nahrungsmängel vorliegen und wenn ja, wie ausgeprägt diese sind. Mit vermehrten Analysen der Vielfalt der Nahrungspflanzen wird das Bild der bienenfreundlichen Düsseldorfer Pflanzenwelt erweitert. Darüber hinaus werden Proben genommen, die Aufschluss über eine mögliche Schadstoffbelastung geben können. Wir halten euch über die Ergebnisse auf dem Laufenden.
Ärmel hoch
Wer nicht damit warten möchte, einen aktiven Beitrag zum Schutz der Bestäuber zu leisten, kann natürlich auch selbst aktiv werden. Die Wahl bestäuberfreundlicher Blühpflanzen kann bei der Gestaltung von Gärten, Balkonen und Firmengrundstücken helfen, den Lebensraum vor Ort zu verbessern. Mit diesen Blühpflanzen, die Ende August blühen, könnt ihr für Menge und Vielfalt auf dem Speiseplan von Bienen und Co. sorgen.
Für Balkone eignen sich z. B. Besenheide und Wegwarte. Auf Grünstreifen bieten sich Wiesenklee und Löwenzahn an. Besonders wertvoll ist die Schaffung von Pflanzen, wo zuvor nur versiegelte Fläche war, z. B. durch begrünte Dächer, Zäune oder Fassaden. Hier eignen sich im August und September besonders Efeu und Waldrebe [5]. Der Anbau dieser und weiterer Pflanzen kann helfen, das ökologische Potenzial der Flächen und Gebäude der Stadt als Bestandteil des bestehenden Ökosystems zu erschließen. Maßnahmen wie diese helfen nicht nur den Bestäubern, sondern können auch die Aufenthaltsqualität und das Wohlbefinden der Menschen steigern und die Stadt im Sommer kühlen. Wer im Flugradius der Vodafone-Bienen in diesem Frühjahr bienenfreundliche Blühpflanzen angelegt hat, könnte deren Beitrag schon bald in unseren Daten sehen.
Mitmachen
Für 2023 sind Projekte in weiteren Städten geplant, die mit Bienendaten bestäuberfreundlicher gestaltet werden sollen. Daten einzelner Standorte ermöglichen die smarte Umgestaltung ganzer Quartiere mithilfe neuster Forschungserkenntnisse aus ihren eigenen Bienenvölkern. Wir suchen Pioniere, die einen zielgerichteten Beitrag zu bunten Städten leisten möchten. Bei Interesse schreiben Sie gerne an: aline.mack@api.cai
Bildnachweis
1: Titelbild
2: Honigbiene mit Pollen
3: Grafik Pollen
4: Grafik Vielfalt
apic.ai / Vodafone
Ihor Hvozdetskyi via shutterstock
apic.ai / Vodafone
apic.ai / Vodafone
Quellen
[1] Heinrich-Böll-Stiftung, Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland & Le Monde Diplomatique, (2020): INSEKTENATLAS – Daten und Fakten über Nütz- und Schädlinge in der Landwirtschaft, 2020, 2. Auflage, S.8
[2] Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, (2017): Ohne Bienen keine Früchte Bedeutung und Lebensweise der Honigbiene, S. 20, ISBN 978-3-8308-1258-6.
[3] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und nukleare Sicherheit, (Umweltministerkonferenz 2018): Schriftlicher Bericht für die 90. Umweltministerkonferenz vom 6.-8. Juni 2018 in Bremen, https://www.umweltministerkonferenz.de/documents/top_22_insektensterben_bericht_1532603238.pdf.
[4] Europäischer Rechnungshof (2020). Sonderbericht. Schutz wilder Bestäuber in der EU – Initiativen der Kommission haben keine Früchte getragen. Abgerufen am 15.07.2022 auf https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR20_15/SR_Pollinators_DE.pdf.
[5] Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg, (2019): Bienenweidekatalog Verbesserung der Bienenweide und des Artenreichtums, 6. aktualisierter Nachdruck, Stuttgart, Oktober 2019, S. 55-98.