W. Mauser
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Wolfram <strong>Mauser</strong><br />
Nachhaltigkeit<br />
aus geographischer Sicht<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Die Erde – der Wasserplanet<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Die Erde – der Kohlenstoffplanet<br />
Carbon Fixation in gC/m²/year<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
C*dT/dt = - dU/dT with<br />
U(T) = I*a(T) – s*T 4 *b(T)<br />
C = heat capacity of the surface<br />
I = solar Irradiance<br />
s*T 4 = longwave emission<br />
1-a(T) = planetary albedo<br />
1-b(T) = planetary greenhouse effect<br />
Gorshkov et.al.(2000)<br />
Wasser und Kohlenstoff bilden ein neues Gleichgewicht<br />
Fazit:<br />
die Erde befindet sich durch das Leben in einem stabilen Gleichgewichtszustand.<br />
Das Erdsystem selbst sorgt vor allem über die ablaufenden biotischen Prozesse dafür, dass es<br />
sich in engen Grenzen stabilisiert<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
0.01 0.05 0.2 0.5 1. 2. 3. 5. 10. 20. 50.<br />
Ocean: Chlorophyll a Concentration [mg/m³]<br />
Maximum Minimum Minimum Minimum<br />
Land: Normalized Difference Vegetation Index<br />
Geographie:<br />
Nachhaltigkeit - geographisch<br />
• Wissenschaft von den räumlichen Zusammenhängen<br />
• Natur- und Umweltwissenschaft<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Geographie:<br />
Nachhaltigkeit - geographisch<br />
• Wissenschaft von den räumlichen Zusammenhängen<br />
• Kulturwissenschaft<br />
Elvidge et al. 2007<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Geographie:<br />
Nachhaltigkeit - geographisch<br />
• Wissenschaft von den räumlichen Zusammenhängen<br />
• Kulturwissenschaft<br />
Trennung von Ökologie und<br />
Ökonomie Polen, Ukraine, nicht Moldavien, trivial<br />
Rumänien:<br />
1992 = blau<br />
1998 = grün<br />
2003 = rot<br />
Elvidge et al. 2007<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Nachhaltigkeit – geographischLandnutzungsänderung ist<br />
der Mechanismus!<br />
Eckpunkte aus Sicht der Geographie:<br />
• Die natürlichen Prozesse auf der Erdoberfläche halten das<br />
Lebenserhaltungssystem Erde in einem stabilen Gleichgewicht<br />
• Das Lebenserhaltungssystem der Erde ist das Lebenserhaltungssystem<br />
des Menschen<br />
• Ansprüche des Menschen an des Lebenserhaltungssystem der Erde<br />
sind räumiche Ansprüche<br />
• Nahrungsmittel werden auf Flächen produziert<br />
• Wasserressourcen fallen als Niederschlag in der Fläche<br />
• Siedlungs- und Verkehrsflächen<br />
• Industrieflächen<br />
• Die Erdoberfläche ist inhomogen und unterschiedlich gut geeignet, die<br />
unterschiedlichen Ansprüche des Menschen zu befriedigen<br />
• Die Fläche ist begrenzt!!<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Landnutzungsänderungen sind der Mechanismus<br />
• lokale Verursacher<br />
• globale Verbreitung<br />
• lokale Anpassung und<br />
Nachhaltigkeit<br />
• durch die globalen BGC<br />
Kreisläufe lösen sich<br />
individuelle Verantwortlichkeiten<br />
auf<br />
• wie soll man aus<br />
aufgelösten individuellen<br />
Verantwortungen eine<br />
Gesamtverantwortung für<br />
das Lebenserhaltungssystem<br />
machen?<br />
Grimm et al., Science, 2008<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Jährlicher Niederschlag [mm]<br />
Landnutzungsdynamik<br />
Menschen siedeln dort, wo es Wasser gibt!<br />
Bevölkerungsdichte [Menschen/km²]<br />
Quelle: <strong>Mauser</strong> (2007)<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Menschen ändern die Regeln<br />
• seit 1980 dominiert der Mensch den globalen Stickstoffkreislauf!!<br />
• ca. 70% des globalen N-Kreislaufs werden heute vom Menschen entschieden<br />
Green(2004)<br />
Biological<br />
N 2 Fixation<br />
90-130<br />
Lightning<br />
Wieviel Ressourcen braucht der Mensch?<br />
Studie zu den Menschen in den Ostseeanrainerstaaten:<br />
• Frage 1: wieviel Wasser braucht der Mensch?<br />
• Frage 2: wieviel Fläche braucht man, um die wassergebundenen Ressourcen<br />
und Dienstleistungen nachhaltig bereit zu stellen?<br />
• Frage 3: ist die Fläche da?<br />
Fazit: die Einwohner der Ostseestaaten bräuchten das doppelte ihrer Staatsfläche!!<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Globale Hektare per Hektar<br />
Der ökologische Fußabdruck<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Wofür nutzen Menschen das Wasser?<br />
Globaler durchschnittlicher Wasserverbrauch pro Tag:<br />
Blaues Wasser:<br />
Trink-, Sanitär- und<br />
Industriewasser<br />
Grünes Wasser:<br />
Nahrung<br />
2400 kcal pflanzlich<br />
600 kcal tierisch<br />
1200 Liter<br />
pflanzlich<br />
2300 Liter<br />
tierisch<br />
Die globale Wasserknappheit steht in enger Beziehung zur Frage der Nutzung<br />
grünen Wassers für die Nahrungsmittelproduktion!!<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
3,900 l => 1 kg<br />
900 l => 1 kg<br />
Wieviel grünes Wasser steckt in unseren<br />
Grundnahrungsmitteln?<br />
4,800 l => 1 kg<br />
3,400 l => 1 kg<br />
900 l => 1 kg<br />
6,100 l => 1 kg<br />
1,000 l => 1 l<br />
1,300 l => 1 kg<br />
16 000 l => 1 kg<br />
Das Wasser (grün oder blau), das für die Produktion u.a. von Nahrungsmitteln<br />
gebraucht wird, wird als “virtuelles Wasser” bezeichnet<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Produkt<br />
1 Tomate (70g)<br />
1 Kartoffel (100 g)<br />
1 Glas Bier (250 ml)<br />
1 T Kaffee (125 ml)<br />
1 Hamburger (150 g)<br />
1 Paar Schuhe<br />
Virtuelles Wasser in Produkten<br />
Gehalt an<br />
virtuellem<br />
Wasser [Liter]<br />
10<br />
25<br />
75<br />
140<br />
2400<br />
8000<br />
Fazit:<br />
• Wenns nach dem virtuellen Wasser<br />
geht ist ein Glass Bier allemal<br />
besser als eine Tasse Kaffee!<br />
• Für den Gehalt an virtuellem<br />
Wasser ist es wichtig wo (und<br />
wie) Nahrung produziert wird!<br />
Global<br />
15500<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009<br />
Land<br />
USA<br />
China<br />
Indien<br />
Russland<br />
Indonesien<br />
Australien<br />
Brasilien<br />
Japan<br />
Mexiko<br />
Italien<br />
Niederlande<br />
Getreide<br />
[l/kg]<br />
849<br />
690<br />
1654<br />
2375<br />
-<br />
1588<br />
1616<br />
734<br />
1066<br />
2421<br />
619<br />
1300<br />
Rind<br />
[l/kg]<br />
13193<br />
12560<br />
16482<br />
21028<br />
14818<br />
17112<br />
16961<br />
11019<br />
37762<br />
21167<br />
11681
Anzahl der McDonalds Restaurants weltweit<br />
Restaurants<br />
Länder<br />
Warum steigt der virtuelle Wasserverbrauch?<br />
Jahr<br />
Land<br />
Deutschland<br />
China<br />
Indien<br />
2400<br />
1700<br />
Der Verbrauch an virtuellem Wasser ist eng verbunden mit Lebensstilen und Essgewohnheiten<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009<br />
Anzahl der Länder mit McDonalds McDonalds Restaurants<br />
USA<br />
Verbrauch<br />
grünen Wassers<br />
[m³/P/Jahr]<br />
700<br />
500
Wie stark sind wir heute vom Handel mit virtuellem<br />
Wasser abhängig?<br />
Handel mit realen Produkten ist zugleich Handel mit virtuellem Wasser<br />
Land<br />
Indonesien<br />
Ägypten<br />
Südafrika<br />
Mexiko<br />
Spanien<br />
Deutschand<br />
Japan<br />
UK<br />
Jordanien<br />
Niederlande<br />
Interner Grüner<br />
Wasser-Verbrauch<br />
(10 9 m³/yr)<br />
242<br />
56<br />
31<br />
98<br />
60<br />
60<br />
52<br />
22<br />
1.7<br />
4<br />
Externer Grüner<br />
Wasser-Verbrauch<br />
(10 9 m³/yr)<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009<br />
28<br />
13<br />
9<br />
42<br />
34<br />
67<br />
94<br />
51<br />
4.6<br />
16<br />
Abhängigkeit vom<br />
Import grünen<br />
Wassers %<br />
10<br />
19<br />
22<br />
30<br />
36<br />
53<br />
64<br />
70<br />
73<br />
82
Was bringt die Zukunft?<br />
Szenarien zukünftiger Entwicklung bis 2050:<br />
• Anwachsen der Erdbevölkerung auf 9.5 Milliarden Menschen<br />
• Mehr Autos<br />
• Anstieg des Erdtemperatur um 1.2 bis 5 Grad (IPCC).<br />
• Auftauen von Permafrostböden in Kanada, Skandinavien und Sibirien,<br />
• Reduzierung der Niederschläge im Mittelmeerraum<br />
• Ausweitung der Wüsten um 50 000 km²/Jahr (~ Fläche Bayerns)<br />
• Moderate Veränderungen des Niederschlags in Mitteleuropa<br />
• Anstieg des Lebensstandards in China und Indien mit Erhöhung<br />
des Fleischkonsums in China und Indien<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Wo liegt das Dilemma?<br />
Zukunftsperpektive Land:<br />
knapp und nicht vermehrbar!<br />
• 70 Mio. mehr Menschen pro Jahr auf der Erde brauchen jedes Jahr 3<br />
Mio. Hektar mehr Landwirtschaftsfläche. Bis 2050 sind das ungefähr<br />
120 Mio. Hektar mehr. Das ist doppelt so viel, wie die gesamte<br />
Agrarfläche der EU.<br />
• Jedes Auto braucht zwischen 0.07 Hektar (USA) und 0.02 Hektar<br />
(Europa, Indien) zum Parken und zum Fahren.<br />
• Eine Million neue Autos (z.B. in Indien) verwandeln 20 000 Hektar Land<br />
in versiegelte Flächen, verhindern damit 75 Mio m³ Verdunstung von<br />
grünem Wasser pro Jahr damit 50 000 Tonnen Weizen.<br />
• Mit 50 000 Tonnen Weizen p.a. kann man ungefähr 250 000 Menschen<br />
ernähren.<br />
• Hochgerechnet werden bis 2050 weitere 60 Mio. Hektar Land für Autos<br />
gebraucht, die gesamte Landwirtschaftsfläche der EU.<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Zweck<br />
Zukunftsperspektive Wasser:<br />
stark steigender Bedarf<br />
Nahrungsmittelversorgung heute<br />
Auslöschung des Hungers<br />
Nahrungsmittel für 3 Milliarden Menschen<br />
Total<br />
Wenn im Jahr 2050<br />
Grüne Wasserflüsse weltweit<br />
2050<br />
[km³/Jahr]<br />
7 800<br />
2 200<br />
3 900<br />
13 900<br />
• jeder Mensch genügend zu Essen und sauberes Trinkwasser haben soll<br />
• und sich gleichzeitig die Konsumgewohnheiten in den industrialisierten<br />
Ländern nicht ändern<br />
• und die Art, wie wir Nahrungsmittel produzieren nicht ändert<br />
dann brauchen wir 6000 km³ mehr grünes Wasser pro Jahr oder fast doppelt<br />
so viel wie heute<br />
Woher nehmen?<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Es gibt keinen goldenen Weg!<br />
Aber mehrere Optionen bis 2050:<br />
• Ausweitung der Agrarflächen zur Nutzung von mehr grünem Wasser:<br />
Niederschlag [mm/a]<br />
Bevölkerungsdichte [pro/km²]<br />
Keine wirkliche Option, weil fast alles schon genutzt wird!<br />
Fazit 2: die alte Antwort: Expansion geht nicht mehr!<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Es gibt keinen goldenen Weg!<br />
Aber mehrere Optionen bis 2050:<br />
• Ausweitung der Bewässerung: möglich auf bis zu etwa 150 %<br />
der heutigen Fläche<br />
• Wasser effizienter nutzen:<br />
– More crop per drop = Reduzierung der Wasserverluste in der<br />
Landwirtschaft durch verbesserte Produktionsweisen<br />
– Verbesserte Wassernutzungseffizienz der Pflanzen durch<br />
Züchtung (genetisch oder konventionell)<br />
– Wasser sparen durch den Handel mit virtuellem Wasser<br />
– Änderung der Lebensstile und Konsummuster<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
Gewaltige Potentiale für<br />
Effizienzsteigerung:<br />
More Crop per Drop<br />
• Weltweit liegt der Maisertrag bei ca. 1 Tonne pro Hektar<br />
• In Europa liegt der durchschnittliche Maisertrag bei ca. 8 Tonnen pro Hektar<br />
• Die theoretische Grenze liegt bei 20 Tonnen pro Hektar<br />
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Handel mit virtuellem Wasser spart reales Wasser<br />
Bespiel Mexiko:<br />
• Mexiko importiert Getreide, Mais und Hirse aus den USA. Es braucht dort 7.1 Milliarde<br />
m³ grünes Wasser pro Jahr, um zu wachsen,<br />
• wenn Mexiko die importierten Güter im Land produzieren würde, würde das dort 15.6<br />
Milliarden m³ grünes Wasser pro Jahr benötigen<br />
• aus globaler Sicht hat der Handel virtuellen Wassers zwischen USA to Mexiko in Form<br />
von Getreiden 8.5 Milliarden m³ grünes Wasser gespart!<br />
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Ein paar Notwendigkeiten für die Zukunft<br />
Wassernutzung in einer globalisierten Welt: effizient, nachhaltig und<br />
gerecht<br />
Wir brauchen globale institutionelle Übereinkommen um:<br />
• die Kleinfarmer weltweit darin zu unterstützen, grünes Wasser zu sparen<br />
• uns auf den maximal zulässigen nachhaltigen Wasserverbrauch pro<br />
Person zu einigen,<br />
• uns auf eine globale Preispolitik für Wasser zu einigen. Sie muß die vollen<br />
Kosten für die Wassernutzung abdecken (Investitionen, Betrieb, Wartung,<br />
Wasserknappheitsaufschläge, Kosten für Umweltschäden)<br />
• auf minimale Wasserrechte für jeden Menschen zu einigen:<br />
– Zugang zu sauberem Trinkwasser<br />
– Minimaler Anteil an den grünen Weltwasserreserven für jeden Menschen<br />
• auf handelbare Wasser-Verbrauchsrechte zu einigen<br />
Wolfram <strong>Mauser</strong> Nachhaltigkeit – geographisch 15.5.2009
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