Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung

52 4 Bioenergie, Landnutzung und Energiesysteme: Status Quo und Trends
a
Bevölkerungsdichte
b
Landnutzung
Landbedeckung
Nettoprimärproduktion
Kohlenstoffemissionen
Reaktiver
Stickstoff
Biodiversität
Ohne
Bewuchs
+
-
Wildnis Wald Weideland Acker Dorf
Heimisch
Bäume
Eingeführt
Wald Weide
Abbildung 4.2-2
Konzeptuelles Modell von Lebensräumen mit unterschiedlichem anthropogenem Einfluss. Von links nach rechts: Zunahme
des anthropogenen Einflusses. (a) Lebensräume, die durch Bevölkerungsdichte (logarithmische Skala) und Landnutzung
(Prozentskala) strukturiert sind. Sie formieren innerhalb dieser Lebensräume Muster von (b) Ökosystemstrukturen
(Landbedeckung), Prozessen (Nettoprimärproduktion, Kohlenstoffemissionen, Verfügbarkeit reaktiven Stickstoffs) sowie
Biodiversität (heimische versus eingeführte und domestizierte Biodiversität; angegeben in Beziehung zur ursprünglichen
Biodiversität; weiße Flächen stehen für die Nettoreduktion der Biodiversität).
Quelle: Ellis und Ramankutty, 2008
zu einem rapiden Anstieg der Landwirtschaftsfläche,
oft verbunden mit großflächiger Rodung. Das Amazonasbecken
ist nach wie vor ein Schwerpunkt tropischer
Rodung. In Sibirien nahm die Walddegradation
rasch zu, die mit nicht nachhaltiger Nutzung und
einer zunehmenden Häufigkeit von Waldbränden
verbunden ist. Eine Abnahme der landwirtschaftlich
genutzten Fläche verzeichneten dagegen der Südosten
der USA und der Osten Chinas. Zudem waren
viele der am dichtesten bevölkerten und am schnellsten
wachsenden Städte in den Tropen zu finden.
Um zeitabhängige Veränderungen in der Landbedeckung,
vor allem in der Vegetationsverteilung, zu
simulieren und somit Veränderungen in Ökosystemfunktionen
und -leistungen abzuschätzen, werden
dynamische Vegetationsmodelle (DGVMs) verwendet
(Fischlin et al., 2007). Diese Option wird auch in
der Modellierung von Beringer und Lucht (2008) in
Kapitel 6 genutzt. Das Verschneiden von DGVMs mit
Klimamodellen, hat in letzter Zeit große Fortschritte
Krautige
Pflanzen
Regenfeldbau
Bewässert
Dichte
Besiedlung
Bebaut
Dekorativ
gemacht und ermöglicht es, Rückkopplungseffekte
zwischen Biosphäre und Prozessen der Atmosphäre
zu erforschen (Fischlin et al., 2007).
Durch die Landbedeckungs- und Landnutzungsänderungen
der temperaten Zone in den vergangenen
Jahrhunderten veränderte sich aber nicht
nur die Vegetationsbedeckung, sondern auch die
Albedo, deren Anstieg wohl einen Kühleffekt mit
sich brachte (Govindasamy et al., 2001; Bounoua et
al., 2002). Rückkopplungseffekte von Landnutzungsänderungen
auf das Klima werden durch ein komplexes
Zusammenspiel verschiedener lokaler Faktoren
(Verdunstungsrate, Speicherkapazität des Bodenwassers,
Albedo) beeinflusst, sind aber auch von großräumigen
Luftzirkulationen abhängig und können sich
deshalb regional unterschiedlich auswirken. Anthropogen
verursachte, historische Landbedeckungsänderungen
dürften die Temperaturen in landwirtschaftlich
genutzten Gebieten der mittleren Breiten
um 1–2°C gesenkt haben (Feddema et al., 2005).