SICoR präsentiert Wissenschaft I – Klimawandel, Landnutzung, Algen, Ungleichheit und Insekten

Diese Beitragsreihe findet seit einiger Zeit auf unseren Plattformen in den sozialen Medien statt. Aug unserer Website werden die Beiträge immer nach vier Beiträgen zusammengetragen, sodass ihr diese auch ihr verfolgen könnt. Erwarten könnt ihr einen neuen Beitrag etwa jede anderthalb Monate.

Im Buch „Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel“ herausgegeben von Horst Gömann und Johanna Fick wird der Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Nutzung der verfügbaren Landflächen durch den Menschen untersucht. Basierend auf einer Analyse des momentanen Ist-Zustandes der Landnutzung in Deutschland zeigen die Autoren Strategien auf, wie die produktive Landnutzung in Land- und Forstwirtschaft sowie in den Bereichen Siedlung und Verkehr zum Erreichen der aktuell verfolgten Klimaziele beitragen könnte. Der Themenkomplex der Landnutzung wird einerseits durch den Klimawandel und seinen Auswirkungen selbst beeinflusst, sei es durch Akutwetterlagen oder durch eine Vielzahl ökologischer Probleme. Andererseits ist die Landnutzung aber auch durch ihre Treibhausgasemissionen ein relevanter Teilbereich der Umweltpolitik; zwar liegt der Anteil nur etwa bei 10%, allerdings fehlen weitgehend konkrete Maßnahmen und Ziele, woran folglich die Autoren anknüpfen. Insgesamt hinterfragt also der Klimawandel die gegenwärtige Landnutzung bzw. stellt sie vor neue Herausforderungen.

Die Autoren kommen zu einer Vielzahl an Ergebnissen bzw. entwickeln einige Empfehlungen, wie mithilfe effizienterer Landnutzung gesellschaftlich verträglicher Klimaschutz betrieben werden könnte. Im Bereich der Landnutzung durch Siedlungsbau und Verkehr wird untersucht, inwiefern sich der momentane Anstieg der Flächennutzung für Siedlung und Verkehr reduzieren ließe – ein bedeutendes Ziel, da eine erhöhte Flächennutzung in diesem Bereich die produktiv nutzbaren Flächen reduziert, was bei nicht veränderten Konsumpräferenzen zu erhöhten Importen und damit steigenden Treibhausgasemissionen führt. Laut den Autoren ließe sich durch simple Maßnahmen zugunsten einer effizienteren Verkehrs- und Gebäudeinfrastruktur, besonders durch eine umfassendere Wohnraumnutzung, Entsieglung verbauter überflüssiger Flächen und ÖPNV-Ausbau, der Flächenzuwachs in diesem Bereiche halbieren; dabei wäre die Einführung einer Klimaschutzabgabe auf die Flächenneuinanspruchnahme zu empfehlen, um die negativen Effekte abzudämpfen; klimaanpassende, somit nicht primär schützende Maßnahmen ermöglichen in diesem Feld keineswegs eine ähnliche Reduktion.

Im Bereich der Landwirtschaft prognostizieren die Autoren, dass ohne Maßnahmen die Emissionen und Landnutzung in der nächsten Dekade konstant bleiben. Langfristige Reduktionen sind in diesem Bereiche möglich durch Wiedervernässung/Vermoorung und Aufforstung landwirtschaftlicher Flächen sowie durch Reduktion der Stickstoffdüngung durch Einführung einer Abgabe auf mineralische Stickstoffdünger. Außerdem wird eher von dem Anbau von Biomasse wegen negativer externer Effekte abgeraten; stattdessen wird empfohlen, das durch Befragungen ermittelte Interesse am lokalen Umweltschutz als Vehikel für Klimaschutz zu verwenden. Weiterhin wird die Bedeutung des Abbaus von Fehlanreizen und stärkerer Berücksichtigung klimaschutztechnischer Belange in der Förderung, u.a. die Empfehlung der Errichtung eines Fonds zur Finanzierung von Klimaschutzprojekten, hervorgehoben; zuletzt wird angeregt, Fokus auf Bereiche mit positiven Synergien zu legen (z.B. Klimaschutz & Naturschutz), um damit öffentliche Güter mit positiven Effekten unabhängig ihrer klimaschützenden Wirkung zu begünstigen.

Das vollständige Buch als PDF-Datei findet ihr bei Interesse frei verfügbar unter dem folgenden Link:

https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/47313

Quelle: Gömann, Horst/Johanna Fick (Hrsg.). 2021. Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel. Wiesbaden: Springer Fachmedien.

In dem Kapitel „Algae for global sustainability“ versuchen die Autorinnen, Lösungen auf Basis von Algen für zukünftig kommende Herausforderungen der Entwicklung darzulegen. Ihr Ziel ist demnach das Aufzeigen von Möglichkeiten, wie Algen zu dem Erreichen einige der zentralen SDGs beitragen könnten. Von diesen Ideen werden im Folgenden einige vorgestellt werden. 

Mithilfe des konzentrierten Anbaus von Algen in Entwicklungsländern könne eine Gesundheitsverbesserung durch eine Vermeidung von Mangelernährung erreicht werden, da Algen, deren Produktion wenig aufwendig und emissionsarm sei, mikronährstoff-, ballaststoff- und proteinreich sind und damit die in Entwicklungsländern kargen Nährstoffe abdecken. Durch ihre Emissionsarmut und Unabhängigkeit von Landflächen seien sie aber auch für eine Aufrechterhaltung einer vollwertigen Ernährung in entwickelten Ländern im Hinblick auf etwaige Entwicklungen durch den Klimawandel bedeutsam. Außerdem habe die Alge als aufstrebender Wirtschaftszweig Potential, zukünftig Wachstum und Beschäftigung zu bedingen und somit auch Armut zu verringern. Dies könne ausdrücklich Entwicklungsländern und deren Küstengebieten helfen, die häufig in Angesicht der gegenwärtigen Überfischung und Verschmutzung akut unter Armut leiden; eine Implementation dieser neuen landwirtschaftlichen Bereiche sei durch geringe Kapitalerfordernisse zudem gut umsetzbar.

Weiterhin erscheinen Algen als vielsprechende Energiequelle der „Zukunft“; die Alge habe große Entwicklungsmöglichkeiten als vorteilhafter Biotreibstoff, weil sie die Probleme klassischer Biotreibstoffquellen löse, nämlich Wasser- und Landverbrauch, Emissionen und negativer externe Umwelteffekte, sowie Potential als Butanolquelle (Butanol gelte als vielversprechender Ansatz in der Biotreibstoffforschung) habe; allerdings bestehe dort noch die Notwendigkeit des Erschließens neuer Technologien für einen breiten Algeneinsatz zu diesem Zwecke.

Zudem nehmen die Algen eine zentrale Rolle in dem Schutz und der Aufrechterhaltung der Biodiversität innerhalb der maritimen Lebensräume ein. Allgemein sei eine Übersäuerung der Meere prognostiziert, die aus Treibhausgaszunahme und anthropogene Verschmutzung, z.B. durch chemische Substanzen, Antibiotika oder Plastik, resultiert. Besonders Stickstoff und Phosphor seien verantwortlich für die drohende Übersäuerung und daraus folgender schädlicher Algenblüte (eine plötzliche, massenhafte Vermehrung von Algen); letztere resultiere in einer Hypoxie (Sauerstoffarmut) der Meere, wodurch das maritime Leben akut gefährdet ist – eine Bedrohung für den „Nahrungskreislauf“ im Meer und die Senkenfunktion der See (Speicherkapazitäten von Treibhausgasen). Dieser Problematik können „gute“ Algen entgegenwirken, da sie durch ihre zentrale Rolle als grundlegende Nahrungsquelle einen zentralen Platz in der Aufrechterhaltung der Lebensräume von Meereslebewesen einnehmen und eine natürliche Wiederherstellung/Aufbesserung der Ozeane erreichen können; ebenso könne die Alge als Treibhausgas-speichernde Substanz sowie als Wasserfilter dienen.

Somit verdienen Algen eine erhöhte Aufmerksamkeit auf allen Ebenen in dem Kampf gegen den Klimawandel, da diese ein potentiell zentraler Baustein für das Erreichen einer auf globaler Ebene holistisch nachhaltigen Gesellschaft sein könnten, indem Algen unter anderem als Emissionsspeicher, energetisch nutzbare Biomasse, Schützer der Biodiversität und Verbesserer der Wasserqualität dienen könnten; und dies verbunden mit einem überwiegend schnellen und anspruchslosen Wachstum.

Das vollständige Kapitel als PDF-Datei findet ihr bei Interesse frei verfügbar unter dem folgenden Link:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S006522962100015X

Quelle: Bourgougnon, Nathalie; Burlot, Anne-Sophie; Jacquin, Anne-Gaëlle. (2021). „Algae for global sustainability?“ in Jean-Pierre Jacquot (Hrsg.). Advances in Botanical Research. Past, Current and Future Topics. London: Academic Press: 145-212.

In dem Artikel „Persistent inequality in economically optimal climate policies” analysieren die Autoren mithilfe des Standard-DICE-Modells (wird eingesetzt zu ökonomischen Kosten-Nutzen-Evaluation des Klimawandels und entsprechender gegenwirkender Maßnahmen) die Entwicklung der globalen Ungleichheit unter verschiedenen global-klimapolitischen Szenarien. Dieses Modell münde unter Berücksichtigung neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse zum Klimawandel in etwa in eine optimale Politik, die auf eine Begrenzung der Temperaturerhöhung auf 2°C abzielt (allerdings sind diese Ergebnisse durchaus etwas arbiträr, da die Wahl der einzelnen Parameter, insbesondere derer, die zukünftigen Konsum gegenüber heutigen und die Interessen zukünftiger Generationen gegenüber denen der heutigen gewichten, stark umstritten ist). Allerdings basiere diese Optimalität des 2°-Zieles auf der Betrachtung der Erde als eine einzelne Region. Berücksichtige man die Heterogenität zwischen den Regionen, dann sind sehr unterschiedliche Temperaturziele für sehr verschiedene Regionen optimal. Zur genaueren Analyse dieser variierenden Optimalität werden drei Szenarien aufgestellt: (i) business-as usual (Entwicklung, wenn alles weiterlaufen und der Klimawandel nicht existieren würde), (ii) nicht-kooperatives Gleichgewicht (Staaten verfolgen mit ihrer Klimapolitik ihre individuellen Interessen), (iii) kooperatives Gleichgewicht (alle Staaten verfolgen die Strategie, die für die Welt als Einheit optimal ist). Eine zentrale Rolle in der Problematik spielt der bekannte Sachverhalt, dass im Durchschnitt die Entwicklungsländer sowohl schärfer durch die Auswirkungen des Klimawandels getroffen werden als auch entsprechend höhere Mitigationskosten haben.

Der Artikel kommt zu einem zentralen Ergebnis. Der Versuch, den Klimawandel durch kooperative oder nicht-kooperative Strategien zu bekämpfen, führe im Vergleich zu einem business-as-usual Szenario (also ohne Berücksichtigung der Klimawandelseffekte) zu einer deutlich erhöhten globalen Ungleichheit und unterbindet wahrscheinlich die seit Dekaden partiell stattfindende Konvergenz zwischen Entwicklungsländern und entwickelten Ländern; allerdings führen kooperative Strategien besonders unter Berücksichtigung gewisser Kompensationszahlungen zu einem deutlichen niedrigerem Niveau an globaler Ungleichheit als die Verfolgung individueller Strategien in einem nicht-kooperativem Szenario; allerdings stellen sich zahlreiche Länder (absolut gesehen) durch die Verfolgung einer solchen Strategie schlechter.

Daraus lassen sich nun mehrere Schlussfolgerungen ableiten, wenn ein Interesse, sei es aus ethischen oder aus politischen Gründen, am Vermeiden einer globalen Einkommensdivergenz besteht. Man benötige eine institutionell verankerte kooperative Strategie, um die einkommensdivergenten Effekte des Klimawandels zu beschränken. Verstärkte globale Ungleichheit bestehe auch fort, wenn man annimmt, dass reichere Staaten eine Aversion für Ungleichheit haben und damit Transferleistungen an betroffene Staaten zahlen. Weiterhin brauche es bessere Adaptionsmaßnahmen und -technologien, um stärker betroffenen Ländern, die durch die Effekte des Klimawandels in Armut verfallen würden, zu helfen, und auch andere Ansätze, um dem Steigen der globalen Ungleichheit durch die Auswirkungen des Klimawandels keinen neuen Anschub zu geben.

Den vollständigen Artikel als PDF-Datei findet ihr bei Interesse frei verfügbar unter dem folgenden Link: https://doi.org/10.1038/s41467-021-23613-y

Quelle: Gazotti, Paolo; Johannes Emmerling; Giacomo Marangoni; Andrea Castelletti; Kaj-Ivar van der Wijst; Andries Hof; Massimo Tavoni. (2021). “Persistent inequality in economically optimal climate policies.” Nature Communications 12.

In dem Artikel „Agricultural intensification and climate change are rapidly decreasing biodiversity” von Peter H. Raven und David L. Wagner geben diese einen kurzen Überblick über das gegenwärtig stattfindende menschlich induzierte Artensterben, ausgelöst durch die sich immer weiter industrialisierende Landwirtschaft und verstärkt durch die Effekte der Erderwärmung.

Dem Menschen seien immer noch nur ein kleiner Bruchteil der Arten bekannt; in der heutigen Zeit tragen etwa 2 Millionen Lebewesen und Pflanzen einen menschgegebenen Namen, aber die meisten Schätzungen gehen von mindesten 10 Millionen verschiedenen Spezies. Folglich sei es schwer, genau zu beziffern, wie schwerwiegend das Artensterben sei, allerdings sprechen viele Indikatoren und Analysen für ein deutlich voranschreitendes Artensterben, sodass man sagen könne, dass ein biologisches Massensterben mit der Industriellen Revolution eingeleitet wurde, welches diesmal nicht durch externe Faktoren, sondern durch den Menschen und dessen Verhalten bedingt sei. So schätze man die gegenwärtige Rate der aussterben Lebewesen pro Jahr auf etwa eintausendfach so hoch im Vergleich zu den letzten Jahrmillionen. In Mexiko sei seit 1950 die Wirbeltierpopulation um circa 60% zurückgegangen, Prognosen erwarten ein Aussterben von etwa 20% aller Lebewesen in den nächsten Dekaden und bis zu 40% bis zum Ende des gegenwärtigen Jahrhunderts, falls deutlich entgegenwirkende Maßnahmen ausbleiben. Gerade Insekten seien zentral von diesem Aussterben betroffen. Zahlreiche europäische Studien belegen den deutlichen Rückgang vieler Insektenpopulationen. Der Rückgang der Schmetterlingspopulationen begann bereits vor zwei Jahrhunderten, verschärfte sich allerdings seit dem Ende des Zweiten Weltkrieges deutlich. Primäre Ursache für diese Entwicklungen sei die Intensivierung der Landwirtschaft durch Mechanisierung, Pestizide, Dünger und Monokulturen. Weiterhin entwickelte die Landwirtschaft durch gestiegene Nachfrage einen höheren Flächenbedarf, der auf Kosten bestehender Wildgebiete, wie Wäldern, Grasflächen oder Mooren, gestillt werde. Auch der populär präsente Rückgang der wilden Bienenpopulationen, deren Beitrag in der Blütenbefruchtung einen geschätzten wirtschaftlichen Wert von 518 Milliarden USD pro Jahr habe, sei auf ähnliche Gründe zurückzuführen. Langsam beginne zudem auch die Klimaerwärmung eine Rolle für das Artensterben zu spielen; v.a. in fragilen Ökosystem wie den tropischen Regenwäldern.  

Es gibt verschiedene Wege mit dieser Problematik umzugehen, die allerdings alle nur einen gewissen Beitrag leisten können. Zum einen ist der Erhalt und Ausbau von Naturschutzgebeten, als Versuch Landschaften hoher Biodiversität zu erhalten, von zentraler Bedeutung. Zudem müsse man Landwirtschaft hinsichtlich ihrer regionalen Auswirkungen näher betrachten und analysieren. Je nach Fläche und Klima sollte man aus Gesichtspunkten der Biodiversität durchaus an industrialisierter Landwirtschaft festhalten und nicht auf nachhaltigere Formen ausweichen, wenn durch entsprechende Ausgleichsflächen die Insektenwelt besser geschützt werden könnte, da bei nachhaltigerer Landwirtschaft gegebenenfalls mit substantiellen Produktivitätsverlusten zu rechnen sei. Weiterhin müsse die zentrale Bedeutung der Begrenzung der Weltbevölkerung betont werden; eine langfristig bestehende, nachhaltig agierende Erde sei nämlich nur bei einer Bevölkerung von zwei bis drei Milliarden Menschen möglich. Schlussendlich sei die Rolle der Insektenwelt und ihrer Diversität für den „natürlichen“ Ablauf der Dinge auf Erde nicht zu unterschätzen.

Den vollständigen Artikel als PDF-Datei findet ihr bei Interesse frei verfügbar unter dem folgenden Link: https://doi.org/10.1073/pnas.2002548117

Quelle: Raven, Peter H.; David L. Wagner. (2021). „Agricultural intensification and climate change are rapidly decreasing insect biodiversity.“ Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.