Theorie in der Oekologie – serie

Genetically modified organisms (GMO) are traded as staple crops on the world market. The Cartagena Protocol on Biosafety gives sovereign rights to each country to implement its own regulatory regime to protect their landscapes and agricultural heritage. Data on the receiving environment for countries in Africa are limited. How would it be possible to maintain the options of agriculture with or without GMO, and organic farming? Decisions require not only lab-testing of crops but also data on the different agricultural structures, field sizes, and socioeconomic conditions. This book presents an introduction into the topic, experiences from biosafety research executed in the EU and most important, insight into small-scale African agriculture that is of highest relevance for food security of a population majority. The data substantiates, that crop purity as a condition to maintain cultivation options and access export markets require highest attention and solutions that still have to be found.

After two successful meetings on the ecological implications of GM-crop cultivation in 2008 and 2010, the authors felt encouraged to carry out a follow-up conference in 2012. GMLS III highlights recent scientific developments in the analysis of risks in the agricultural use of genetically modified plants. While in some countries a GM-based agriculture has been largely established, other regions of the world continue cultivation of conventional varieties only. This acknowledges a persistent reservation of the public towards GMO products. The overall need of an emphasis in independent studies becomes continuously more obvious. Experts from Europe, United States, Ghana and Argentina report their scientific results and experience with ecological, socio-economical and administrative implications.

Mathematical and computational approaches provide powerful tools in the study of problems in population biology and ecosystem science. Recent analytical advances, coupled with the enhanced potential of high-speed computation, have opened up new sights and presented new challenges especially in those fields of ecological theory which met methodological restrictions in the past:For many years scales and hierarchies have been considered an important research topic in ecology. Nevertheless, the prevailing methodological constraints frequently reduced the analysis to conceptual considerations. Conceptual structuring remains to be the primary practical contribution of scale and hierarchy to the development of ecological theory. In this volume we attempt to demonstrate to what extent this is currently changing. The application of models which are capable to represent precisely the relations of different scales and integration levels have made a remarkable progress and let us observe how a wide range of emergent properties can be analysed in the output of ecological models. By linking empirical findings and similar model specifications with the implementation of self-organisation processes on the level of model components, the analytical and synthetic power of modelling can be extended to a new, synergistic level. The contributions of this volume provide background, examples and current results. The volume starts with concept articles, then presents an example of artificial networks, provides papers concerning genetic aspects and ends with articles dealing with botanical features.

Das Buch behandelt die begrifflichen und methodologischen Grundlagen der Einheiten der Ökologie, d.h. Population, Biozönose, Ökosystem etc. Obwohl diese Begriffe, speziell das Ökosystem, zu den meistbenutzten der Ökologie gehören, herrschen über ihre genaue Bedeutung und Anwendung große Unklarheiten, die wichtige Konsequenzen für die Ökologie und für die darauf aufbauenden angewandten Disziplinen, wie den Naturschutz, haben. Wann etwa ist ein Ökosystem zerstört? Wann ist es trotz Veränderungen noch «dasselbe»? Solche Fragen lassen sich nicht rein empirisch beantworten, sondern bedürfen einer klaren theoretischen Basis. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende wissenschaftstheoretisch fundierte Analyse des Begriffsfelds der ökologischen Einheiten. Darauf aufbauend werden Methoden zur klaren und eindeutigen Definition dieser Begriffe erarbeitet. In einem abschließenden Teil werden die Konsequenzen unterschiedlicher Verständnisse von ökologischen Einheiten für den Naturschutz anhand eines Fallbeispiels illustriert. Die Studie stellt damit eine sehr weitreichende und detaillierte Behandlung dieses wichtigen ökologischen Begriffsbereichs dar, wie sie bisher in dieser Form nicht verfügbar war.

Die Gegenstände der Ökologie können nicht als voraussetzungslos gegeben begriffen werden. Sie sind vielmehr Ergebnis vielschichtiger Konstitutionsprozesse und hängen maßgeblich von den zu Grunde gelegten Naturbegriffen ab. Gemeinsam ist diesen die im abendländischen Denken verwurzelte Konzeption von «Natur» als Ort der «Nicht-Kultur». Die ökologischen Wissenschaften sind bei der Bearbeitung der als ökologische Krisenphänomene formulierten gesellschaftlichen Problemlagen aufgefordert, Wissen darüber zu erarbeiten, inwieweit «Natur» belastbar ist, wie sie gestaltet werden kann und mit welchen Techniken sie dauerhaft nutzbar bleibt. Die vorrangig auf der dichotomen Trennung von Natur und Kultur basierenden naturwissenschaftlich-technischen Lösungsstrategien werden jedoch zunehmend problematisch. Vor diesem Hintergrund werden in dem Buch Fragen der Gegenstandskonstitution, der Modellierung und Theoriebildung in der ökologischen Forschung behandelt. Die Beiträge gehen auf eine Tagung des Arbeitskreises Theorie in der Gesellschaft für Ökologie (GfÖ) zurück. In ihrer Mehrzahl gehen sie von der Notwendigkeit der Rekonstruktion dessen aus, was wir alltagssprachlich als «Natur» bezeichnen. Die Perspektiven, die in diesem Band ausgebreitet werden, reichen von historisch und wissenschaftssoziologisch motivierten Arbeiten über wissenschaftsphilosophische Beiträge bis hin zu neuen theoretisch-methodologischen Konzepten in der Ökologie sowie in der sozial-ökologischen Forschung.

Die Vielzahl der neuen Entwicklungen in der Molekularbiologie und der Informatik eröffnen zahlreiche neue Möglichkeiten in der Gestaltung des menschlichen Umgangs mit der Natur, wodurch sich ebenfalls die Einwirkungsqualitäten und Wirkungsskalen verändern. Durch die Anwendung von aktuellen Entwicklungen in Bio-, Gen- und Informationstechnologien verändern sich gleichzeitig die Problemstellung, Methoden und Ergebnisse der ökologischen Theoriebildung. Dieser Band enthält Beiträge, die auf der Tagung Gene, Bits und Ökosysteme des Arbeitskreises Theorie in der Ökologie gehalten wurden. Diese umfassen im Bereich Gene neben neuen Erkenntnismöglichkeiten, die sich durch den Einsatz von molekularbiologischen Methoden ergeben, auch die Analyse des Gefährdungspotenzials von Anwendungsbereichen der «Grünen» Gentechnologie. In dem Abschnitt Bits wird ein Überblick über die Entwicklungen in den für die Ökologie relevanten Bereichen der Informationstechnologie gegeben, z.B. ökologische Modellbildungen, Entscheidungsunterstützungssysteme, Datenbanken, Analysemethoden und künstliches Leben (Artificial Life). Der Bereich der Öko-Systeme enthält Beiträge zur Diskussion erkenntnistheoretischer Konzepte (Realismus, Emergente Eigenschaften) und Beiträge zur Diskussion der resultierenden gesellschaftlichen Entwicklungen.

Immer wieder werden synökologische Einheiten wie Biozönosen oder Ökosysteme nach dem Modell «Organismus» beschrieben. Inwieweit diese unterschiedlich weit gehenden Analogien zum Erkenntnisgewinn in der Ökologie beitragen können, ist eine wissenschaftstheoretische Frage, die in diesem Buch ausgehend von Kants Erkenntnistheorie erörtert wird. Gezeigt wird, dass der Begriff eines «synökologischen Organismus» nur unter bestimmten Bedingungen als heuristisches Mittel in Ergänzung zu kausalen Erklärungen sinnvoll sein kann. Die Analyse von etlichen organismischen Beschreibungen synökologischer Einheiten ergibt, dass in den meisten Fällen kein Grund zu einer solchen Heuristik gegeben ist. Sie legt auch offen, in welchen Bedeutungen einzelne in den Beschreibungen verwendete Begriffe (u. a. «Organisation» und «Funktion») Organismusanalogien nahelegen und trägt damit zur Begriffsklärung in der Ökologie bei.