Grundlagen der Umweltwissenschaften I

Transkript

1 Grundlagen der Umweltwissenschaften I WS 06/07 Ralf Schulz

2 Vorläufige Gliederung Einführung UWS Grundlegende Phänomene Kritisches Denken über Umwelt Systeme und Dynamik Globale Perspektiven Stoff-Zyklen Die menschliche Bevölkerung als Umweltproblem Welternährungsproblematik Ökologie und Nachhaltigkeit Ökosysteme und Ökosystemmanagement Biologische Diversität Biogeographie Produktivität und Energiefluss Restaurationsökologie

3 Globale Perspektiven Welternährungsproblematik

4 Kann China auch in Zukunft ernährt werden? 1,2 Mrd Menschen, bis zu 1,4 Mrd in 2025 Gesamte norwegische Getreideproduktion = 2 Bier pro Kopf & Jahr Fischkonsum wie in Japan = Gesamte Weltfischfang 200 Eier pro Kopf & Jahr = Getreideproduktion Kanadas (2. größte) Netto-Fertilität Von 1980: 4,8 auf 1995: <2,0 Landwirtschaftlich geprägtes Land, jedoch geringe Fläche 0,08 ha pro Kopf (Indien: 0,19 ha pro Kopf) Verringerung durch Staudammprojekte, Straßenbau etc. 1,6%/Jahr Wasserknappheit Ca. 50% der Landwirtschaft mit Bewässerung

5 Kann China auch in Zukunft ernährt werden? (Forts.) Verbrauch verschiedener Nahrungsmittel in China 2003 John Wiley and Sons Publishers

6 Kann China auch in Zukunft ernährt werden? 1,2 Mrd Menschen, bis zu 1,4 Mrd in 2025 Gesamte norwegische Getreideproduktion = 2 Bier pro Kopf & Jahr Fischkonsum wie in Japan = Gesamte Weltfischfang 200 Eier pro Kopf & Jahr = Getreideproduktion Kanadas (2. größte) Netto-Fertilität Von 1980: 4,8 auf 1995: <2,0 Landwirtschaftlich geprägtes Land, jedoch geringe Fläche 0,08 ha pro Kopf (Indien: 0,19 ha pro Kopf) Verringerung durch Staudammprojekte, Straßenbau etc. 1,6%/Jahr Wasserknappheit Ca. 50% der Landwirtschaft mit Bewässerung Steigender Wohlstand Ernährung mit Produkten aus der späteren Nahrungskette: Fleisch (wesentlich höhere Getreideproduktion pro Kopf nötig)

7 Nahrungsproduktion: Ackerbau Landwirtschaftliche Fläche ist ungleich verteilt Verdopplung der Weltbevölkerung macht Umwandlung der Fläche Amerikas in landwirtschaftliche Fläche notwendig Realität z.b. in den USA: Verlust von 1 Mio ha jährlich durch Erosion und Verstädterung, jedoch ha/jahr Zugewinn durch Trockenlegung von Feuchtgebieten (79% der Feuchtgebietszerstörung durch Landwirtschaft) 2003 John Wiley and Sons Publishers

8 Hauptanbaufrüchte 2003 John Wiley and Sons Publishers

9 Verteilung der Produktion wichtiger Anbaufrüchte 2003 John Wiley and Sons Publishers

10 Nahrungsproduktion: Tierhaltung Wiederkäuer: ermöglicht die Erschließung von Zellulose Wichtig sind Schafe, Kühe und Ziegen, lokal auch Büffel, Kamel und Lama. Weltweit: 1,7 Mrd Schafe, 1,3 Mrd Kühe, 19,1 Mio Kamele und 158 Mio. Büffel Nutzung der Landschaft als Weiden oder Wiesen

11 Formen der Landwirtschaft a) Produktionsmaximierung b) Ressourcenbasiert, integriert c) Organischer Landbau 2003 John Wiley and Sons Publishers

12 Formen der Landwirtschaft: Historische Entwicklung Ressourcenbasierte Landwirtschaft und organische Landwirtschaft vor ca Jahren Produktionsmaximierung im 18. und 19. Jahrhundert Tendenz zur Rückkehr zur ressourcenbasierten Landwirtschaft im 20. Jahrhundert Heute Zunahme organischen Landbaus, aber auch vermehrter Einsatz genetisch veränderter Anbaufrüchte

13 Nahrungsproduktion: Aquakultur Global relativ unbedeutend aber lokal sehr wichtig Austernzucht und Karpfen in zahlreichen Ländern, Garnelen in Japan, Flusskrebse in Texas, Tilapia in Afrika und Israel, Aal in China, Catfish in SW USA, Lachs in Norwegen, Muscheln in Frankreich, Spanien und SW Asien, Stör in der Ukraine. Aquakultur lange Zeit als nachhaltige Alternative zu kommerzieller Fischerei In der jüngsten Zeit jedoch vermehrt kritische Betrachtung Garnelenzucht in Thailand zerstört Mangroven Lachskäfighaltung in Fjorden und Flussmündungen Vermutlich aber trotzdem weitere Zunahme zu erwarten

14 Beispiel für traditionelle Aquakultur in China 2003 John Wiley and Sons Publishers

15 Einfluss der Landwirtschaft auf Böden? Verringerung des organischen Gehaltes Resultat: Düngung Bodenverlust durch Erosion Bodenverdichtung Anreicherung von Schadstoffen: Schwermetalle, PSM Strukturelle Verarmung und funktionelle Einschränkungen

16 Menschliche Bevölkerung und Nahrungsversorgung Unterernährung und Fehlernährung Seit dem 2. Weltkrieg kein Jahr ohne Hungersnot Brasilien , Äthiopien , Somalia , Sudan 1998 Heutzutage im wesentlichen Verteilungsproblem Internationale Nahrungshilfe: < 5 Mio t/a in den 50er Jahren, 13.2 Mio t/a in den 60er Jahren, ca Mio t/a in den 70er und 7.5 Mio t/a in den 80er Jahren 1992/93 Rekordniveau von 15 Mio t/a Nahrungsmittelhilfe Notwendig wären ca. 55 Mio t/a Beste Lösung ist vermutlich Aufbau von Produktionskapazitäten in den Entwicklungsländern

17 Messgrößen der Nahrungsverfügbarkeit Kornreserven Anzahl Tage Ernährung mit den verfügbaren Kornreserven: 104 Tage in 1987, 1995: 62 Tage, 1996: 49 Tage In den USA (größter Produzent) ca. 4 Mio t Kornreserven Theoretisch weltweit nötig: ca Mio t (Wert ca. 2 Mrd., Unterhaltungskosten ca. 200 Mio /a) Pro-Kopf-Produktion Wachstum der Produktion steht in stetem Wettstreit mit Wachstum der menschlichen Bevölkerung (beide absolut gesehen begrenzt), insgesamt etwa gleich bleibende Pro-Kopf-Produktion Pro-Kopf-Bedarf Steigt mit steigender technischer Entwicklung

18 Wege aus der Krise? Grüne Revolution Produktionssteigerungen in der Landwirtschaft seit dem 2. Weltkrieg insbesondere durch Sortenzucht Tropfenbewässerung Verhindert Verdunstung, jedoch relativ kostenintensiv Ausbau der Anbaufläche Nur noch sehr begrenztes Potential Ernährung weiter unten in der Nahrungskette Effektivität sinkt mit jeder höheren trophischen Stufe um 90-99% Biotechnologie Effektivere Hybridproduktion, Teminatorgene, Übertragung genetischer Eigenschaften

19 Aus der Presse: Nach einer Studie der Welternährungsorganisation FAO könnte ein stärkerer Verzehr von Insekten zur Lösung der weltweiten Nahrungsmittelknappheit beitragen. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, daß eßbare Insekten wie Raupen mehr Protein enthalten als Rind oder Fisch. Insekten seien nicht nur ein besonders wertvolles Nahrungsmittel, sondern auch so gut wie frei von Giften und Pestiziden, wenn sie in waldreichen Gegenden gesammelt würden. Zudem lasse sich mit dem Sammeln von eßbaren Insekten das Einkommen armer Familien auf dem Land verbessern. (Frankfurter Allgemeine Zeitung, 10. November 2004)

20 Heute um 18:30 h Vortrag Termine