Ökotechnik

Zum Definitionsverständnis von Ökotechnik(ecological engineering)

Definition: Ecological Engineering (by TU Delft)
"The design (restoration and creation) of sustainable ecosystems that integrate human society with its natural environment for the benefit of both."

Skepsis ist berechtigt, wenn heutzutage alles und jedes mit der Vorsilbe "Öko- oder Bio-" apostrophiert wird. Diesen Missbrauch durch inflationäre Wortwahl beklagen vor allem jene, die ökologische Denk- und Planungsmuster im eigentlichen Wortsinn entwickeln und verbreiten, wie es das Ingenieurbüro Blumberg in Südniedersachsen seit über 25 Jahren bundesweit praktiziert. Die vermeintlich krassen Gegensätze "Technik und Ökologie" sind beim "ecological engineering" sinnvoll zusammengefügt.
    
Was also ist "Ökotechnik" konkret?

Wir drücken es zunächst abgrenzend aus: Es ist nicht Biotechnologie, in der nur kleine Ausschnitte aus natürlichen Produktions- oder Abbaumechanismen isoliert und technisch optimiert werden, wie etwa bei der industriellen Insulinherstellung oder bei der alkoholischen Gärung.

In der Ökotechnik werden Ökosysteme als Ganzes nutzenstiftend eingesetzt, um Bedürfnisse der menschlichen Zivilisation zu erfüllen, bei gleichzeitiger weitgehender Schonung der Umwelt. Schilfkläranlagen bzw. constructed wetlands sind hierfür eines der besten Beispiele. Das Ökosystem "Röhricht" besteht aus den Pflanzen, dem Boden und dem (Ab-)Wasser. "Schilfwälder" finden sich in der anthropogen mehr oder weniger unbeeinflussten Natur entlang großer Seen oder in Feuchtgebietskomplexen von Nasswiesen, Gräben oder als Ufersaum großer Flüsse. Die zwei bis drei Meter hohen Schilfpflanzen produzieren Jahr für Jahr eine hohe Biomasse pflanzlicher Substanz (ca. 40 t Trockensubstanz pro Hektar und Jahr). Von diesem üppigen Aufwuchs an Pflanzengewebe ernähren sich unzählige Insektenarten, die wiederum eine Nahrungsgrundlage für eine verschwenderische Fülle von Vogelspezies bieten.


Rhizome in Schilfkläranlage

Der Boden, in dem die Schilfpflanzen wurzeln, ist besonders reaktionsfreudig. 
Die mit den Pflanzenwurzeln vergesellschafteten Mikroorganismen bauen Nähr- und Schadstoffe ab. Das Schilf fördert diese Prozesse, da es als Sumpfpflanze in der Lage ist, Sauerstoff aus der Luft in den Boden zu transportieren. Die hierzu notwendige Energie wird von der Sonne kostenfrei geliefert.

Der Boden ist auch ein chemisches Filtermedium allererster Güte für Stoffe verschiedenster Art. Insbesondere Huminstoffe und Tonminerale binden auch komplexe Schadstoffe und machen sie dadurch dem reinigenden Abbau durch Mikroorganismen zugänglich.

ECOLOGICAL ENGINEERING

Michael Blumberg definiert diese neuen und andere, zum Teil altbekannten Verfahrenstechniken als den "planmäßigen Aufbau und Einsatz von natürlich vorkommenden Ökosystemen zu dauerhaften Produktions- und/oder Entsorgungszwecken". Dabei werden technische Hilfseinrichtungen ausdrücklich nicht ausgeschlossen, z.B. Pumpen zur Abwasserzuführung. Gleichwohl stammt die Masse der notwendigen Energie aus natürlichen Quellen, wie im Falle der Pflanzenkläranlagen vom Sonnenlicht. Typischerweise ist der menschliche Steuerungs- und Regelungsaufwand bei Ökotechniken minimiert, denn diese nutzen die selbstregulierenden Kräfte der eingesetzten Ökosysteme (siehe hierzu auch: Kickuth, R.: Das Wurzelraumverfahren zur Abwasserbehandlung „The strategy behind“. In: Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung, Landschaftsbau (Hrsg.): Biotoppflege – Biotopentwicklung, Teil 2., Bonn 1992)

Weitere Kennzeichen und Charakteristika sind die Langlebigkeit (Ökosysteme altern kaum) und die geringen Wartungserfordernisse.

Andere Beispiele für zum Teil seit Jahrhunderten praktizierte Ökotechniken sind die Imkerei, die asiatische Aquakultur (Exkremente als Futterbasis zur Fischproduktion) oder auch eine ökologisch praktizierte Landwirtschaft zur Nahrungsmittelerzeugung.

Zitat: Staudenmann, J., CH-8820 Wädenswil, 1994:
„Die Idee der konstruierten Nahrungskette beruht auf den Prinzipien des so genannten ecological engineering. Der Ausdruck geht auf den Ökologen H.T. Odum (Odum et. Al. 1963) zurück und beschreibt Technologien, die sich an ökologischen Grundsätzen und an Vorgängen in der natürlichen Umwelt orientieren. Es handelt sich dabei um angewandte Ökologie im wahrsten Sinne des Wortes: in der Natur existierende Prozesse und die entsprechenden ökologischen Gefüge werden nachgebaut und neu miteinander kombiniert. Die „Grundbausteine“ des ecological engineerings sind dabei ganze Öko- oder Sub-Ökosysteme, und nicht etwa nur einzelne, von ihrer Umgebung losgelöste Organismen wie beispielsweise in der Biotechnologie (vgl. Mitsch & Joergensen 1998). Ecological engineering orientiert sich an folgenden Grundsätzen:

  • Selbsterhaltung und -organisation: Anlagen werden so gebaut, dass die Prozesse ohne externe Unterstützung selbst ablaufen. Außerdem sollen sich solche Systeme weiterentwickeln und dadurch an sich verändernde Bedingungen anpassen können.
  • Stabilität durch Diversität: Eine hohe Diversität (Artenvielfalt, unterschiedliche Organisationsstufen und Nischen) unterstützt zusammen mit den bereits genannten Punkten die Stabilität eines Systems, ist andererseits wiederum eine Voraussetzung für die selbstständige Entwicklung einer Anlage.
  • Sonne als Hauptenergiequelle: Die Hauptenergiequelle für die verschiedenen Prozesse und damit der "Antrieb" der Anlage ist direkt oder indirekt die Sonne. Die extern zugeführte Energie (Steuerung, Unterstützung gewisser Prozesse) muss im Vergleich dazu klein sein und aus erneuerbaren Energien stammen.
  • Recycling und Kaskadennutzung: Jedes Endprodukt eines Prozesses oder Organismus soll als Ausgangsmaterial für einen anderen dienen. Das Ziel besteht darin, keinen Abfall entstehen zu lassen und somit alle Stoffe innerhalb des Systems optimal zu nutzen.
  • Interne und externe Vernetzung: Neben internen Zusammenhängen soll beim Bau einer Anlage auch die Vernetzung mit den umgebenden Ökosystemen und Komponenten geachtet werden.
Ecological engineering is the design of sustainable systems consistent with ecological principles that integrate human society with its natural environment for the benefit of both (by University of Washington)

Download 1: "Untersuchung zur Arthropodenfauna der Schilfkläranlage Lahstedt-Gadenstedt" von Roman Gotthold
Download 2: "Die Expo - Schilfkläranlage Gadenstedt, Gemeinde Lahstedt, exzellentes Vogelhabitat zwischen Rüben-Weizenäckern" von Hans Oelke
Download 3: "Ökologisch nachhaltige Ressourcenbewirtschaftung" von Michael Blumberg