Biodiversitätsinformatik in Deutschland

W. G. Berendsohn, C. Häuser & K.-H. Lampe (1999)
Biodiversitätsinformatik in Deutschland: Bestandsaufnahme und Perspektiven
Bonner Zoologische Monographien 45. Zool. Forschungsinstitut und Museum Alexander Koenig, Bonn.

4.2. Umweltinformationssysteme

Organisation von Umweltinformationssystemen

Wie auf der europäischen Ebene im Rahmen der EUA, so sind auch in Deutschland die öffentlichen Einrichtungen auf Bundes-, Länder- und kommunaler Ebene vor allem mit Umweltinformationssystemen befaßt. In diesem Bereich werden substanzielle Förder- und Unterhaltungsmittel aufgebracht. Die meisten (teilweise schon seit den 70er Jahren laufenden) Projekte befassen sich mit Umweltinformatik im weiten Sinne (Gewässerschutz, Umweltverträglichkeitsprüfung, Abfallverwertung, Toxine, radioaktive Belastung usw.). Biodiversitätsbezogene Daten spielen insgesamt meist eine eher untergeordnete Rolle, in der Regel handelt es sich um Daten auf der Ökosystemebene (Biotopaufnahmen) oder um Daten im Rahmen des Artenschutzes. So ergab z.B. eine Nachfrage im Umweltministerium des Landes Nordrhein-Westfalen im August 1998, dass das dortige Umweltinformationssystem (UIS) im Hinblick auf Biodiversität zwar Standorttypen, Biotopausdehnungen und Arten der roten Listen erfaßt, ansonsten aber keine biodiversitätsbezogenen Daten berücksichtigt. Nach Durchsicht der auf dem WWW publik gemachten Unterlagen des Bund-Länder Arbeitskreises Umweltinformationssysteme ist davon auszugehen, dass dies auch auf die Systeme in den anderen Bundesländern zutrifft.

Innerhalb der zur Zeit laufenden Koordinierungsbestrebungen sind aber durchaus Ansätze vorhanden, im Rahmen der UIS eine verstärkte Einbeziehung von auf Deutschland beschränkter allgemeiner Information zur Biodiversität zu bewerkstelligen, sei es durch deren direkte Integration oder durch eine Einbeziehung als beigeordnetes Fachinformationssystem.

Die durch die föderalen Strukturen bedingte starke Zersplitterung der Zuständigkeiten hat zweifellos zu erheblichen Parallelentwicklungen geführt. So gibt es z.B. sowohl in den Bundesländern als auch auf Bundesebene zentrale Umweltinformationssysteme, die bei oft gleichen Ansprüchen zum Teil erhebliche konzeptionelle Unterschiede aufweisen (siehe Projekt "Dokumentation der Umweltinformationssysteme des Bundes und der Länder", früher "Fortlaufende Bestandsaufnahme von UIS-Konzepten in Bund und Ländern", im Auftrag des Bund-Länder-Arbeitskreises Umweltinformationssysteme [Page et al. 1996]). Zusätzlich werden vielfach kommunale Umweltinformationssysteme installiert, teilweise mit recht guter finanzieller und personeller Ausstattung. So ist zum Beispiel aus dem Kommunalen Umweltbeobachtungs- und Informationssystem (KUBIS) der Stadt Bonn heute (Oktober 1999) das Umweltinformationssystem UIS (auf WINCAD-SD-Basis) geworden. Mit dem Programm sollen alle umweltbezogenen Daten (mit geographischer Lage) zusammengeschlossen, verwaltet und, wenn möglich, visualisiert werden. Dabei werden auch Altstandorte mit möglicher Umweltbelastung berücksichtigt (Zeitachse). Die Primärdaten für die Biotopkartierung wurden teils durch Mitarbeiter der Universität Bonn, zum größten Teil aber von Mitarbeitern der Landesanstalt für Ökologie und Landschaftsplanung (LÖLF, heute LÖBF) erhoben. Der Stellenwert des UIS in der Stadtverwaltung ist offenbar relativ hoch; vier permanente Mitarbeiter betreuen das UIS (Datenbankpflege, Programmanpassung, Berichte etc.), während Abfragen und auch Dateneingaben durch die in der Stadtverwaltung verteilten Sachbearbeiter erfolgen. Zunehmend wird auch die Intranet/Internet-Technologie für die verwaltungsweite Verbreitung der Umweltinformationen genutzt.

Kommunale Umweltinformationssysteme sollen künftig verstärkt in lokale Agenda 21 Prozesse mit einbezogen werden. Das BMU/UBA ist hier unterstützend tätig und bietet diverse Informations- und Beratungsprodukte an: 1998 erschien ein Handbuch mit Praxisanleitungen zur Durchführung lokaler Agenda 21 Prozesse (BMU, UBA 1998) und 1999 ein europaweiter Vergleich (BMU, UBA 1999). Schließlich wird ein Literatur- und Adressen-Wegweiser (BMU 1997) fortgeschrieben, der in Kürze mit aktuellen und nützlichen Internet-Adressen neu herausgegeben werden soll.

Es gibt aber auch zahlreiche Bestrebungen, durch gemeinsame Planungen und Entwicklungen in diesem Bereich Synergieeffekte auszunutzen und Doppelentwicklungen zu vermeiden. In diesem Sinne ist z.B. der Bund-Länder-Arbeitskreis Umweltinformationssysteme zu nennen, ein von der Umweltministerkonferenz Anfang der 80iger Jahre eingerichtetes Gremium der für Umwelt zuständigen Ministerien der Länder und des BMU (Leitung BMU, beratende Mitglieder aus UBA und BfN). Auf Bundesebene (BMU/UBA) liefert das als Auskunftssystem für die Belange des UBA und des BMU konzipierte UmweltPLanungs- und InformationsSystem des Umweltbundesamtes (UMPLIS) umfangreiche Hintergrunddaten auch für die Ländersysteme. Hierzu gehören auch die Umweltforschungsdatenbank (UFORDAT), Umweltliteraturdatenbank (ULIDAT) und die Umweltrechtsdatenbanken (URDB) am UBA.

Die LANA (Länderarbeitsgemeinschaft für Naturschutz, Landschaftspflege und Erholung) besteht aus den obersten Naturschutzbehörden aller Bundesländer und dem BfN als Vertretung des Bundes. Die LANA dient der Zusammenarbeit von Bund (BMU) und Ländern in Fragen des Naturschutzes und der Landschaftspflege (z.B. im Rahmen des Bundesnaturschutzgesetzes, der Entwicklung von Biodiversitätsstrategien, etc.). Das BfN als deutsche Kontaktstelle Naturschutz zum europäischen Themenzentrum Naturschutz in Paris (ETC/NC, siehe unter Abschnitt 3.2, EUA) soll in und mit der LANA den Informationsfluß zwischen Bundesländern und der europäischen Ebene sichern.

Mit dem LANIS-Bund (Landschafts- und Naturschutzinformationssystem) des BfN soll ein internes Fachinformationssystem entstehen, das den Zugriff auf relevante Informationen aus den Fachgebieten und Arbeitsbereichen des BfN realisiert (geographische Daten, Naturschutzgebiete, Biotoptypen, in Zukunft auch Zugriff auf einzelne Datenbanken wie z.B. der Datenbank Gefäßpflanzen und diverser Standard- und Referenzlisten, also Rote Listen, Master-Listen bestimmter Gruppen etc.). Ein externer Zugriff auf Datenbestände des BfN soll über drei Schienen realisiert werden: (i) statische Webseiten unter der Homepage des BfN, (ii) Beiträge zum German Environmental Information Network (GEIN), u.a. durch Zugriff auf Datenbanken und thematische Karteninhalte mit einem Web-fähigen GIS-Tool, und (iii) Beiträge des BfN zum Bundesinformationssystem Genetische Ressourcen (BIG), so z.B. Zugriffe auf relevante Datenbankinhalte und thematische Karten für das Thema einheimische Gefäßpflanzen (R. May, pers. comm.).

Im Sinne der Biodiversitätsinformatik bedeutsam sind im Rahmen der genannten Aktivitäten vor allem die Daten zum Natur- und Artenschutz sowie die Floren- und Faunenkartierung (s.u.). Die federführende Rolle spielt hier zumeist das BMU und vor allem das BfN, aber viele der Zuständigkeiten, insbesondere im Vollzug, liegen bei den Ländern. So liegen z.B. im ALBIS (Arten-, Landschafts- Biotop- Informationssystem) bei der Landesanstalt für Umweltschutz Karlsruhe die Daten aus ca. 35 000 Biotopkartierungen in Baden-Württemberg vor. In der Landesanstalt für Ökologie, Bodenordnung und Forsten/Landesamt für Agrarordnung des Landes Nordrhein-Westfalen werden im Rahmen der Biotopkartierung artbezogene Daten erhoben; eine Datenbank ist im Aufbau. Das im Aufbau begriffene sog. FOGIS (Forstliches Geographisches Informationssystem) der Landesforstverwaltung Baden-Württemberg (auch in Thüringen und Niedersachsen) soll ebenfalls Biotopdaten enthalten.

Eine interessante Mischung aus UIS-Komponenten und umweltinformatischer Forschung stellt das am Fraunhofer Institut für Informations- und Datenverarbeitung in Karlsruhe realisierte Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (IITB 1998) dar. Im Rahmen des Forschungsverbunds Elbe-Ökologie, einer Fördermaßnahme des BMBF, wird ELISE an der Bundesanstalt für Gewässerkunde aufgebaut, um den Informations- und Datenaustausch der beteiligten Projekte zu unterstützen. Auch das LOTSE (Land Ocean Thematic Search Engine) Projekt am GKSS Forschungszentrum Geesthacht fällt in diese Kategorie (GKSS 1999). Über LOTSE können die Daten verschiedener Einzelprojekte zum Bereich küstennaher Gewässer eingesehen werden; z.B. Sensitivitäts- und Schadstoffkartierung des gesamten deutschen Wattenmeeres oder Ökosystemforschung Wattenmeer in Schleswig-Holstein bzw. in Niedersachsen - jeweils unterteilt in strukturelle und funktionale Ökosystemforschung.

Eine besonders vielversprechende Koordinierungsmaßnahme stellt der Umweltdatenkatalog UDK dar. Der UDK wurde 1991-1995 im Niedersächsischen Umweltministerium im Rahmen eines vom Umweltbundesamt geförderten Forschungsvorhabens entwickelt. Seit Januar 1996 ist eine von 13 Bundesländern unterzeichnete Bund-Länder-Verwaltungsvereinbarung in Kraft, die die Weiterentwicklung, Pflege und Einführung des UDK zum Ziel hat. Auf der Grundlage dieser Vereinbarung wurde im Niedersächsischen Umweltministerium die Koordinierungsstelle UDK eingerichtet. Seit 1993 besteht eine enge Kooperation mit Österreich, wo seit 1.1.1995 der Einsatz eines Umweltdatenkataloges gesetzlich vorgeschrieben ist.

Das 1994 begonnene Projekt WWW-UDK stellt die Daten des UDK im World Wide Web zur Verfügung (Technik: Nikolai et al. 1999, Geschichte: Swoboda et al. 1999). Wie das vom ETC/CDS (s. Abschnitt 3.2) entwickelte System (mit dem zusammengearbeitet wird) handelt es sich um ein objektorientiertes Metainformationssystem, welches Information über die Struktur und Beschaffenheit (Gültigkeit, Fehlertoleranz etc.) von Datenbeständen bereitstellt. Gleichzeitig soll es eine benutzergerechte Navigation innerhalb dieser Informationen und ggf. auch einen direkten Zugriff auf gefundene Datenbestände ermöglichen.

Floren- und Faunenkartierung und Listen, Beringung

Die wohl umfangreichsten Einzeldatensammlungen zur Biodiversitätsinformatik in Deutschland liegen im Bereich der nationalen Floren- und Faunenkartierung und Beringung vor, und zwar sowohl auf Bundes- als auch auf Länderebene. Diese Datenbestände illustrieren bereits den Nutzen einer breiten Informationsbasis auf organismischer Ebene, sowohl für Naturschutzbelange als auch besonders für die wissenschaftliche Auswertung. Hier ist zu nennen:

Gefäßpflanzen: Am BfN wird, gefördert durch Mittel aus dem Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, die "Datenbank Pflanzen" aufgebaut. Neben Charakterisierungsdaten zur Biologie und Ökologie sowie zur Gefährdung (Rote Listen) von Gefäßpflanzenarten enthält diese Datenbank als Kernbestand (derzeit ca. 14 Millionen Datensätze) die Basisinformation zur Verbreitung und Bestandssituation der wildwachsenden Gefäßpflanzenarten in Deutschland (May 1994). Die Daten stammen aus regionalen Projekten (teilweise auf Länderebene, teilweise aus privaten Erhebungen), die von der Zentralstelle für die floristische Kartierung Deutschlands organisiert und betreut werden. So wird den regionalen Projekten das PC-Programm FlorEin kostenlos für den Aufbau und die Auswertung eigener Kartierungs-Datenbanken zur Verfügung gestellt (May & Subal 1992). Die Zentralstelle gliedert sich entsprechend der Geographie des Bundesgebietes und der Aufgabenverteilung in die vier Zentralstellenbereiche Nord (H. Haeupler, Bochum), Ost (E. Jäger, Halle), Süd (P. Schönfelder, Regensburg, projektfederführend) und Zentrale Datenbank (R. May, BfN). Leider ist diese Datenbank bislang nicht im Internet zugänglich, im Rahmen der Beiträge des BfN zum GEIN und zu BIG (s.o.) soll aber im Jahre 2000 auf die Verbreitungsinformationen und weitere Charakterisierungsdaten von Gefäßpflanzen in der Datenbank per Internet zugegriffen werden können (R. May, pers. comm.). Darüber hinaus existieren mehrere Florenkartierungsprojekte auf Länderebene, z.B. eine Datenbank sämtlicher bereits elektronisch erfasster Daten der floristischen Kartierung Baden-Württembergs im Rahmen des Arten-, Landschafts-, Biotop- Informationssystems (ALBIS) an der Landesanstalt für Umweltschutz Karlsruhe (100 000 Datensätze Moose, 80 000 Flechten; 800 000 Phanerogamen). Die Daten sollen künftig über den Umweltdatenkatalog im Netz verfügbar gemacht werden. Als Resultat der Florenkartierung wurde auch eine Standardliste der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands (ZfK 1993) veröffentlicht.

Mollusken: Eine umfangreiche Datenbank zur Molluskenkartierung Deutschlands, die bereits als Basis mehrerer Publikationen diente (gedruckte Schnecken-Faunen oder –Atlanten u.a. für Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Hessen). Leiter der Projektgruppe: H. Jungbluth; Datenverarbeitung am Universitätsrechenzentrum Heidelberg.

Fledermäuse: Eine zentrale Datenbank für Fledermausberingungen in Deutschland (BatRing) mit über 60 000 Datensätzen, gefördert vom BfN. Die Leitung hat R. Hutterer (ZFMK Bonn). Die finanziellen Mittel werden Ende 1999 verbraucht sein; voraussichtlich sind dann mehr als 60% von insgesamt 100 000 Datensätzen eingegeben. Es werden alle deutschen Fledermausarten berücksichtigt.

Vögel: Mehrere Vogelberingungsdatenbanken (Wiederfunde beringter Vögel), in den Vogelwarten Helgoland (114 000 Datensätze), Radolfzell (42 000) und Hiddensee (240 000). Die Datenstruktur ist einheitlich und richtet sich nach EURING (s. Abschnitt 3.3). Der Dachverband Deutscher Avifaunisten unterhält eine Datenbank der Verbreitung und Häufigkeit der Brutvögel von Deutschland (Rheinwald 1993) und eine Datenbank mit den Daten des Bestandsmonitorings häufiger Brutvögel Deutschlands für den Zeitraum 1989-1999 (G. Rheinwald, pers. comm.).

Wandernde Tierarten: Ein Datenbankprojekt zur Erstellung eines Global Register of Migratory Species (GROMS) im Sinne der Konvention von Bonn (Riede 1999). Es handelt sich um ein Kooperationsvorhaben zwischen dem Zentrum für Entwicklungsforschung der Universität Bonn und dem Zoologischen Forschungsinstitut und Museum Alexander Koenig (ZFMK), Bonn. Dieses vom BMU finanzierte Projekt erscheint aufgrund der Anwendung eines Populationskonzepts und dem Datenbank-gekoppelten GIS Einsatz besonders interessant.

Die Kartierungsprojekte gehen zwangsläufig mit der Erstellung von Standardlisten der betroffenen Organismengruppe für die kartierte Region einher. Solche Listen werden aber auch ohne Verbindung zu Kartierungsprojekten erstellt, teilweise mit interessantem biodiversitätsinformatischen Hintergrund. So fördert das BMU z.B. ein Kollaborationsprojekt zwischen der Universität Göttingen und dem BfN zur Erstellung einer nomenklatorischen und taxonomische Referenzliste der Moose Deutschlands (Koperski et Sauer 1999). Als Werkzeug wurde das Datenbankprogramm TAXLINK - entwickelt, eine Datenbank zur Verwaltung unterschiedlicher taxonomischer Auffassungen, mit dem die Behandlung der verschiedenen existierenden taxonomischen Konzepte auf Art- und Gattungsebene im Sinne des IOPI Datenmodells (Berendsohn 1995, 1997) praktisch angewandt und evaluiert werden.

Die meisten sogenannten Roten Listen gefährdeter bzw. geschützter Pflanzenarten liegen als Datenbanken vor. Am BfN wurde die Datenbank WISIA (Wissenschaftliches Informationssystem im Internationalen Artenschutz) entwickelt, in der wissenschaftliche Angaben über die gesetzlich in nationalem und internationalem Rahmen (Convention on International Trade on Endangered Species [CITES], Bundesnaturschutzgesetz, Berner Konvention, Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie) geschützten Arten gespeichert sind. Die Datenbank soll vor allem den Vollzug der gesetzlichen Vorgaben erleichtern.

Nächstes Kapitel

Inhalt | 1. Biodiversitätsinformation | 2. Biodiversitätsinformatik | 3. Internationale Strukturen: 3.1. Politischer Rahmen; 3.2. Umsetzung international, 3.3. Initiativen; 3.4. Standardisierung | 4. Strukturen in Deutschland: 4.1. Umsetzung internationaler Übereinkommen; 4.2. Umweltinformationssysteme; 4.3. Genetischen Ressourcen; 4.4. Gobale Biodiversität; 4.5. Zusammenfassung | 5. Strategie und Prioritäten: 5.1. National koordinierte Forschungsförderung; 5.2. Verbesserung der Infrastruktur; 5.3. Informationserschließung | Danksagung | Zitierte Literatur | Abkürzungen | Home