Frageblatt - Ökosysteme: Funktionen & Prozesse (Teil Fischlin - Globale Ökologie)

ETH Zürich D-UWIS - HS 13 Frageblatt - Ökosysteme: Funktionen & Prozesse (Teil Fischlin - Globale Ökologie) Abgabetermin 3.Dez.2013 Ziele: Durch diese Arbeit lernen Sie die Wissenstandsberichte 1 des IPCC 2 kennen. Sie lernen beispielhaft mit komplexen Problemen wie der Klimafrage umzugehen. Sie üben den Umgang mit vielfältigen Informationen aus erster Hand, die von WissenschaftlerInnen für Entscheidungsträger zwecks Entscheidungsfindung bereitgestellt worden sind. Umfang: 3-4 Seiten. Achtung, sich möglichst kurz fassen. Es dürfen höchstens 4 Seiten 3 abgegeben werden! Allgemeine Hinweise: Beachten Sie bitte, insbesondere bei der Beantwortung der Fragen 4 und 5 gibt es zum Teil mehrere "richtige" Antworten. Wichtiger als die Suche nach der "richtigsten" Antwort ist, dass Sie logisch argumentieren und die Begründung Ihrer Aussagen jeweils zwingend und in naturwissenschaftlich überzeugender Weise durch Ihre Schlussfolgerungen untermauern. Das heisst, Sie sollten sich immer auf wissenschaftlich möglichst erhärtete Tatsachen abstützen. Selbst wenn Ihnen ein Faktum nicht bekannt oder falsch bekannt sein sollte, so ist das nicht weiter tragisch, wenn zumindest Ihre Gedankengänge logisch konsistent und lückenlos gut begründet auf den gemachten Annahmen aufbauen. Das bedeutet auch, Sie müssen die für Ihre Argumentation relevanten Annahmen explizit anführen und nicht "behauptend" argumentieren. Zudem sind sog. "offensichtlich bekannte" Tatsachen weit häufiger sinnvoll hinterfragbar, als dies auf den ersten Eindruck der Fall zu sein scheint. Wissenschaftlich sauber argumentieren heisst aber auch knapp und präzise, d.h. konzis schreiben. Geben Sie dabei auch immer die verwendete Literatur genau an, wobei Sie hier bei grösseren Berichten immer auch eine Seitenzahl, Tabellen- bzw. Figurenverweis anführen sollten, ansonsten das Zitat wertlos wird. Bitte beantworten Sie auch alle Fragen genau wie gestellt (Nummerierung einhalten). Viel Glück und hoffentlich auch Anregung und Spass beim Beantworten der Fragen! 1) Wieviel Kohlenstoff ist laut IPCC Bericht AR5 4 (IPCC, 2013) als Anteil (in % der Gesamtemissionen) zwischen 1750 und 2011 infolge von Landnutzungsänderungen aus der terrestrischen Biosphäre in die Atmosphäre entwichen? 2) Wie gross ist gemäss dem IPCC Bericht AR5 (Hinweis: Ciais et al., 2013) die Net Ecosphere Productivity (NESP) der Landmassen (Achtung: Keine Werte aus anderen Quellen verwenden!) a) durchschnittlich in den 1980-er Jahren? b) durchschnittlich in den 1990-er Jahren? 1 AR5 = Assessment Report Five 2 Intergovernmental Panel on Climate Change der WMO (World Meteorological Organization) und UNEP (United Nations Environmental Program) 3 Literaturliste nicht mitgerechnet 4 Der Report kann in elektronischer Form im Internet besorgt werden. Die hierzu erforderlichen Links sind alle via unser Webportal www.sysecol.ethz.ch/education/course-portal/voekosysteme/ leicht auffindbar. Die Originaltexte sind alle in Englisch und offizielle Übersetzungen gibt es in den UNO Sprachen (Französisch, Spanisch, Chinesisch, Russisch, Arabisch ja; Deutsch, Italienisch nein). Dank ProClim gibt es von gewissen Teilen deutsche Übersetzungen. Das gilt v.a. für Zusammenfassungen wie das SPM (Summary for Policy Makers - Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger. education/course-portallassen Sie sich durch die vielen Arten von Zusammenfassungen nicht verwirren und orientieren Sie sich an der Übersichtstabelle in unserem Webportal. 1

c) durchschnittlich in den 2000-er Jahren (1. Jahrzehnt des 21. Jhdt.)? d) die jeweilige Veränderung in Prozent des vorhergenden mittleren Flusses? 3) Wie gross ist gemäss dem IPCC Bericht AR5 (Hinweis: Ciais et al., 2013) die terrestrische Senkenleistung (residual terrestrial uptake) welche durch die Landökosysteme geleistet wird (Achtung: Keine Werte aus anderen Quellen verwenden!) a) durchschnittlich in den 1980-er Jahren? b) durchschnittlich in den 1990-er Jahren? c) durchschnittlich in den 2000-er Jahren (1. Jahrzehnt des 21. Jhdt.)? d) die jeweilige Veränderung in Prozent des vorhergenden mittleren Flusses? 4) Die folgenden Fragen beziehen sich auf die Trendänderungen, die Sie bei Fragen 2) und 3) gefunden haben sowie Resultate aus AR4 5 : a) Welche NESP Kipppunkte 6 ( Tipping Points ) lassen sich bei Fischlin et al. (2007) identifizieren? (Hinweis: Figure 4.2, Vorlesung) b) Ergebnis Frage 2): Wie erklären Sie die Trendänderung? c) Ergebnis Frage 3): Wie erklären Sie die Trendänderung? d) Unter der Annahme, dass pro Jahr zusätzlich exakt 10% der anthropogenen CO 2 - Emissionen des Jahres 2011 aus der oberirdischen Biomasse der Landökosysteme in die Atmosphäre gelangt, wieviele Jahre würde diese Emission anhalten? (Hinweis: IPCC, 2013 und Fischlin et al., 2007, Figure 4.1) e) Zählen Sie Massnahmen auf, die einer Schwächung der Senkenfunktion der Landökosysteme durch den Klimawandel entgegenwirken können (Hinweis: Fischlin et al., 2007, 4.4.1, 4.4.10; Nabuurs et al., 2007, 9.4; Smith et al., 2007, 8.4. Ich schlage auch vor, dass Sie zur Vereinfachung der Beantwortung dieser und der nachfolgenden Frage die Mechanismen im Text durchgehend nummerieren, z.b. mit (i), (ii), (iii), (iv) etc.) f) Skizzieren Sie kurz aus naturwissenschaftlicher Sicht die Funktionsweise der unter c) genannten Mechanismen wie sie im IPCC AR4 beschrieben sind (Fischlin et al., 2007, 4.4.1, 4.4.10; Nabuurs et al., 2007, 9.4; Smith et al., 2007, 8.4) 5) Im Zweckartikel (Artikel 2) des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC, UNFCCC, 1992) heisst es: Das Endziel dieses Uebereinkommens und aller damit zusammenhängenden Rechtsinstrumente, welche die Konferenz der Vertragsparteien beschließt, ist es, in Uebereinstimmung mit den einschlägigen Bestimmungen des Uebereinkommens die Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre auf einem Niveau zu erreichen, auf dem eine gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird. Ein solches Niveau sollte innerhalb eines Zeitraums erreicht werden, der ausreicht, damit sich die 5 AR4 = Assessment Report Four 6 Kipppunkte lassen sich verschiedenartig definieren: Eine Definition verlangt lediglich eine grundlegende Änderung wie z.b. eine Vorzeichenänderung. Eine anspruchsvollere verlangt dass zusätzlich auch ein selbstverstärkender Prozess einsetzt. 2

Ökosysteme auf natürliche Weise den Klimaänderungen anpassen können, die Nahrungsmittelerzeugung nicht bedroht wird und die wirtschaftliche Entwicklung auf nachhaltige Weise fortgeführt werden kann. Die Frage, ab welchem Ausmass des Klimawandels die Störung des Klimasystems durch den Menschen als gefährlich zu betrachten ist, blieb allerdings jahrelang unbeantwortet. Mit den Beschlüssen von Cancun («Cancun Agreements», UNFCCC, 2010) haben sich nun alle Länder offiziell zu einem Klimaschutz bekannt, der eine Obergrenze für die Erwärmung von 2 C gegenüber vorindustriellen Temperaturen vorsieht, d.h. Temperaturen oberhalb von 2 C werden als gefährlich eingestuft. Das «Kopenhagener Abkommen» (Klimakonferenz 2009) besagte hierzu Folgendes: To achieve the ultimate objective of the Convention to stabilize greenhouse gas concentration in the atmosphere at a level that would prevent dangerous anthropogenic interference with the climate system, we shall, recognizing the scientific view that the increase in global temperature should be below 2 degrees Celsius, on the basis of equity and in the context of sustainable development, enhance our long-term cooperative action to combat climate change. Der diesbezügliche Wortlaut in den «Beschlüssen von Cancun» (Klimakonferenz 2010) lautet:... deep cuts in global greenhouse gas emissions are required according to science, and as documented in the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, with a view to reducing global greenhouse gas emissions so as to hold the increase in global average temperature below 2 C above preindustrial levels... (p.3, para 4) a) Warum ist im Vergleich zu den «Beschlüssen von Cancun» das «Kopenhagener Abkommen» der schlechtere Text? b) Was sind die Eckwerte bezüglich der Emissionsreduktionen für Industrieländer wie die Schweiz (Umfang, Basisjahr, zeitliche Staffelung), die Sie im IPCC AR4 finden können, damit das Klimaschutzziel von 2 C eingehalten werden kann? (Hinweis: IPCC, 2007f; Gupta et al., 2007, Box 13.7) c) Die «Beschlüsse von Cancun» sprechen von deep cuts. Was sieht diesbezüglich das schweizerische CO2-Gesetz vor? Wie beurteilen Sie das (kurze Begründung)? WICHTIG: Bitte untermauern Sie IMMER alle Aussagen schlüssig, indem Sie die Quellen, inklusive Seitenzahlen und allfälligen Figuren- oder Tabellennummern, angeben, auf die Sie sich abstützen. Zitieren Sie hierzu die Literatur im gleichen Format wie durch AR4 empfohlen und durchgeführt. 3

Drei wichtige Hinweise zur Abgabe Ich bitte Sie, eine elektronische Abgabe vorzunehmen. Bitte beachten Sie, die elektronische Abgabe verlangt, dass Sie bestimmte Regeln und Formate einhalten. Sie dürfen nur pdf-dateien (also keine Word-Dateien, Virengefahr!) per E-Mail schicken und bitte befolgen Sie folgende Anweisungen: 1) Bitte vergessen Sie nicht, Ihren Namen und Vornamen in das pdf-dokument hineinzuschreiben. 2) Damit Ihre Datei wirklich bei mir ankommt, sind exakt Regeln zur Namensgebung der pdf-datei einzuhalten, und der Inhalt des Betreffs der E-Mail muss bestimmte Schlüsselworte enthalten (Achtung Junk- Mail Filter kann Ihre E-mail sonst stillschweigend schlucken!). Der Dateiname muss mit A2 beginnen und Ihren Namen enthalten, z.b. A2_Meyer_Patricia.pdf. Eine anonyme Bezeichung wie z.b. Arbeitsblatt.pdf kann ich leider nicht akzeptieren, da sie bei mir zu einem heillosen Durcheinander führen würde! 3) Der Betreff (Subject) der E-Mail muss mit VOekoSysteme A2 - beginnen und ebenfalls Ihren Vornamen und Namen enthalten, z.b. VOekoSysteme A2 Meyer Patricia. Weitere Hinweise finden Sie auch auf dem Webportal 7. Ich danke Ihnen für die Einhaltung dieser Regeln. Zitiervorschläge und zitierte Literatur Ciais, P., Sabine, C., Bala, G., Bopp, L., Brovkin, V., Canadell, J., Chhabra, A., Defries, R., Galloway, J., Heimann, M., Jones, C., Le Quéré, C., Myneni, R., Piao, S., & Thornton, P., 2013. Carbon and biogeochemical cycles. In: Stocker, T. F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., & Midgley, P. M. (eds.). Climate change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press: Cambridge, UK and New York, NY, USA. 168 pp. (in press). () Denman, K.L., Brasseur, G., Chidthaisong, A., Ciais, P., Cox, P.M., Dickinson, R.E., Hauglustaine, D., Heinze, C., Holland, E., Jacob, D., Lohmann, U., Ramachandran, S., da Silva Dias, P.L., Wofsy, S.C. & Zhang, X., 2007. Couplings between changes in the climate system and biogeochemistry. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M. & Miller, H.L. (eds.), Climate change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 499-587. Fischlin, A., Midgley, G.F., Price, J.T., Leemans, R., Gopal, B., Turley, C., Rounsevell, M.D.A., Dube, O.P., Tarazona, J. & Velichko, A.A., 2007. Ecosystems, their properties, goods and services. In: Parry, M.L., Canziani, O.F., Palutikof, J.P., van der Linden, P.J. & Hanson, C.E. (eds.), Climate change 2007: Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 211-272. Friedlingstein, P., Houghton, R. A., Marland, G., Hackler, J., Boden, T. A., Conway, T. J., Canadell, J. G., Raupach, M. R., Ciais, P., & Le Quere, C., 2010. Update on CO2 emissions. Nature Geosci., 3(12): 811-812. http://dx.doi.org/10.1038/ngeo1022 Gupta, S., Tirpak, D. A., Burger, N., Gupta, J., N. Höhne, Boncheva, A. I., G. Kanoan, M., Kolstad, C., Kruger, J. A., Michaelowa, A., Murase, S., Pershing, J., S. T., & Sari, A., 2007. Policies, instruments and co-operative arrangements. In: Metz, B., Davidson, O. R., Bosch, P. R., Dave, R., & Meyer, L. A. (eds.). Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press: Cambridge, UK. 746-807. IPCC, 2007a. Summary for Policymakers of the Synthesis Report of the IPCC Fourth Assessment Report. In: Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. & Meyer, L.A. (eds.), Climate change 2007: Mitigation. Contribution of 7 http://www.sysecol.ethz.ch/education/course-portal/voekosysteme/aktuell.html 4

Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, p. 23. IPCC, 2007b. Summary for policymakers. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M. & Miller, H.L. (eds.), Climate change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1-18. IPCC, 2007c. Technical summary. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M. & Miller, H.L. (eds.), Climate change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 19-91. IPCC, 2007d. Summary for policymakers. In: Parry, M.L., Canziani, O.F., Palutikof, J.P., van der Linden, P.J. & Hanson, C.E. (eds.), Climate change 2007: Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 7-22. IPCC, 2007e. Technical summary. In: Parry, M.L., Canziani, O.F., Palutikof, J.P., van der Linden, P.J. & Hanson, C.E. (eds.), Climate change 2007: Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 23-78. IPCC, 2007f. Summary for policymakers. In: Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. & Meyer, L.A. (eds.), Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 1-23. IPCC, 2007g. Technical summary. In: Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. & Meyer, L.A. (eds.), Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 25-93. IPCC, 2013. Summary for policymakers. In: Stocker, T. F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., & Midgley, P. M. (eds.). Climate change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press: Cambridge, UK and New York, NY, USA. 33. Nabuurs, G.J., Masera, O., Andrasko, K., Benitez-Ponce, P., Boer, R., Dutschke, M., Elsiddig, E., Ford-Robertson, J., Frumhoff, P., Karjalainen, T., Krankina, O., Kurz, W., Matsumoto, M., Oyhantcabal, W., Ravindranath, N.H., Sanz Sanchez, M.J. & Zhang, X., 2007. Forestry. In: Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. & Meyer, L.A. (eds.), Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 541-584. www.ipccc.ch OcCC, 2008. Das Klima ändert -- was nun? Der neue UN-Klimabericht (IPCC 2007) und die wichtigsten Ergebnisse aus Sicht der Schweiz. OcCC - Organe consultatif sur les changements climatiques: Bern, Switzerland. 47pp. www.occc.ch Smith, P., Martino, D., Cai, Z., Gwary, D., Janzen, H., Kumar, P., McCarl, B., Ogle, S., O mara, F., Rice, C., Scholes, B. & Sirotenko, O., 2007. Agriculture. In: Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. & Meyer, L.A. (eds.), Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 497-540. UNFCCC, 1992. United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). Climate Change Secretariat, UNEP s Information Unit for Conventions (IUC), Bonn, Germany. 30pp. Available at following URL: http://unfccc.int/essential_background/convention/background/items/2853.php UNFCCC, 2010. Cancun Agreements. The Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), document FCCC/CP/2010/7/Add.1, pp. 2-31. Available at following URL: http://unfccc.int/meetings/cancun_nov_2010/items/6005.php 5