Skript zur Vorlesung "Humanökologie" von. PD Dr. habil. Gottfried Jetschke. Institut für Ökologie, AG Pflanzenökologie

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1 Skript zur Vorlesung "Humanökologie" von PD Dr. habil. Gottfried Jetschke Institut für Ökologie, AG Pflanzenökologie Dornburger Straße 159, Jena

2 Gottfried Jetschke Umweltwissen / Humanökologie Skript zur Vorlesung Humanökologie von G. Jetschke, Universität Jena, Wintersemester 2012/2013 Nur für den Lehrgebrauch an der Universität Jena bestimmt. Anmerkungen: (1) Der vorliegende Text lehnt sich in einigen Teilen an ein früheres Skript von Prof. em. H. Bossel vom Lehrstuhl Umweltsystemanalyse der GHS Kassel an, von dem ich viel gelernt habe und dem ich deshalb als Koautor herzlich danke (2) Besonders wichtige Passagen sind am Rand mit einem senkrechten roten Strich markiert; dies betrifft speziell einige Zahlenangaben, die als harte "Argumente" unbedingt beherrscht werden sollen..

3 UMWELTWISSEN / ÖKOLOGIE Inhaltsverzeichnis E. Umweltprobleme E.1. Beispiele für Umweltbelastungen und globale Probleme E.2. Rückkopplungen im System Mensch-Technik- Umwelt E.3. Langfristige Orientierung und Alternativen 4. (Über-)Nutzung erneuerbarer Ressourcen 4.1. Ernährung der Weltbevölkerung. Tragfähigkeit der Erde Landnutzung. Probleme der modernen Landwirtschaft. Nachhaltige Landwirtschaft 4.3. Wassernutzung und auftretende Probleme 1. Klimasphäre 1.1. Energie, Energiequelle Sonne, Strahlungsbilanz 1.2. Atmosphäre, Luftzirkulation, Lokalklima 1.3. Wasserkreislauf, Zirkulation in Gewässern 1.4. Klimaänderungen 2. Energienutzung und Stoffumsatz in Ökosystemen 2.1. Grundstruktur von Ökosystemen, Typen der Energienutzung 2.2. Energiebindung durch Photosynthese, Produktivität 2.3. Nahrungsketten: Energiebestände und -flüsse, Wirkungsgrade 2.4. Stoffbedarf und Nährstoffkreisläufe 2.5. Böden 2.6. Dynamik von Populationen 2.7. Zeitliche Entwicklung von Ökosystemen 2.8. Beispiel: Ökosystem Wald 3. Phasen der Menschheitsgeschichte. Bevölkerungsdynamik 3.1. Umbrüche in der Menschheitsgeschichte 3.2. Ursachen für Entwicklungsunterschiede 3.3. Dynamik der Weltbevölkerung 3.4. Wachstumsprognosen und damit verbundene Zukunftsprobleme 5. Verbrauch nicht-erneuerbarer Ressourcen 5.1. Stoffliche und energetische Ressourcen. Lebensdauer von Ressourcen 5.2. Wege der Energieversorgung und -nutzung 5.3. Effizienter Umgang mit Ressourcen 8.4. Alternative Energiequellen 6. Schadstoffe und Umweltbelastungen 6.1. Luftbelastungen, Treibhauseffekt, Ozonloch 6.2. Gewässer- und Bodenbelastungen 6.3. Lebensumwelt, Nahrung. Radioaktivität 7. Zur Entwicklung des westlichen Denkens 7.1. Entstehung und Dominanz des westlichen Weltbildes 7.2. Zum Einfluß der christlich-jüdischen Tradition und Religion 8. Notwendige Alternativen im Verhältnis zur Umwelt 8.1. Paradigmenwechsel in den Naturwissenschaften 8.2. Komplexe Systeme, systemisches Denken 8.3. Neue Leitbilder und Zeithorizonte, Wertewandel, Umweltethik Das bessere Verständnis unserer Umwelt und der Wirkungen und Rückwirkungen unserer Eingriffe ist eine der notwendigen Voraussetzungen für die Sicherung unserer Lebensbasis. Dazu gehört auch das Erkennen, woher unser heutiger Umgang mit der Natur stammt. Eine zweite notwendige Voraussetzung ist das Erkennen von Alternativen für bisherige Vorgehensweisen und Eingriffe, die wir als langfristig nicht durchhaltbar erkennen müssen. Die dritte Notwendigkeit ist das Vorhandensein von Bewertungsmaßstäben, um Alternativen und deren Folgen abzuwägen. Mit Daten, Fakten und allgemeinen Zusammenhängen aus der Umweltwissenschaft will die Vorlesung dazu beitragen, dieses Verständnis zu vertiefen, und alle Hörer zu einem komplexen Systemdenken anregen. Umweltwissen geht heute jeden an, der mit seinen Entscheidungen oder Unterlassungen Einfluß auf Umweltentwicklungen haben kann.

4 UMWELTWISSEN/ÖKOLOGIE: E. Umweltprobleme UW - E/1 E. Umweltprobleme E.1. Beispiele für Umweltbelastungen und globale Probleme (3) In den Entwicklungsländern wird in riesigem Umfang Wald vernichtet (pro Jahr etwa 20 Mill. Hektar, das ist die halbe Fläche von Deutschland). Dies führt zu einer Halbierung in 20 Jahren. (1) Die Weltbevölkerung (2011: 7.0 Mrd.) verdoppelt sich zur Zeit in rund 60 Jahren (in manchen Ländern sogar in 30 Jahren). Sie wächst pro Jahr um rund 75 Millionen Waldfläche (Mill. km 2 ) Industrieländer: Entwicklungsländer: (4) In den Industrieländern führt(e) das Waldsterben zu großen Zuwachsverlusten und schließlich zum Absterben von Nadel- und später Laubbaumarten Geburtenkontrolle schwach mittel stark (2) Der CO 2-Pegel der Atmosphäre ist in den letzten 100 Jahren um 25% gestiegen (zur Zeit 391 ppm). Klimaänderungen erscheinen unvermeidbar. Waldschadensbericht 2003: stark geschädigt (Verluste > 26%): 31% schwach geschädigt (Verluste 11-25%): 41% ohne erkennbare Schäden: 28% allerdings: stark geschädigt nicht geschädigt Bayern 37% 22% Hessen 31% 35% Niedersachsen 13% 53% Sachsen 17% 39% Thüringen 24% 24% Reduktion kaum mittel stark (5) Pro Jahr werden etwa 18 Mill. Hektar landwirtschaftlicher Fläche zu wertloser Wüste. Wüstenfläche: (in Mill. km2)

5 UMWELTWISSEN/ÖKOLOGIE: E. Umweltprobleme UW - E/2 (8) Biologische Arten (Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) verschwinden mit einer immer größer werdenden Aussterberate (zur Zeit etwa (?) Arten pro Jahr). E.2. Rückkopplungen im System Mensch-Technik-Umwelt (1) Bei gegebener Technik und Wirtschaft sind Umweltbelastungen proportional zur Bevölkerungszahl (bei hoher Dichte in Städten sogar überproportional!). (6) Wesentliche Energieträger (wie Erdöl, Erdgas) und wichtige Rohstoffe (Blei, Silber, Zink; Phosphat) werden im nächsten Jahrhundert erschöpft sein. (2) Die spezifische Umweltbelastung pro Person hängt von Art und Entwicklungsstand des technischökonomischen Systems ab. (3) Die Umwelt als Lebensraum und Ressourcenbasis wird belastet durch - (Über-)Nutzung erneuerbarer Ressourcen - Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen - Schadstoffeinträge. (7) In vielen höheren Organismen finden sich Schadstoffe (chlororganische Verbindungen, Schwermetalle) in unzulässig hohen Konzentrationen. (4) Umweltzustand und Erschöpfungsgrad der Rohstoffe wirken zurück auf die Bevölkerung (und deren Ver- bzw. Entsorgung) über Ernährung, Gesundheit und Verknappung.

6 UMWELTWISSEN/ÖKOLOGIE: E. Umweltprobleme UW - E/3 (5) Es treten positive (= verstärkende) und negative (=dämpfende) Rückkopplungen auf. Die schädlichen Auswirkungen durch Mangel und Umweltzerstörung lassen sich durch technischen, ökonomischen und soziokulturellen Wandel vermeiden. (6) Für eine dauerhafte Entwicklung sind notwendig: - Geburtenbeschränkung - umweltschonende und ressourcensparende Techniken - nachhaltige Wirtschaftsformen. sozio-kultureller Wandel: technischer und ökon. Wandel: (4) Bewertungskriterien für Maßnahmen und deren Folgen sowie die Wahl eines Entwicklungsweges müssen unbedingt an der nachhaltigen Entfaltungsfähigkeit orientiert sein. E.3. Alternativen und langfristige Orientierung (1) Die ökologische Tragfähigkeit der Erde ist (durch die Sonnenenergie) grundsätzlich begrenzt. Deshalb kann das System Mensch-Technik-Umwelt dauerhaft nur im Fließgleichgewicht existieren. Anhaltende Zuwächse aller Art (Bevölkerung, Produktion, Schadstoffe) sind deshalb nicht möglich. (5) Grundlegende Erfordernisse der Zukunft sind: - Stopp des Bevölkerungswachstums - nachhaltige Nutzung erneuerbarer Rohstoffe - minimaler Verbrauch nicht-erneuerbarer Rohstoffe - Verhinderung von Schadstoffeinträgen (2) Der Mensch kann nur in enger Verknüpfung mit der natürlichen Umwelt existieren. Deren Nutzung muß stets an der Nachhaltigkeit (bei hoher Tragfähigkeit) orientiert sein. (3) Möglichkeiten für nachhaltige Formen von Technik und Wirtschaft bestehen: - Rohstoffrückführung - lange Produktlebensdauer - Austausch- und Reparaturfähigkeit - effizientere Nutzung von Energie und Rohstoffen - ökologischer Landbau - Nutzung erneuerbarer Rohstoffe - Vermeidung dauerhafter Schadstoffe konkreter Handlungsbedarf (Global Action Plan 1989): - Stopp des Bevölkerungswachstums - Sicherung der Ernährung - Aufforstung - Schaffung einer nachhaltigen Energieversorgung (6) Nötig ist langfristig ein völlig neues Verhältnis des Menschen zur Umwelt, das dieser einen Eigenwert zuordnet, auf Grund dessen die Erhaltung der Natur ein ethisches Grundprinzip wird.