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Kapitel 5 - Globaler Klimawandel - Biologie

Kapitel 5 - Globaler Klimawandel - Biologie


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  • 5.1: Landnutzungsänderung und Klimaregulierung
    Die Energiequelle, die letztendlich das Klima der Erde antreibt, ist die Sonne. Die Menge der von der Erde absorbierten Sonnenstrahlung hängt in erster Linie von den Eigenschaften der Oberfläche ab. Obwohl der Zusammenhang zwischen Sonnenabsorption, Thermodynamik und letztendlich Klima sehr komplex ist, weisen neuere Studien darauf hin, dass die Vegetationsdecke und saisonale Variationen der Vegetationsdecke das Klima sowohl auf globaler als auch auf lokaler Ebene beeinflussen.
  • 5.2: Klimawandel
    Die Temperatur der Erde hängt vom Gleichgewicht zwischen Energie, die den Planeten betritt und verlässt, ab. Wenn die einfallende Energie von der Sonne absorbiert wird, erwärmt sich die Erde. Wenn die Sonnenenergie zurück in den Weltraum reflektiert wird, vermeidet die Erde eine Erwärmung. Wenn Energie von der Erde in den Weltraum freigesetzt wird, kühlt der Planet ab. Viele Faktoren, sowohl natürliche als auch menschliche, können Veränderungen im Energiehaushalt der Erde verursachen.

Globaler Klimawandel und menschliche Gesundheit: Von der Wissenschaft zur Praxis

Globaler Klimawandel und menschliche Gesundheit untersucht die Umweltkrise aus der Perspektive der öffentlichen Gesundheit und der klinischen Gesundheit und gibt Studenten und Klinikern die Informationen, die sie benötigen, um sich auf die Zukunft des Gesundheitswesens vorzubereiten. Herausgegeben von George Luber, stellvertretender Direktor für Klimawandel an den Centers for Disease Control and Prevention, und Jay Lemery, außerordentlicher Professor an der University of Colorado School of Medicine und Abteilungsleiter für Wilderness and Environmental Medicine in der Abteilung für Notfallmedizin, einschließlich Kapitel, die von Koryphäen auf diesem Gebiet geschrieben wurden, bietet dieses wegweisende Buch eine umfassende Einführung in Klimawandel und Gesundheit. Die Schüler lernen die direkten Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit kennen, einschließlich extremer Wetterereignisse, veränderter und degradierter Ökosysteme und Bedrohungen der menschlichen Sicherheit und des Wohlergehens. Es werden Diskussionen zu Minderungs- und Anpassungsstrategien, einschließlich Krankheitsüberwachung, Kommunikation und Ökologisierung der Gesundheitsversorgung, sowie eine Einführung in die Kernkonzepte der Wissenschaft zum Klimawandel vorgestellt. Jedes Kapitel enthält einen spezifischen Abschnitt über die klinischen Korrelationen der Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit. Informative Illustrationen zeigen zunehmende Aeroallergene, sich ändernde Vektorlebensräume, aufkommende Risiken und mehr. Für Lehrende stehen visuelle Unterrichtsmaterialien nach Kapiteln (inklusive PowerPoint-Vorlesungsfolien) zur Verfügung.

  • Verstehen Sie die Wissenschaft hinter dem Klimawandel und der Klimavariabilität
  • Erfahren Sie, wie sich die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln und sauberem Wasser auf die öffentliche Gesundheit auswirkt
  • Betrachten Sie die Krankheiten, die zunehmen werden, wenn die Vektorpopulationen anschwellen
  • Entdecken Sie Minderungsstrategien, die auf das Gesundheitswesen ausgerichtet sind
  • Verstehen, wie sich der Klimawandel auf die Menschenrechte auswirkt und wie internationale Institutionen darauf reagieren

Erhöhte Temperaturen bringen Algenblüten mit sich, die sauberes Wasser bedrohen. Eine verschlechterte Luftqualität führt zu Allergien, Asthma und Atemwegserkrankungen. Bodenschadstoffe senken den Nährwert von Nahrungspflanzen. Es ist klar, dass der Klimawandel ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit ist, und Globaler Klimawandel und menschliche Gesundheit hilft denjenigen, die sich darauf vorbereiten, an vorderster Front der Gesundheitsversorgung zu sein.


5.1 Einführung

Hauptautoren

  • Charles B. Bart
    Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten
  • Rebecca J. Eisen
    Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten

Beitragende Autoren

  • Christopher M. Barker
    University of California, Davis
  • Jada F. Garofalo
    Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten
  • Micha Hahn
    Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten
  • Mary Hayden
    Nationales Zentrum für Atmosphärenforschung
  • Andrew J. Monaghan
    Nationales Zentrum für Atmosphärenforschung
  • Nicholas H. Ogden
    Öffentliche Gesundheitsbehörde von Kanada
  • Paul J. Schramm
    Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten

Vektorübertragene Krankheiten sind Krankheiten, die durch Vektoren, zu denen Mücken, Zecken und Flöhe gehören. Diese Vektoren können infektiöse Pathogene wie Viren, Bakterien und Protozoen tragen, die von einem Wirt (Träger) auf einen anderen übertragen werden können. In den Vereinigten Staaten gibt es derzeit 14 durch Vektoren übertragene Krankheiten, die von nationaler Bedeutung für die öffentliche Gesundheit sind. Diese Krankheiten machen jedes Jahr eine beträchtliche Anzahl von menschlichen Krankheiten und Todesfällen aus und müssen dem National Notifiable Diseases Surveillance System der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) gemeldet werden. Im Jahr 2013 meldeten staatliche und lokale Gesundheitsbehörden 51.258 vektorübertragene Krankheitsfälle an die CDC (Tabelle 5.1).


Der Klimawandel zwingt zum Umdenken bei der Planung der Naturschutzbiologie

Seit mehr als einem Jahrzehnt haben Regierungen in Ländern auf der ganzen Welt bedeutende Fortschritte beim Ausbau ihres Netzwerks von Schutzgebieten gemacht, um die biologische Vielfalt des Planeten zu erhalten. Laut einer neuen Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Biologie des globalen Wandels, berücksichtigen die Standorte dieser Schutzgebiete nicht die möglichen langfristigen Auswirkungen des Klimawandels in diesen Schutzgebieten. Credit: Mandy Choi über Unsplash

Seit mehr als einem Jahrzehnt haben Regierungen in Ländern auf der ganzen Welt bedeutende Fortschritte beim Ausbau ihres Netzwerks von Schutzgebieten gemacht, um die biologische Vielfalt des Planeten zu erhalten. Laut einer neuen Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Biologie des globalen Wandels, berücksichtigen die Standorte dieser Schutzgebiete nicht die möglichen langfristigen Auswirkungen des Klimawandels in diesen Schutzgebieten.

Die Schaffung und Verwaltung von Schutzgebieten wie Nationalparks ist der Schlüssel zum Erhalt der biologischen Vielfalt. Mit dem Klimawandel werden sich die Arten jedoch ausbreiten, um ihre spezifischen Lebensraumbedürfnisse zu erhalten. Arten, die vor 10 Jahren in Schutzgebieten waren, können in ein Gebiet außerhalb der Schutzzone umziehen, das der Temperatur oder der Nahrungsvielfalt entspricht, die sie zum Überleben benötigen.

Es ist schwierig, genau vorherzusagen, wohin Arten in einem sich ändernden Klima wandern werden. Stattdessen entschieden sich Forscher des National Institute for Mathematical and Biological Synthesis (NIMBioS) und des Department of Ecology and Evolutionary Biology (EEB) der University of Tennessee, zu prüfen, wie viel Land außerhalb der Schutzgebiete verfügbar ist, die potenziell als neue Schutzgebiete dienen könnten für den Erhalt der Biodiversität.

Sie führten die erste globale Bewertung auf Länderebene zu drei wichtigen Landpriorisierungsansätzen durch, die Länder verwenden könnten, um ihr Schutzgebietsnetzwerk zu erweitern, um die Biodiversität unter dem Klimawandel zu erhalten. Die Ergebnisse verheißen nichts Gutes für den Schutz der Biodiversität und der Lebensräume der Arten in einem sich ändernden Klima.

"Wir haben Standorte untersucht, die aufgrund des Klimawandels wahrscheinlich am wertvollsten für die Biodiversität sind, aber festgestellt, dass die meisten Länder diese Art von Land anscheinend nicht zum Schutz anvisieren", sagte Luis Carrasco, Hauptautor der Studie.

Die Forscher untersuchten die Anzahl neuer Schutzgebiete in Regionen, in denen der Klimawandel voraussichtlich langsamere Gebiete ist, in denen das Gelände eine große Anzahl von Arten beherbergen kann, und Gebiete, die die Konnektivität zwischen Schutzgebieten erhöhen, sodass sich Arten zwischen ihnen bewegen können, um schädlichen Einflüssen zu entgehen Klimabedingungen.

„Die Entscheidung, wo neue Schutzgebiete platziert werden sollen, ist sehr komplex, aber das Ignorieren von Gebieten, die wahrscheinlich zum Schutz der Biodiversität im Zuge des Klimawandels beitragen, ist riskant, da wir nicht sicher sind, ob die derzeitigen Schutzgebiete die zukünftige Verbreitung der Biodiversität angemessen abdecken können“, sagte Carrasco.

Die Forscher untersuchten auch das Potenzial jedes Landes, Schutzgebiete in Gebieten hinzuzufügen, die in Zukunft ein hohes Maß an Biodiversität bewahren könnten.

„Wir haben festgestellt, dass 94 % der Länder in unserer Studie ein hohes Potenzial für einen besseren Schutz von Ländern haben, in denen sich das Klima langsam ändert und als Zufluchtsort für die Artenvielfalt, Länder mit hoher topografischer Vielfalt oder Länder, die die Konnektivität erhöhen“, sagte Xingli Giam . , EEB-Assistenzprofessor und leitender Autor der Studie. "Wir hoffen, dass die Länder unsere Ergebnisse nutzen können, um Möglichkeiten zur Verbesserung ihrer Klimaanpassungsstrategien zum langfristigen Erhalt der Biodiversität zu identifizieren."

Die Autoren warnen, dass es andere Ansätze zum Schutz der Biodiversität im Klimawandel gibt, diese Ansätze jedoch nicht im Fokus ihrer Arbeit standen. Ihre Studie legt nahe, dass die Länder das Potenzial von Schutzgebieten zum Schutz der Biodiversität vor dem Klimawandel nicht vollständig ausgeschöpft haben.

„Gegenwärtig wird eine Vielzahl von Strategien zur Lokalisierung und Verwaltung von Schutzgebieten entwickelt“, sagte Carrasco. "Wir sind sehr zuversichtlich, dass diese Strategien im nächsten Jahrzehnt weitgehend umgesetzt werden."


Meeresbiom

70 % der Erdoberfläche und reichen von Küstenmündungen, Mangroven und Korallenriffen bis hin zu den offenen Ozeanen (Abb. 1). Phototrophe Mikroorganismen nutzen die Sonnenenergie in den oberen 200 m der Wassersäule, während Meereslebewesen in tieferen Zonen organische und anorganische Chemikalien zur Energiegewinnung nutzen 10 . Neben Sonnenlicht beeinflussen die Verfügbarkeit anderer Energieformen und die Wassertemperatur (von ca. -2 °C in eisbedeckten Meeren bis über 100 °C in hydrothermalen Quellen) die Zusammensetzung mariner Lebensgemeinschaften 11 . Steigende Temperaturen wirken sich nicht nur auf biologische Prozesse aus, sondern verringern auch die Wasserdichte und damit die Schichtung und Zirkulation, was die Ausbreitung der Organismen und den Nährstofftransport beeinflusst. Niederschlag, Salzgehalt und Winde wirken sich auch auf Schichtung, Durchmischung und Zirkulation aus. Nährstoffeinträge aus Luft, Flüssen und Ästuaren wirken sich auch auf die Zusammensetzung und Funktion der mikrobiellen Gemeinschaft aus, und der Klimawandel beeinflusst alle diese physikalischen Faktoren.

In der Meeresumwelt trägt die mikrobielle Primärproduktion wesentlich zum CO . bei2 Beschlagnahme. Marine Mikroorganismen recyceln auch Nährstoffe zur Verwendung im marinen Nahrungsnetz und setzen dabei CO . frei2 zur Atmosphäre. In einer Vielzahl terrestrischer Umgebungen sind Mikroorganismen die wichtigsten Zersetzer von organischem Material und setzen Nährstoffe für das Pflanzenwachstum sowie CO . in den Boden frei2 und CH4 in die Atmosphäre. Mikrobielle Biomasse und andere organische Stoffe (Überreste von Pflanzen und Tieren) werden über Millionen von Jahren in fossile Brennstoffe umgewandelt. Im Gegensatz dazu werden bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in einem kleinen Bruchteil dieser Zeit Treibhausgase freigesetzt. Dadurch ist der Kohlenstoffkreislauf extrem aus dem Gleichgewicht geraten und atmosphärisches CO2 Solange fossile Brennstoffe verbrannt werden, wird das Niveau weiter steigen. Die vielen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten, einschließlich Landwirtschaft, Industrie, Verkehr, Bevölkerungswachstum und menschlicher Konsum, in Kombination mit lokalen Umweltfaktoren, einschließlich Bodenart und Licht, beeinflussen das komplexe Netzwerk mikrobieller Interaktionen, die mit anderen Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren auftreten, stark. Diese Wechselwirkungen bestimmen, wie Mikroorganismen auf den Klimawandel reagieren und ihn beeinflussen (z. B. durch Treibhausgasemissionen) und wie der Klimawandel (z. B. höhere CO .-Emissionen)2 Niveaus, Erwärmung und Niederschlagsänderungen) wiederum die mikrobiellen Reaktionen beeinflussen. OMZ, Sauerstoffminimumzone.

Die Gesamtrelevanz von Mikroorganismen für Ozeanökosysteme lässt sich anhand ihrer Anzahl und Biomasse in der Wassersäule und im Untergrund abschätzen: Die Gesamtzahl der Zellen beträgt mehr als 10 29 (Ref. 8,12,13,14,15,16 ) und der Census of Marine Life schätzt, dass 90% der marinen Biomasse mikrobiell ist. Über ihre bloße Zahl hinaus erfüllen marine Mikroorganismen wichtige Ökosystemfunktionen. Durch die Fixierung von Kohlenstoff und Stickstoff sowie die Remineralisierung organischer Stoffe bilden marine Mikroorganismen die Grundlage der Nahrungsnetze der Ozeane und damit der globalen Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe 13 . Das Absinken, Ablagern und Vergraben von fixiertem Kohlenstoff in partikulärer organischer Substanz in Meeressedimenten ist ein wichtiger, langfristiger Mechanismus für die Bindung von CO2 aus der Atmosphäre. Daher ist das Gleichgewicht zwischen der Regeneration von CO2 und Nährstoffe durch Remineralisierung versus Vergraben im Meeresboden bestimmt die Auswirkung auf den Klimawandel.

Zusätzlich zur Erwärmung (durch erhöhten atmosphärischen CO2 Konzentrationen, die den Treibhauseffekt verstärken), haben die Ozeane versauert durch

0,1 pH-Einheiten seit vorindustrieller Zeit, mit weiteren Absenkungen von 0,3–0,4 Einheiten bis zum Ende des Jahrhunderts vorhergesagt 17,18,19 . Angesichts der beispiellosen pH-Änderungsrate 19,20,21 ist es notwendig, schnell zu lernen, wie das Meeresleben reagiert 22 . Die Auswirkungen erhöhter Treibhausgaskonzentrationen auf die Meerestemperatur, Versauerung, Schichtung, Durchmischung, thermohaline Zirkulation, Nährstoffversorgung, Bestrahlung und extreme Wetterereignisse wirken sich auf die marine Mikrobiota auf eine Weise aus, die erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt hat, darunter große Produktivitätsverschiebungen, marine Nahrungsnetze, Kohlenstoffexport und Vergraben im Meeresboden 19,23,24,25,26,27,28,29 .

Mikroorganismen beeinflussen den Klimawandel

Marines Phytoplankton leistet die Hälfte des globalen photosynthetischen CO2 Fixierung (netto globale Primärproduktion von

50 Pg C pro Jahr) und die Hälfte der Sauerstoffproduktion, obwohl sie nur

1 % der globalen Pflanzenbiomasse 30 . Im Vergleich zu Landpflanzen ist marines Phytoplankton über eine größere Fläche verteilt, weniger saisonalen Schwankungen ausgesetzt und weist deutlich schnellere Umschlagsraten auf als Bäume (Tage versus Jahrzehnte) 30 . Daher reagiert Phytoplankton auf globaler Ebene schnell auf Klimaschwankungen. Diese Eigenschaften sind wichtig, wenn man die Beiträge von Phytoplankton zur Kohlenstofffixierung bewertet und vorhersagt, wie sich diese Produktion als Reaktion auf Störungen ändern könnte. Die Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels auf die Primärproduktivität wird durch Phytoplankton-Blütenzyklen erschwert, die sowohl von der Bottom-up-Steuerung (z ,30,31,32,33,34 . Zunahmen von Sonneneinstrahlung, Temperatur und Süßwassereinträgen in Oberflächengewässer verstärken die Ozeanschichtung und verringern folglich den Transport von Nährstoffen aus dem Tiefenwasser in die Oberflächengewässer, was die Primärproduktivität verringert 30,34,35 . Umgekehrt steigt CO2 Niveaus können die Primärproduktion von Phytoplankton erhöhen, aber nur, wenn die Nährstoffe nicht einschränken 36,37,38 .

Einige Studien weisen darauf hin, dass die globale Phytoplanktondichte der Ozeane im letzten Jahrhundert insgesamt abgenommen hat 39 , diese Schlussfolgerungen wurden jedoch aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von langfristigen Phytoplanktondaten, methodischen Unterschieden bei der Datengenerierung und der großen jährlichen und dekadischen Variabilität der Phytoplanktonproduktion in Frage gestellt 40,41,42,43 . Darüber hinaus deuten andere Studien auf einen globalen Anstieg der ozeanischen Phytoplanktonproduktion 44 und Veränderungen in bestimmten Regionen oder bestimmten Phytoplanktongruppen 45,46 hin. Das globale Meereis (Sea Ice Index) nimmt ab, was zu einer höheren Lichtdurchdringung und potenziell mehr Primärproduktion führt 47 jedoch gibt es widersprüchliche Vorhersagen für die Auswirkungen variabler Mischungsmuster und Veränderungen des Nährstoffangebots sowie für Produktivitätstrends in Polarzonen 34 . Dies unterstreicht die Notwendigkeit, langfristige Daten über die Phytoplanktonproduktion und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft zu sammeln. Langzeitdaten werden benötigt, um zuverlässig vorherzusagen, wie mikrobielle Funktionen und Rückkopplungsmechanismen auf den Klimawandel reagieren werden, jedoch existieren nur sehr wenige solcher Datensätze (z. B. die Hawaii Ocean Time-Serie und die Bermuda Atlantic Time-Series Study) 48,49 ,50 . In diesem Zusammenhang liefern die Global Ocean Sampling Expedition 51 , Transekte des Südlichen Ozeans 52,53 und das Tara Oceans Consortium 11,54,55,56,57,57,58,59 Metagenomdaten, die eine wertvolle Basis für marine Mikroorganismen darstellen.

Kieselalgen machen 25–45% der gesamten Primärproduktion in den Ozeanen aus 60,61,62 , aufgrund ihrer Prävalenz in offenen Ozeanregionen, wenn die Gesamtbiomasse des Phytoplanktons maximal ist 63 . Kieselalgen haben im Vergleich zu anderen Phytoplankton-Gruppen relativ hohe Sinkgeschwindigkeiten und sind für

40% des partikulären Kohlenstoffexports in die Tiefe 62,64 . Physikalisch bedingte saisonale Anreicherungen von Oberflächennährstoffen begünstigen Kieselalgenblüten. Der anthropogene Klimawandel wird sich direkt auf diese jahreszeitlichen Zyklen auswirken, indem er den Zeitpunkt der Blüte verändert und ihre Biomasse verringert, was die Primärproduktion und CO . reduziert2 Aufnahme 65. Fernerkundungsdaten deuten auf einen weltweiten Rückgang der Kieselalgen zwischen 1998 und 2012, insbesondere im Nordpazifik, hin, der mit einer Abflachung der Oberflächenmischschicht und geringeren Nährstoffkonzentrationen einhergeht 46 .

Neben dem Beitrag des marinen Phytoplanktons zum CO2 Sequestrierung 30,66,67,68 , chemolithoautotrophe Archaeen und Bakterien fixieren CO2 unter dunklen Bedingungen im tiefen Ozeanwasser 69 und an der Oberfläche während des Polarwinters 70 . Meeresbakterien und Archaeen tragen auch wesentlich zur Oberflächenatmung und zum Kreislauf vieler Elemente bei. Methanogene und Methanotrophe am Meeresboden sind wichtige Produzenten und Verbraucher von CH4, aber ihr Einfluss auf den atmosphärischen Fluss dieses Treibhausgases ist ungewiss 71 . Marine Viren, Bakteriovore Bakterien und eukaryontische Grasfresser sind ebenfalls wichtige Bestandteile mikrobieller Nahrungsnetze, beispielsweise beeinflussen Meeresviren, wie effektiv Kohlenstoff gebunden und in die Tiefsee abgelagert wird 57 . Der Klimawandel beeinflusst Räuber-Beute-Interaktionen, einschließlich Virus-Wirt-Interaktionen, und damit globale biogeochemische Kreisläufe 72 .

Sauerstoffminimumzonen (OMZs) haben sich in den letzten 50 Jahren infolge der Ozeanerwärmung ausgedehnt, was die Sauerstofflöslichkeit verringert 73,74,75 . OMZs sind globale Senken für reaktiven Stickstoff und die mikrobielle Produktion von N2 und N2O Konten für

25–50% des Stickstoffverlusts aus dem Ozean in die Atmosphäre. Darüber hinaus sind OMZs die größten pelagischen Methanspeicher im Ozean und tragen wesentlich zum Methankreislauf im offenen Ozean bei. Die beobachtete und vorhergesagte zukünftige Expansion von OMZs kann daher die Nährstoff- und Treibhausgasbilanzen der Ozeane sowie die Verteilung sauerstoffabhängiger Organismen erheblich beeinflussen 73,74,75 .

Die obersten 50 cm der Tiefseesedimente enthalten

1 × 10 29 Mikroorganismen 8,16 , und die Gesamthäufigkeit von Archaeen und Bakterien in diesen Sedimenten nimmt mit dem Breitengrad zu (von 34° N auf 79° N), wobei spezifische Taxa (wie Marine Group I Thaumarchaeota) überproportional zum Anstieg beitragen 76 . Benthische Mikroorganismen weisen biogeografische Muster auf und reagieren auf Schwankungen in Menge und Qualität der auf den Meeresboden absinkenden Partikel 77 . Infolgedessen wird erwartet, dass der Klimawandel insbesondere die funktionellen Prozesse beeinflusst, die benthische Tiefseearchaeen durchführen (wie die Ammoniakoxidation) und die damit verbundenen biogeochemischen Kreisläufe 76 .

Aerosole beeinflussen die Wolkenbildung und beeinflussen damit die Sonneneinstrahlung und den Niederschlag, aber inwieweit und auf welche Weise sie das Klima beeinflussen, bleibt ungewiss 78 . Marine Aerosole bestehen aus einer komplexen Mischung aus Meersalz, Nicht-Meersalz-Sulfat und organischen Molekülen und können als Keime für die Wolkenkondensation fungieren und den Strahlungshaushalt und damit das Klima beeinflussen 79,80 . Zum Beispiel können biogene Aerosole in abgelegenen Meeresumgebungen (zum Beispiel im Südpolarmeer) die Anzahl und Größe von Wolkentröpfchen erhöhen und ähnliche Auswirkungen auf das Klima haben wie Aerosole in stark verschmutzten Regionen 80,81,82,83 . Insbesondere Phytoplankton emittiert Dimethylsulfid, und sein Derivat Sulfat fördert die Wolkenkondensation 79,84 . Das Verständnis der Art und Weise, wie marines Phytoplankton zu Aerosolen beiträgt, wird bessere Vorhersagen darüber ermöglichen, wie sich ändernde Meeresbedingungen auf Wolken auswirken und auf das Klima zurückwirken 84 . Darüber hinaus enthält die Atmosphäre selbst

10 22 mikrobielle Zellen und die Bestimmung der Fähigkeit atmosphärischer Mikroorganismen, zu wachsen und Aggregate zu bilden, werden wertvoll sein, um ihren Einfluss auf das Klima zu beurteilen 8 .

Bepflanzte Küstenlebensräume sind wichtig für die Kohlenstoffbindung, die durch das gesamte trophische Spektrum von Raubtieren über Pflanzenfresser bis hin zu Pflanzen und den damit verbundenen mikrobiellen Gemeinschaften bestimmt wird 85 . Menschliche Aktivitäten, einschließlich des anthropogenen Klimawandels, haben diese Lebensräume in den letzten 50 Jahren um 25–50% reduziert, und die Häufigkeit mariner Raubtiere ist um bis zu 90% gesunken 85,86,87 . Angesichts solch umfangreicher Störungen müssen die Auswirkungen auf mikrobielle Gemeinschaften bewertet werden, da die mikrobielle Aktivität bestimmt, wie viel Kohlenstoff remineralisiert und als CO . freigesetzt wird2 und CH4.

Klimawandel beeinflusst Mikroorganismen

Der Klimawandel stört die Interaktionen zwischen Arten und zwingt Arten, sich anzupassen, abzuwandern und durch andere ersetzt zu werden oder auszusterben 28,88 . Ozeanerwärmung, Versauerung, Eutrophierung und Übernutzung (z. B. Fischerei, Tourismus) verursachen zusammen den Rückgang der Korallenriffe und können zu einer Verschiebung der Ökosysteme in Richtung Makroalgen 89,90,91,92,93 und benthische Cyanobakterienmatten 94,95 führen. Die Anpassungsfähigkeit von Korallen an den Klimawandel wird stark von den Reaktionen ihrer assoziierten Mikroorganismen beeinflusst, einschließlich Mikroalgensymbionten und Bakterien 96,97,98 . Die Hunderte bis Tausende von mikrobiellen Arten, die auf Korallen leben, sind entscheidend für die Gesundheit des Wirts, beispielsweise durch das Recycling der Abfallprodukte, durch die Bereitstellung wichtiger Nährstoffe und Vitamine und durch die Unterstützung des Immunsystems bei der Bekämpfung von Krankheitserregern 99 . Umwelteinflüsse oder Korallenbleiche können das Korallenmikrobiom jedoch schnell verändern. Solche Verschiebungen beeinflussen zweifellos die ökologischen Funktionen und die Stabilität des Korallen-Mikroorganismus-Systems und beeinflussen möglicherweise die Kapazität und das Tempo, mit denen sich Korallen an den Klimawandel anpassen, sowie die Beziehungen zwischen Korallen und anderen Komponenten des Riff-Ökosystems 99,100 .

Im Allgemeinen können sich Mikroorganismen leichter verteilen als makroskopische Organismen. Dennoch gibt es für viele mikrobielle Arten biogeografische Unterschiede, wobei Verbreitung, Lebensstil (z. B. Wirtsverband) und Umweltfaktoren die Zusammensetzung und Funktion der Gemeinschaft stark beeinflussen 54,101,102,103 . Meeresströmungen sowie thermische und Breitengradienten sind für marine Gemeinschaften besonders wichtig 104,105 . Wenn eine Bewegung in günstigere Umgebungen unmöglich ist, kann der evolutionäre Wandel der einzige Überlebensmechanismus sein 88 . Mikroorganismen wie Bakterien, Archaeen und Mikroalgen mit großen Populationsgrößen und schnellen asexuellen Generationszeiten haben ein hohes Anpassungspotenzial 22 . Relativ wenige Studien haben die evolutionäre Anpassung an die Ozeanversauerung oder andere klimawandelrelevante Umweltvariablen untersucht 22,28 . Ebenso ist das Verständnis der molekularen Mechanismen physiologischer Reaktionen und der Auswirkungen dieser Reaktionen auf biogeochemische Kreisläufe begrenzt 18 .

Mehrere Studien haben jedoch die Auswirkungen von erhöhtem CO . gezeigt2 auf einzelne Phytoplanktonarten, die Prozesse auf Ökosystemebene stören können. Ein Feldexperiment zeigte, dass steigende CO2 Konzentrationen bieten einer giftigen Mikroalge einen selektiven Vorteil, Vicicitus globosus, was zu einer Unterbrechung des Transfers von organischem Material über trophische Ebenen hinweg führt 106 . Die marine Cyanobakterien-Gattung Trichodesmium reagiert auf langfristige (4,5 Jahre) Exposition gegenüber erhöhtem CO2 Niveaus mit irreversiblen genetischen Veränderungen, die die Stickstofffixierung und das Wachstum erhöhen 107 . Für die photosynthetische Grünalge Ostreococcus tauri, erhöhtes CO2 Niveaus erhöhen das Wachstum, die Zellgröße und das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis 108 . Höheres CO2 Ebenen wirken sich auch auf die Bevölkerungsstruktur von O. tauri, mit Veränderungen der Ökotypen und der Nischenbesetzung, was sich auf die breiteren Nahrungsnetze und biogeochemischen Kreisläufe auswirkt 108 . Anstatt größere Zellen zu produzieren, produzieren die kalzifizierenden Phytoplankton-Arten Emiliania Huxleyi reagiert auf die kombinierten Auswirkungen von erhöhter Temperatur und erhöhtem CO2 (und damit verbundene Versauerung) durch die Produktion kleinerer Zellen, die weniger Kohlenstoff enthalten 109 . Bei dieser Art ändern sich die Gesamtproduktionsraten jedoch aufgrund der evolutionären Anpassung an höhere CO .-Emissionen nicht2 Ebenen 109 . Reaktionen auf CO2 die Konzentrationen unterscheiden sich zwischen den Gemeinschaften (zum Beispiel zwischen arktischem Phytoplankton und antarktischem Phytoplankton 110 ). Eine Mesokosmenstudie identifizierte variable Veränderungen in der Diversität von Viren, die infizieren E. huxleyi wenn es unter erhöhtem CO . wächst2 und stellte fest, dass festgestellt werden muss, ob ein erhöhter CO .-Gehalt2 direkt betroffene Viren, Wirte oder die Interaktionen zwischen ihnen 111 . Diese Beispiele veranschaulichen die Notwendigkeit, unser Verständnis evolutionärer Prozesse zu verbessern und dieses Wissen in Vorhersagen der Auswirkungen des Klimawandels einzubeziehen.

Die Ozeanversauerung präsentiert marine Mikroorganismen mit pH-Bedingungen, die weit außerhalb ihres jüngsten historischen Bereichs liegen, was ihre intrazelluläre pH-Homöostase beeinflusst 18.112. Arten, die weniger in der Lage sind, den inneren pH-Wert zu regulieren, sind stärker betroffen, und Faktoren wie Organismusgröße, Aggregationszustand, Stoffwechselaktivität und Wachstumsrate beeinflussen die Regulationsfähigkeit 112 .

Ein niedriger pH-Wert führt dazu, dass Bakterien und Archaeen die Genexpression auf eine Weise verändern, die die Zellerhaltung und nicht das Wachstum unterstützt 18 . In Mesokosmen mit geringer Phytoplankton-Biomasse setzten Bakterien mehr Ressourcen für die pH-Homöostase ein als Bakterien in nährstoffangereicherten Mesokosmen mit hoher Phytoplankton-Biomasse. Folglich wird vorhergesagt, dass die Ozeanversauerung das mikrobielle Nahrungsnetz durch Veränderungen der Zellwachstumseffizienz, des Kohlenstoffkreislaufs und der Energieflüsse verändert, wobei die größten Auswirkungen in den oligotrophen Regionen erwartet werden, die den größten Teil des Ozeans umfassen 18 . Experimentelle Vergleiche von Synechokokken sp. Wachstum sowohl bei gegenwärtigen als auch bei vorhergesagten zukünftigen pH-Konzentrationen zeigte Auswirkungen nicht nur auf die Cyanobakterien, sondern auch auf die Cyanophagenviren, die sie infizieren 113 .

Umgebungstemperatur und Breitengrad korrelieren mit dem Diversitäts-, Verteilungs- und/oder Temperaturoptimum (Topt) bestimmter Meerestaxa, mit Modellen, die voraussagen, dass steigende Temperaturen eine polwärts gerichtete Verschiebung von kälteadaptierten Gemeinschaften verursachen werden 52.114.115.116.117.118 . Jedoch, Topt von Phytoplankton aus polaren und gemäßigten Gewässern deutlich höher als die Umgebungstemperaturen sind, und ein öko-evolutionäres Modell sagte dies voraus Topt für tropisches Phytoplankton würde wesentlich höher sein als die beobachteten experimentellen Werte 116 . Um zu verstehen, wie gut Mikroorganismen an die Umgebungstemperatur angepasst sind, und um vorherzusagen, wie sie auf die Erwärmung reagieren werden, müssen mehr als Topt, was im Allgemeinen ein schlechter Indikator für die physiologische und ökologische Anpassung von Mikroorganismen an kalte Umgebungen ist 119 .

Viele Umwelt- und physiologische Faktoren beeinflussen die Reaktionen und die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit von Mikroorganismen in ihrer natürlichen Umgebung. Beispielsweise erhöhen erhöhte Temperaturen die Proteinsynthese in eukaryontischem Phytoplankton, während sie die zelluläre Ribosomenkonzentration reduzieren 120 . Da die Biomasse des eukaryotischen Phytoplanktons

1 Gt C (Ref. 13 ) und Ribosomen sind phosphatreich, eine durch den Klimawandel bedingte Veränderung ihres Stickstoff-zu-Phosphat-Verhältnisses wird die Ressourcenallokation im globalen Ozean beeinflussen 120 . Es wird angenommen, dass die Erwärmung der Ozeane kleinere Planktonarten gegenüber größeren begünstigt, was biogeochemische Flüsse wie den Partikelexport verändert 121 . Erhöhte Ozeantemperaturen, Versauerung und verminderte Nährstoffversorgung werden voraussichtlich die extrazelluläre Freisetzung von gelöstem organischem Material aus Phytoplankton erhöhen, wobei Veränderungen im mikrobiellen Kreislauf möglicherweise eine erhöhte mikrobielle Produktion auf Kosten höherer trophischer Ebenen verursachen 122 . Die Erwärmung kann auch die Eisenlimitierung stickstofffixierender Cyanobakterien mildern, mit potenziell tiefgreifenden Auswirkungen auf den neuen Stickstoff, der den Nahrungsnetzen der sich erwärmenden Ozeane der Zukunft zugeführt wird 123 . Besondere Aufmerksamkeit muss der Quantifizierung und Interpretation der Reaktionen von Umweltmikroorganismen auf Ökosystemveränderungen und Belastungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel gewidmet werden 124,125 . Es bleiben daher Schlüsselfragen zu den funktionellen Folgen von Veränderungen in der Gemeinschaft, wie z. B. Veränderungen der Kohlenstoffremineralisierung gegenüber der Kohlenstoffbindung und des Nährstoffkreislaufs.


Wie werden Klimamodelle getestet?

Sobald ein Klimamodell erstellt ist, kann es mit einem als „Hinterguss“ bezeichneten Verfahren getestet werden. Dieser Prozess führt das Modell von der Gegenwart in die Vergangenheit zurück. Die Modellergebnisse werden dann mit beobachteten Klima- und Wetterbedingungen verglichen, um zu sehen, wie gut sie übereinstimmen. Diese Tests ermöglichen es Wissenschaftlern, die Genauigkeit der Modelle zu überprüfen und bei Bedarf ihre Gleichungen zu überarbeiten. Wissenschaftsteams auf der ganzen Welt testen und vergleichen ihre Modellergebnisse mit Beobachtungen und Ergebnissen anderer Modelle.

Verwenden von Szenarien zur Vorhersage des zukünftigen Klimas

Sobald ein Klimamodell in Hind-Casting-Tests gut abschneidet, werden auch seine Ergebnisse zur Simulation des zukünftigen Klimas als gültig angenommen. Um das Klima in die Zukunft zu projizieren, wird sich der Klimaantrieb gemäß einem möglichen Zukunftsszenario ändern. Szenarien sind mögliche Geschichten darüber, wie schnell die menschliche Bevölkerung wächst, wie Land genutzt wird, wie sich Volkswirtschaften entwickeln werden und welche atmosphärischen Bedingungen (und damit Klimaantriebe) in jeder Handlung resultieren würden.

Im Jahr 2000 veröffentlichte der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) seinen Sonderbericht über Emissionsszenarien (SRES), in dem vier Szenariofamilien beschrieben wurden, um eine Reihe möglicher zukünftiger Bedingungen zu beschreiben. Jedes Szenario, das mit Buchstaben-Zahlen-Kombinationen wie A1, A2, B1 und B2 bezeichnet wird, basiert auf einer komplexen Beziehung zwischen den sozioökonomischen Kräften, die Treibhausgas- und Aerosolemissionen antreiben, und dem Niveau, auf das diese Emissionen im 21. Jahrhundert ansteigen würden. Die SRES-Szenarien werden seit mehr als einem Jahrzehnt verwendet, daher beschreiben viele Klimamodellergebnisse ihre Eingaben mit Buchstaben-Zahlen-Kombinationen.

Im Jahr 2013 einigten sich Klimawissenschaftler auf eine neue Reihe von Szenarien, die sich auf die Höhe der Treibhausgase in der Atmosphäre im Jahr 2100 konzentrierten. Zusammen werden diese Szenarien als Repräsentative Konzentrationspfade oder RCPs bezeichnet. Jeder RCP gibt an, wie viel Klimaantrieb, ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter, im Jahr 2100 durch Treibhausgase in der Atmosphäre entstehen würde. Die Rate und die Flugbahn des Antriebs sind der Pfad. Wie ihre Vorgänger werden diese Werte bei der Erstellung von Klimamodellen verwendet.

Ergebnisse aktueller Klimamodelle

Auf der ganzen Welt haben verschiedene Wissenschaftlerteams Modelle erstellt und betrieben, um zukünftige Klimabedingungen unter verschiedenen Szenarien für das nächste Jahrhundert zu projizieren. Die Modellergebnisse prognostizieren, dass die globale Temperatur weiter steigen wird, zeigen jedoch, dass menschliche Entscheidungen und Verhaltensweisen, die wir heute wählen, bestimmen werden, wie dramatisch sich das Klima in Zukunft ändern wird.

Wie unterscheiden sich Klimamodelle von Wettervorhersagemodellen?

Im Gegensatz zu Wettervorhersagen, die ein detailliertes Bild der erwarteten täglichen Abfolge der Bedingungen ab der Gegenwart beschreiben, sind Klimamodelle probabilistisch und weisen auf Gebiete mit höherer Wahrscheinlichkeit hin, wärmer oder kühler und feuchter oder trockener als üblich zu sein. Klimamodelle basieren auf globalen Mustern im Ozean und in der Atmosphäre sowie auf Aufzeichnungen von Wettertypen, die in der Vergangenheit unter ähnlichen Mustern aufgetreten sind.


Abbildung 2.1: Menschliche und natürliche Einflüsse auf die globale Temperatur

Klicken Sie auf Legendenelementnamen, um die Diagrammlinien umzuschalten.

Temperaturdifferenz vom Durchschnitt (°F)

Menschliche Einflüsse
Natürliche Einflüsse

Abbildung 2.1: Sowohl menschliche als auch natürliche Faktoren beeinflussen das Klima der Erde, aber der im letzten Jahrhundert beobachtete langfristige Trend der globalen Erwärmung kann nur durch die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf das Klima erklärt werden.

Ausgeklügelte Computermodelle des Klimasystems der Erde ermöglichen es Wissenschaftlern, die Auswirkungen sowohl natürlicher als auch menschlicher Faktoren zu untersuchen. In dieser Abbildung zeigt die schwarze Linie die beobachtete jährliche durchschnittliche globale Oberflächentemperatur für 1880–2017 als Differenz zum Mittelwert für 1880–1910. Die anderen Zeilen zeigen die Beiträge einzelner natürlicher und menschlicher Faktoren, aller natürlichen Faktoren, aller menschlichen Faktoren und der kombinierten Auswirkungen von natürlichen und menschlichen Faktoren. Details zu diesen Faktoren finden Sie unten (Panel-Referenzen und Farben beziehen sich auf die statische Version der Abbildung, die über den Link „Statisches Bild anzeigen“ oben verfügbar ist):

Das obere Feld (a) zeigt die durch ein Klimamodell simulierten Temperaturänderungen, wenn nur natürliche Faktoren (gelbe Linie) berücksichtigt werden. Die anderen Linien zeigen die einzelnen Beiträge zum Gesamteffekt aus beobachteten Veränderungen der Erdbahn (braune Linie), der Menge der einfallenden Sonnenenergie (lila Linie) und Veränderungen der Emissionen von Vulkanausbrüchen (grüne Linie). Beachten Sie, dass allein aufgrund natürlicher Faktoren kein langfristiger Trend der global gemittelten Oberflächentemperatur über diesen Zeitraum zu erwarten wäre. 10

Das mittlere Bild (b) zeigt die simulierten Veränderungen der globalen Temperatur bei ausschließlicher Berücksichtigung menschlicher Einflüsse (dunkelrote Linie), einschließlich der Beiträge aus den Emissionen von Treibhausgasen (lila Linie) und kleinen Partikeln (als Aerosole bezeichnet, braune Linie) B. Veränderungen der Ozonwerte (orange Linie) und Veränderungen der Landbedeckung, einschließlich Entwaldung (grüne Linie). Änderungen der Aerosole und der Landbedeckung hatten in den letzten Jahrzehnten einen Nettokühleffekt, während Änderungen der oberflächennahen Ozonwerte einen geringen Erwärmungseffekt hatten. 18 Diese kleineren Effekte werden durch den großen Erwärmungseinfluss von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan dominiert. Beachten Sie, dass der Nettoeffekt menschlicher Faktoren (dunkelrote Linie) den Großteil des langfristigen Erwärmungstrends erklärt.

Das untere Feld (c) zeigt die Temperaturänderung (orange Linie), die durch ein Klimamodell simuliert wird, wenn sowohl menschliche als auch natürliche Einflüsse berücksichtigt werden. Das Ergebnis stimmt sehr gut mit dem beobachteten Temperaturrekord, insbesondere seit 1950, überein, wodurch die dominierende Rolle der menschlichen Fahrer deutlich sichtbar wird.

Forscher erwarten nicht, dass Klimamodelle den spezifischen Zeitpunkt tatsächlicher Wetterereignisse oder kurzfristiger Klimaschwankungen exakt reproduzieren, aber sie erwarten, dass die Modelle erfassen, wie sich das gesamte Klimasystem über lange Zeiträume verhält. Die simulierten Temperaturlinien repräsentieren die Durchschnittswerte aus einer Vielzahl von Simulationsläufen. Die orange Schraffur stellt Unsicherheitsbänder dar, die auf diesen Simulationen basieren. Für ein bestimmtes Jahr liegen 95 % der Simulationen innerhalb der orangefarbenen Bänder. Quelle: NASA-GISS.


5.3: Quantifizierung der Rolle der internen Variabilität bei vergangenen und zukünftigen US-Klimatrends

Die Rolle der internen Variabilität bei der Maskierung von Trends ist auf regionaler und lokaler Skala im Vergleich zur globalen Skala und in den Extratropen relativ zu den Tropen erheblich erhöht (Kap. 4: Projektionen). Es wurden Ansätze entwickelt, um die extern erzwungenen und intern angetriebenen Beiträge zu beobachteten und zukünftigen Klimatrends und -variabilitäten besser zu quantifizieren und diese Beiträge weiter in thermodynamisch und dynamisch angetriebene Faktoren zu unterteilen. 17 Insbesondere haben sich große „Anfangszustands“-Klimamodell-Ensembles mit 30 Ensemblemitgliedern und mehr 93 , 173 , 174 und langen Kontrollläufen 175 als nützliche Werkzeuge zur Charakterisierung von Unsicherheiten in Klimaänderungsprojektionen auf lokaler/regionaler Skala erwiesen.

Die nordamerikanischen Temperatur- und Niederschlagstrends auf Zeitskalen von bis zu einigen Jahrzehnten werden stark von der intrinsischen atmosphärischen Zirkulationsvariabilität beeinflusst. 17 , 173 Beispielsweise wird geschätzt, dass interne Zirkulationstrends etwa ein Drittel der beobachteten Erwärmung im Winter über Nordamerika während der letzten 50 Jahre ausmachen. In einigen Gebieten, wie den zentralen Rocky Mountains und dem äußersten Westen Alaskas, hat die interne Dynamik den Erwärmungstrend um 10 bis 30 % ausgeglichen. 17 Natürliche Klimavariabilität, die dem forcierten Klimawandel überlagert ist, wird in den nächsten 50 Jahren in den Vereinigten Staaten zu einer Vielzahl möglicher Trends für die Oberflächentemperatur und den Niederschlag führen (Abbildung 5.4). 173


Abbildung 1.4

Multimodell-simulierte Zeitreihen von 1900 bis 2100 für die Veränderung der globalen Jahresmitteloberflächentemperatur relativ zu 1901–1960 für einen Bereich der Repräsentativen Konzentrationspfade (RCPs siehe Kapitel 4: Projektionen für weitere Informationen). Diese Szenarien berücksichtigen die Unsicherheit der zukünftigen Emissionen durch menschliche Aktivitäten (wie sie mit den über 20 Modellen aus der ganzen Welt analysiert wurden, die in der jüngsten internationalen Bewertung verwendet wurden 1 ). Der Mittelwert (durchgezogene Linien) und die zugehörigen Unsicherheiten (Schattierung, mit ±2 Standardabweichungen [5%–95%] über die Verteilung der einzelnen Modelle basierend auf dem Durchschnitt über 2081–2100) sind für alle RCP-Szenarien als farbige vertikale angegeben Riegel. Die Anzahl der Modelle, die zur Berechnung der Multimodell-Mittelwerte verwendet wurden, ist angegeben. (Abbildungsquelle: adaptiert von Walsh et al. 2014 201 ).

Abbildung 1.4 zeigt die projizierten Veränderungen der global gemittelten Temperatur für eine Reihe zukünftiger Pfade, die von der Annahme einer starken anhaltenden Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen in Energie- und Verkehrssystemen im 21. Jahrhundert abweichen (das hohe Szenario ist der repräsentative Konzentrationspfad 8.5 oder RCP8.5). zur Annahme einer erheblichen Emissionsreduktion (das noch niedrigere Szenario, RCP2.6). Kapitel 4: Projektionen beschreibt die Zukunftsszenarien und die Modelle des Klimasystems der Erde, die verwendet werden, um die Auswirkungen menschlicher Entscheidungen und natürlicher Variabilität auf das zukünftige Klima zu quantifizieren. Diese Analysen legen auch nahe, dass der Anstieg der globalen Oberflächentemperatur für das Ende des 21. sehr wahrscheinlich für alle Projektionen, mit Ausnahme des niedrigsten Teils des Unsicherheitsbereichs für RCP2.6, 1,5 °C (2,7 °F) im Verhältnis zum Durchschnitt von 1850–1900 überschreiten. 1 , 35 , 36 , 37


Globaler Umweltwandel: Die menschlichen Dimensionen verstehen (1992)

Alle menschlichen Ursachen globaler Umweltveränderungen werden durch eine Untergruppe von unmittelbaren Ursachen verursacht, die Aspekte der Umwelt direkt auf eine Weise verändern, die globale Auswirkungen hat.Wir beginnen dieses Kapitel, indem wir einen Ansatz zur Berücksichtigung der wichtigsten unmittelbaren Ursachen des globalen Wandels skizzieren und veranschaulichen, und fahren dann mit der schwierigeren Frage fort, sie zu erklären. Drei Fallstudien veranschaulichen die verschiedenen Möglichkeiten, wie menschliches Handeln zum globalen Wandel beitragen kann, und liefern einen konkreten Hintergrund für die folgende eher theoretische Diskussion. Wir haben in dieser Diskussion spezifische Forschungsbedürfnisse identifiziert. Wir schließen mit der Angabe einiger Prinzipien, die sich aus dem aktuellen Wissen ergeben, und einigen Implikationen für die Forschung.

ERKENNUNG DER WICHTIGSTEN URSACHEN URSACHEN

Die wichtigsten unmittelbaren menschlichen Ursachen des globalen Wandels sind diejenigen, die genügend Auswirkungen haben, um die Eigenschaften der globalen Umwelt von potenzieller Bedeutung für die Menschheit erheblich zu verändern. Zu den globalen Umwelteigenschaften, die heute von größter Bedeutung sind, zählen der Strahlungshaushalt der Erde, die Anzahl der lebenden Arten und der Einstrom ultravioletter (UV-B)-Strahlung auf die Erdoberfläche (siehe auch National Research Council, 1990b). In Zukunft dürften sich jedoch die für die Menschheit besorgniserregenden Eigenschaften ändern&mdashultraviolette Strahlung ist schließlich erst seit den 1960er Jahren von globaler Bedeutung. Folglich brauchen Forscher ein allgemeines System für

weg von der Sorge um wichtige Veränderungen in der Umwelt hin zur Identifizierung der menschlichen Aktivitäten, die diese Veränderungen am stärksten beeinflussen. Dieser Abschnitt beschreibt ein Abrechnungssystem, das bei der Erfüllung der Aufgabe helfen kann, und veranschaulicht es anhand einer groben und teilweisen Erfassung der menschlichen Ursachen des globalen Klimawandels.

BEIREE-SSTRUKTURIERT EINBUCHHALTUNG SYSTEM

Ein nützliches Berechnungssystem für die menschlichen Ursachen des globalen Wandels hat eine Baumstruktur, in der Eigenschaften der globalen Umwelt mit den wichtigsten menschlichen Aktivitäten verknüpft sind, die sie verändern, und in der die Aktivitäten wiederum in ihre Bestandteile oder Einflüsse unterteilt sind. Ein solches Bilanzierungssystem ist für die Sozialwissenschaften hilfreich, da es ausgehend von Variablen, von denen bekannt ist, dass sie für den globalen Umweltwandel wichtig sind, die Untersuchung menschlicher Aktivitäten in der natürlichen Umwelt verankert und ein Wirkungskriterium für die Berücksichtigung von Forschungsrichtungen auferlegt (siehe auch Clark, 1988). Dies ist wichtig, weil es die Aufmerksamkeit von Sozialwissenschaftlern auf das Studium der Aktivitäten mit starken Auswirkungen auf den globalen Wandel lenken kann.

Da die Verbindungen zwischen globalen Umweltveränderungen und den Konzepten der Sozialwissenschaften selten offensichtlich sind, haben Sozialwissenschaftler, die mit wichtigen Konzepten in ihrem Fachgebiet beginnen, ihr Augenmerk oft auf menschliche Aktivitäten mit geringen Auswirkungen gerichtet (siehe Stern und Oskamp, ​​1987, zur Ausarbeitung). Eine Analyse, die in den kritischen physikalischen oder biologischen Phänomenen verankert ist, kann Forschungstraditionen identifizieren, deren Relevanz für die Untersuchung von Umweltveränderungen andernfalls übersehen würde. So zeigte beispielsweise eine Untersuchung der Akteure und Entscheidungen mit den größten Auswirkungen auf Energieverbrauch, Luftverschmutzung und Festmüllaufkommen, dass Studien zu den Determinanten des Alltagsverhaltens anhand eines Wirkungskriteriums ein weitaus geringeres Potenzial haben, nützliche Erkenntnisse zu liefern als Studien von Investitionsentscheidungen von Haushalten und Unternehmen oder von organisatorischen Abläufen im Zusammenhang mit Energieverbrauch und Abfallwirtschaft (Stem und Gardner, 1981a,b). In relevanten Disziplinen wie Psychologie und Soziologie existierten Theorien und Methoden für jedes Fachgebiet, aber ein Großteil der Forschungsaufmerksamkeit war fehlgeleitet worden.

Die Idee der baumstrukturierten Bilanzierung lässt sich anhand der folgenden Skizze eines Baumes veranschaulichen, der die Ursachen des globalen Klimawandels beschreibt.

Die wichtigste Umwelteigenschaft, die Anlass zur Sorge gibt, ist der Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre. Die wichtigsten anthropogenen

Treibhausgase, definiert als Gesamtwirkung (Menge in der Atmosphäre mal Wirkung pro Molekül über die Zeit integriert), sind Kohlendioxid (CO2), Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Methan (CH4) und Lachgas (N2Ö). Stellt der Baumstamm die treibhausgaserzeugende Wirkung aller menschlichen Aktivitäten dar, können die Gliedmaßen die beitragenden Treibhausgase darstellen. Tabelle 3-1 zeigt die Gliedmaßen während zweier verschiedener Zeiträume und eine Projektion für einen zukünftigen Zeitraum.

Sowohl natürliche Prozesse als auch menschliche Aktivitäten führen zu Emissionen von Treibhausgasen. Kohlendioxid wird beispielsweise durch die Atmung von Tieren und Pflanzen, die Verbrennung von Biomasse, die Verbrennung fossiler Brennstoffe usw. emittiert. Wenn jeder Zweig des Baums den menschlichen Beitrag zu den globalen Emissionen eines Treibhausgases darstellt, können die Zweige der Zweige die wichtigsten anthropogenen Quellen eines Gases darstellen, d. h. die wichtigsten Kategorien menschlicher Aktivitäten, die es freisetzen. Dies sind unmittelbare menschliche Ursachen des Klimawandels, und ihre Auswirkungen sind gleich ihrem Beitrag jedes Treibhausgases multipliziert mit der Strahlungswirkung des Gases, integriert über die Zeit. Für dieselben Emissionen variiert die Darstellung der Auswirkungen mit dem Datum, bis zu dem die Auswirkungen prognostiziert werden. Die Tabellen 3-2 und 3-3 ordnen die Emissionen der wichtigsten Treibhausgase Ende der 1980er Jahre menschlichen Aktivitäten zu.

Wichtige menschliche unmittelbare Ursachen, wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe, werden von vielen Akteuren und für viele Zwecke durchgeführt: Stromerzeugung, motorisierter Verkehr, Raumkonditionierung, industrielle Prozesswärme und so weiter. Ein Baumzweig, der die Verbrennung fossiler Brennstoffe repräsentiert, kann in Zweige unterteilt werden, die diese verschiedenen Akteure oder Zwecke repräsentieren, von denen jeder als untergeordnete unmittelbare Ursache fungiert und einen Teil der Gesamtemissionen verursacht. Es ist auf verschiedene Weise möglich, eine solche Aufteilung vorzunehmen. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe kann nach Teilen der Welt (Länder, entwickelte und weniger entwickelte Weltregionen usw.), Wirtschaftssektoren (Verkehr, Industrie usw.), Zwecken (Fortbewegung, Raumheizung usw.) , Arten von Akteuren (Haushalte, Unternehmen, Regierungen), Arten von Entscheidungen, die die Tätigkeit bestimmen (Entwurf, Kauf, Verwendung von Ausrüstung) oder auf andere Weise. Verschiedene Methoden können sich für verschiedene Zwecke als nützlich erweisen. Tabelle 3-4 zeigt eine Möglichkeit, das durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe emittierte Kohlendioxid den Hauptzwecken (Endverwendungen) dieser Brennstoffe zuzuordnen.

Die Baumstruktur kann weiter ausgearbeitet werden, indem die auf der vorherigen Ebene definierten untergeordneten nahen Ursachen in ihre Komponenten unterteilt werden. Eine solche Analyse ist wichtig für Aktivitäten mit hoher Wirkung.

TABELLE 3-1 Geschätzter menschlicher Beitrag pro Jahrzehnt zur globalen Erwärmung bedeutender Treibhausgase während dreier Zeiträume, in Watt pro Quadratmeter (Prozentsatz in Klammern)

Diese Schätzungen beziehen sich auf den "Strahlungsantrieb" durch Treibhausgase, dh die Veränderung des Strahlungshaushalts der Erde, die wiederum die globale Temperatur und das Klima verändert. Der Strahlungsantrieb wird aus den aktuellen Gaskonzentrationen in der Atmosphäre berechnet, die die in der Atmosphäre verbleibenden Gase aus allen Emissionen seit Beginn des Industriezeitalters umfassen, hier auf 1765 eingestellt. Es ist nicht identisch mit dem "Global Warming Potential" von Gasen, die von menschliche Aktivität, eine Eigenschaft, die die Auswirkungen von Gasemissionen über die zukünftige Zeit integriert. Das Treibhauspotenzial wird durch die unterschiedlichen atmosphärischen Lebensdauern der Treibhausgase vor dem Abbau beeinflusst, sodass die relative Bedeutung der Gase für die globale Erwärmung von dem zukünftigen Datum abhängt, bis zu dem die Auswirkungen geschätzt werden. Darüber hinaus wandeln chemische Reaktionen in der Atmosphäre einige strahlungsinaktive Verbindungen im Laufe der Zeit in Treibhausgase um. Die Abschätzung des Treibhauspotenzials der derzeit emittierten Gase ist aufgrund unvollständiger Kenntnisse der relevanten Atmosphärenchemie ziemlich unsicher. Eine frühe Schätzung des 100-jährigen Treibhauspotenzials der Gasemissionen im Jahr 1990 ordnet es wie folgt zu: CO2, 61% CH4, 15 % FCKW, 12 % N2O, 4% andere Gase (NOx, Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid), 8% (Shine et al., 1990). Obwohl sich diese Schätzungen von den Schätzungen des Strahlungsantriebs in der Tabelle unterscheiden, sind die Unterschiede in Bezug auf die relative Bedeutung der Gase für das Phänomen der globalen Erwärmung nicht groß. Unsere Analyse verwendet die Schätzungen des Strahlungsantriebs, da diese weit weniger unsicher sind.

a Quelle: Shine et al. (1990: Tabelle 2.6).

b Quelle: Shine et al. (1990: Tabelle 2.7) unter Annahme eines „business-as-usual“-Szenarios mit kohleintensiver Energieversorgung, fortgesetzter Entwaldung und damit verbundenen Emissionen sowie teilweiser Kontrolle der CO- und FCKW-Emissionen.

Die Unsicherheiten für die Zukunftsprognosen sind sehr groß. Die für 2025-2050 prognostizierten Gesamtauswirkungen der Treibhausgase schwankten um den Faktor 5 vom Szenario „beschleunigte Maßnahmen“, das die niedrigsten Emissionen prognostizierte, bis zum Szenario „Weiter wie bisher“, das das höchste prognostizierte.

c Es wird angenommen, dass der stratosphärische Wasserdampf als indirekter Effekt von CH . ansteigt4 Emissionen.

TABELLE 3-2 Globale CO .-Emissionen2, CH4, und N2O Von menschlichen Aktivitäten in den späten 1980er Jahren

CO2 -Emissionen (Mt Kohlenstoff pro Jahr)

CH4 -Emissionen (Mt CH4 pro Jahr)

Funktion von Anbaufläche und Ernteintensität

n2O-Emissionen (Mt N2O pro Jahr) a

Verstärkter Anbau von Land

Brennholz und industrielle Biomasse

Hinweis: Mt = Millionen Tonnen

a Schätzungen von N2O-Emissionen sind höchst ungewiss. Watson et al. (1990) geben einen Bereich von 0,01-2,2 für die Befruchtung an. Außerdem ist N2O-Freisetzungen aus unbekannten Quellen sind wahrscheinlich größer als alle anthropogenen Freisetzungen. Es ist nicht klar, wie viele der nicht erfassten Freisetzungen anthropogen sind.

Quellen: Für CO2 und CH4, Watsonet al. (1990) für N2O, Nationale Akademie der Wissenschaften (1991a).

Beispielsweise kann der Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen als das Produkt der Anzahl der Kraftfahrzeuge, der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz der Kraftfahrzeuge und der gefahrenen Kilometer pro Kraftfahrzeug analysiert werden, wobei die Determinanten jedes dieser Faktoren separat untersucht werden können. Die Forscher könnten dann die sozialen Faktoren untersuchen, die die Veränderung der Anzahl der Autos und ihrer typischen Lebensdauer beeinflussen, wie Haushaltseinkommen, Haushaltsgröße, Anzahl der Beschäftigten pro Haushalt und Verfügbarkeit öffentlicher Verkehrsmittel. Eine detailliertere Analyse kann durchgeführt werden, bis sie keine ausreichend aussagekräftigen Informationen mehr liefert, um ein vorgegebenes Kriterium zu erfüllen. Auch hier gibt es viele Möglichkeiten,

lysieren Sie eine Aktivität wie den Kraftstoffverbrauch von Autos, und der nützlichste Ansatz ist nicht von vornherein offensichtlich.

Die Aufgabe, solche Konten selbst für einen einzelnen Baum zu erstellen, ist enorm. Die Arbeit kann durch die Verwendung des Wirkungskriteriums erleichtert werden: Analytiker könnten sich vernünftigerweise dafür entscheiden, nur so lange von Stamm zu Ast zu Ast zu Zweig zu gehen, bis der Beitrag für den betreffenden Zeitraum unter ein voreingestelltes Wirkungsniveau fällt. Die Datenerhebung und substanzielle Analyse der dünnsten Zweige kann verschoben werden. Tabelle 3-5 zeigt eine Zusammenfassung der Konten der einzelnen Grünen

TABELLE 3-3 Anthropogene Quellen atmosphärisch wichtiger Halogenkohlenwasserstoffe in den späten 1980er Jahren

Aerosole, Kühlung, Schäume

Aerosole, Kühlung, Schäume

Reinigung elektronischer Komponenten

Hinweis: Produktionsschätzungen stammen von Watson et al. (1990), außer CH3CCl3, das von der World Meteorological Organization (1985) stammt. Projektionen der zukünftigen Produktion sind sehr empfindlich gegenüber Veränderungen des Wirtschaftswachstums, und eine relativ schnelle Substitution ist möglich, wenn alternative Chemikalien verfügbar werden. Die Produktion von FCKW 22 verdoppelte sich zwischen 1977 und 1984 (z. B. Fast-Food-Verpackungen), ebenso wie die Produktion von FCKW 113 (Elektronikindustrie).

a Zahlen repräsentieren die integrierten Effekte über 100 Jahre der Freisetzung einer Masseneinheit der Verbindung, bezogen auf CO2. Eine Integration über andere Zeithorizonte würde die relativen Potentiale aufgrund unterschiedlicher atmosphärischer Verweilzeiten verändern. Quelle: Shine et al. (1990: Tabelle 2.8).

b Prozentsatz der 100-Jahres-Effekte aller 1990 Halocarbon-Emissionen. Quelle: Shine et al. (1990: Tabelle 2-9).

c Die projizierten atmosphärischen Effekte hängen nicht nur von der Gesamtproduktion ab, sondern auch von der Balance zwischen den Endanwendungen. Als sich die Produktion von FCKW 11 und FCKW 12 nach 1976 von Aerosolen auf andere Anwendungen verlagerte, führte dies zu einer längeren Verzögerung von der Produktion bis zum Eintritt in die Atmosphäre.

TABELLE 3-4 Aufschlüsselung der Kohlendioxidemissionen nach Wirtschaftssektor und Endverbrauch (in Prozent, USA, 1987)

Dampfkraft, Motoren, Geräte

Personentransport (Autos, Leicht-Lkw)

Güterverkehr (Schwerlastwagen, Bahn, Schiff, Sonstiges)

Heizung für industrielle Prozesse

Hinweis: US-Daten sind in verschiedener Hinsicht nicht repräsentativ für den weltweiten Energieverbrauch. Die Vereinigten Staaten sind jedoch für etwa 20 Prozent des globalen CO . verantwortlich2 Emissionen.

In der Einzelkategorie Heizung, Lüftung, Klima und Beleuchtung wurden 2 Prozent je ein Prozent auf Heizung und Beleuchtung verteilt.

Quelle: U.S. Office of Technology Assessment, 1991.

TABELLE 3-5 Geschätzter zusammengesetzter relativer Beitrag menschlicher Aktivitäten zur Treibhauserwärmung

Gase (Relativer Beitrag in Prozent)

Quelle: Zusammengestellt aus den Tabellen 3-1, 3-2 und 3-3. Zur Interpretation der Daten siehe den Hinweis in Tabelle 3-1.

Transport) als zur Erläuterung der Wahl oder des Betriebs von Wassererwärmungssystemen für Gebäude. Für eine politikorientierte Analyse auf der Grundlage eines solchen Ansatzes siehe National Academy of Sciences, 1991b.

Rechnungslegungen wie die in Abbildung 3-1 dargestellte können die Forschungsagenda für die menschlichen Ursachen des globalen Wandels leiten. Sie sind jedoch entscheidend auf naturwissenschaftliche Analysen angewiesen, um den Rumpf und die großen Gliedmaßen zu skizzieren, also die wichtigsten Umweltwirkungen menschlichen Handelns und die Technologien, die diese Wirkungen erzeugen, zu identifizieren. Die Naturwissenschaft kann der Sozialwissenschaft helfen, indem sie ein verbessertes Bild des Rumpfes und der Gliedmaßen liefert und insbesondere die Schätzungen der Unsicherheiten ihrer Größe verbessert. Die Unsicherheiten einiger Komponenten sind ziemlich groß (siehe z. B. Tabelle 3-2. Schätzung der relativen Beiträge verschiedener menschlicher Aktivitäten zur Methanfreisetzung), und es sollte darauf geachtet werden, ob sich diese Unsicherheiten bei der vollständigen Betrachtung verstärken oder aufheben gegenseitig. Forschung, die die relativen Auswirkungen der unmittelbaren menschlichen Ursachen des globalen Wandels auf bestimmte besorgniserregende Umweltveränderungen abschätzt und dabei die Unsicherheit der Schätzungen spezifiziert, ist für das Verständnis der menschlichen Dimensionen des globalen Wandels unerlässlich.

Da sich Baumdiagramme vom Stamm zu den Ästen und Zweigen hin bewegen, hängt die Analyse mehr von der Sozialwissenschaft ab. Für jede wichtige Umweltveränderung gibt es mehrere mögliche Bilanzierungsbäume, die jeweils mit den Daten übereinstimmen, aber unterschiedliche Aspekte des menschlichen Beitrags hervorheben. Sozialwissenschaftliche Kenntnisse sind erforderlich, um Rechnungslegungsverfahren für bestimmte analytische Zwecke auszuwählen. Welches Rechnungslegungssystem auch immer verwendet wird, Sozialwissenschaftler, die die menschlichen Ursachen des globalen Wandels erforschen, sollten ihre Aufmerksamkeit auf Faktoren richten, die maßgeblich zu einer wichtigen globalen Umweltveränderung beitragen.

LNACHahmungen VON TREE-SSTRUKTURIERT EINBUCHHALTUNG

Da viele verschiedene Baumdiagramme mit denselben Daten konsistent sein können, müssen Baumdiagramme so behandelt werden, als hätten sie nur einen heuristischen und keinen erklärenden Wert. Sie sind nützliche, aber keine endgültigen Konten. Eine schwerwiegendere Einschränkung von baumstrukturierten Berichten besteht darin, dass sie allein nicht die treibenden Kräfte hinter den naheliegenden Ursachen des globalen Wandels beleuchten. Soziale Kräfte, die nur indirekte Auswirkungen auf die globale Umwelt haben und daher von Baumkonten weggelassen werden dürfen, können mindestens

viel Wirkung als die direkten Auswirkungen. Betrachten wir zum Beispiel die Erwerbsquote von Frauen, die sich auf vielfältige Weise auf den Energieverbrauch auswirkt. Mit steigendem Frauenanteil an der Erwerbsbevölkerung werden tendenziell mehr Pkw und gefahrene Kilometer pro Haushalt, vermehrt Flugreisen und aufgrund der damit einhergehenden Verringerung der Haushaltsgröße eine steigende Pro-Kopf-Nachfrage nach Wohnraumklimatisierung und Haushaltsgeräte (siehe Schipper et al., 1989). Da diese Faktoren in verschiedenen Zweigen von Abbildung 3-1 vorkommen, ist die Abbildung nicht hilfreich, um den Effekt der Erwerbsbeteiligung von Frauen auf die Energienachfrage darzustellen. Der umfassendere gesellschaftliche Prozess und die sich ändernde Rolle der Frau in vielen Gesellschaften hat noch weitreichendere Auswirkungen auf den Energieverbrauch, ist aber immer noch schwieriger in der Zahl zu erfassen. Trotz dieser Einschränkungen ist der Bilanzbaum als vorläufige Überprüfung der wahrscheinlichen Auswirkungen einer wichtigen sozialen Variablen nützlich. Wenn eine solche Variable einen hohen Einfluss hat, ist es eine Überlegung wert, in Modelle der relevanten proximalen Ursachen des globalen Wandels aufgenommen zu werden.

Die baumstrukturierte Bilanzierung ist auch insofern eingeschränkt, als sie menschliche Aktivitäten nur anhand einiger wichtiger Kriterien (wie hohe und weit verbreitete Auswirkungen) bewerten kann, aber nicht andere (wie Irreversibilität). Die Berücksichtigung anderer Bedeutungskriterien als der gegenwärtigen Auswirkungen kann detaillierte empirische Analysen von Faktoren erfordern, die bei einer Bilanzierung der gegenwärtigen menschlichen Ursachen von Umweltveränderungen klein erscheinen. Ein Beispiel, das im nächsten Abschnitt erläutert wird, betrifft zukünftige CO .-Emissionen2 Emissionen aus China. Wenn das Pro-Kopf-Einkommen dort schnell wächst, könnten die chinesischen Emissionen so stark ansteigen, dass sie weltweit enorm wichtig werden. Um Prognosen zu erstellen, wäre es sehr nützlich, detaillierte Studien zu den Auswirkungen steigender Einkommen auf die Emissionen in anderen Ländern zu haben, die in letzter Zeit Wirtschaftswachstumsschübe erlebt haben, wie Taiwan und Südkorea, obwohl diese Länder keine größeren Auswirkungen auf die globale Kohlendioxidbilanz.

ERKLÄRUNG DER NÄCHSTEN URSACHEN: DREI FÄLLE

Wie wir gezeigt haben, trägt jede menschliche Aktivität möglicherweise direkt oder indirekt zu den unmittelbaren Ursachen des globalen Wandels bei. In diesem Abschnitt werden drei ziemlich detaillierte Fälle menschlichen Handelns mit großen Auswirkungen auf wichtige globale Umweltveränderungen vorgestellt, um zu untersuchen, was hinter den unmittelbaren Ursachen steckt. Zusammengenommen veranschaulichen die Fälle menschliche Ursachen, die sowohl durch Industrie- und Landnutzungsaktivitäten als auch in Entwicklung und Entwicklung wirken.

geöffneten Ländern. Sie veranschaulichen, wie mehrere treibende Kräfte zusammenwirken, um die unmittelbaren menschlichen Ursachen des globalen Wandels zu bestimmen und warum eine systematische soziale Analyse notwendig ist, um zu verstehen, wie menschliches Handeln ihn verursacht. Im folgenden Abschnitt diskutieren wir die Wechselwirkungen zwischen den treibenden Kräften auf einer eher theoretischen Ebene.

TER EINMERIKANER RKÜHLUNG ichINDUSTRIE

1985 berichtete der Leiter des British Antarctic Survey, Joseph Farman, dass sein Team ein bis dato unbeobachtetes atmosphärisches Phänomen entdeckt hatte: eine plötzliche Ausdünnung der Ozonschicht über der Antarktis im Frühjahr, wodurch ultraviolette Strahlung viel intensiver als normalerweise den Boden erreichte der Fall (Farman et al., 1985). Nachfolgende wissenschaftliche Untersuchungen führten bald zu der heute am weitesten verbreiteten Erklärung des Geschehens. Chlorverbindungen, die hauptsächlich aus chlorierten Fluorkohlenstoffgasen (FCKW) stammen und von Industriegesellschaften für eine Vielzahl von Zwecken in Massenproduktion hergestellt werden, reagierten in den Stratosphärenwolken über der Antarktis während der kalten, dunklen Wintermonate zu Chlorformen, die das stratosphärische Ozon schnell abbauen, wenn die ersten Strahlen des antarktischen Frühlingssonnenlichts treffen ein (Solomon, 1990).Es folgte sehr schnell eine massive Ozonzerstörung, bis die natürlichen Zirkulationsmuster die Versorgung wieder auffüllten und das schloss, was als "Ozonloch" bekannt wurde. Menschliche Aktivitäten in entfernten Gebieten des Planeten hatten eine plötzliche und möglicherweise verheerende Veränderung in der Antarktis bewirkt und seine Ökosysteme, eine Veränderung, die für die Ozonschicht in anderen Teilen des Planeten nichts Gutes verheißt (Stolarski, 1988).

Um dieses Ereignis und die darauf folgenden politischen Kontroversen zu verstehen, muss man fast ein Jahrhundert zurückblicken, lange bevor es FCKW gab. Bis fast Ende des 19. Jahrhunderts war die Kältetechnik eine begrenzte Technologie, die fast ausschließlich auf natürlichen Versorgungsquellen beruhte. Urbane Amerikaner, die es sich leisten konnten, gekühlte Getränke zu trinken, verließen sich auf die Eismärkte der Metropolen, die im Winter Eis aus lokalen Teichen schnitten und in Lagerhäusern für die warmen Monate des Jahres lagerten. Brauereien und Restaurants waren die stärksten Benutzer dieses gelagerten Wintereises, das manchmal Hunderte von Meilen verschifft wurde, um die Kühlung zu gewährleisten. Bostoner Eishändler lieferten zum Beispiel im vierten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts regelmäßig Eis an Verbraucher in Charleston, South Carolina und sogar in der Karibik (Hall, 1888, Cummings, 1949, Lawrence, 1965).

Angesichts der Kosten und der Schwierigkeit, dieses gelagerte Wintereis zu erhalten, wurde die Konservierung von Lebensmitteln weitgehend mit chemischen Zusätzen erreicht, wobei das üblichste Kochsalz: Natriumchlorid ist. In den Vereinigten Staaten war Schweinefleisch die beliebteste Form von Fleischkonserven, da sein Verfall durch Salz leicht aufgehalten werden konnte. Rindfleisch war in konservierter Form viel weniger beliebt, so dass diejenigen, die es aßen, es vorzogen, es frisch geschlachtet von lokalen Metzgern zu kaufen. Dann, in den 1870er Jahren, begannen Fleischverpacker mit eisgekühlten Eisenbahnwaggons zu experimentieren, die in Chicago zubereitetes Rindfleisch, geschlachtet und gekühlt, an Verbraucher in Hunderten von Kilometern Entfernung liefern konnten. Dressed Beef, das aus verschiedenen Gründen billiger war als frisches Rindfleisch, eroberte bald das Land im Sturm, vertrieb viele Großhandelsmetzger aus dem Geschäft und verlieh den Chicagoer Verpackungsunternehmen eine immense Wirtschaftskraft. Die Packer verließen sich zunächst auf komplizierte Eisspeicher- und Liefernetzwerke und schnitten und lagerten Millionen Tonnen Wintereis entlang der Eisenbahnstrecken, die Rindfleisch von Chicago an städtische Kunden im ganzen Osten lieferten. Ihre Investitionen in Eisspeichertechnologie trugen zu dramatischen Verschiebungen in der amerikanischen Nahrungsmittelversorgung bei und wirkten sich bald auch auf andere Lebensmittel als Fleisch aus. Obst und Gemüse aus Kalifornien und Florida sowie Milchprodukte aus dem Hinterland der Metropolen im Osten gehörten zu den wichtigsten, die vom neuen Eisliefersystem profitierten (Cronon, 1991 Yeager, 1981 Kujovich, 1970 Giedion, 1948 Clemen, 1923 Swift und Van Vlissingen , 1927 Neyhart, 1952 Unfer, 1951 Fowler, 1952).

Aber Natureis war unzuverlässig: Zwei warme Winter 1888-1889 und 1889-1890 brachten teilweise Ausfälle der Eisernte, die die Packer dazu veranlassten, sich einer zuverlässigeren Form der Kühlung zuzuwenden. Obwohl das Prinzip der mechanischen Kälteerzeugung, bei dem komprimiertes Gas schnell expandiert und damit die Temperaturen gesenkt wird, seit Mitte des 18. Jahrhunderts bekannt war, fand seine erste großtechnische Anwendung erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhundert (Anderson, 1953). Städtische Brauereien, vor allem in den warmen Klimazonen des Südens, waren die ersten, die davon Gebrauch machten. Als die Fleischverpacker versuchten, ihre Probleme mit der unberechenbaren Wintereisversorgung zu lösen, übernahmen auch sie nach 1890 in großem Umfang die mechanische Kühlung. Im ersten Viertel des 20 auf mechanische Kühlung angewiesen sein. Durch die drastische Senkung der Verderbsrate von Lebensmitteln und damit die Bereitstellung verderblicher Pflanzen für den Konsum.

Während eines Großteils des Jahres veränderte die Kühlung die gesamte Natur der amerikanischen Ernährung.

Die am weitesten verbreitete frühe Kühltechnologie beruhte auf komprimiertem Ammoniakgas, das leicht gewünschte Temperaturabfälle für eine effektive Lebensmittellagerung erzeugte. Aber Ammoniak (wie andere Kühlgase wie Schwefeldioxid und Methylchlorid) hatte ernsthafte Probleme. Für maximale Effizienz musste es vor der Freigabe hohe Drücke erreichen, was die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der Kompressionsausrüstung erhöhte. Es kam häufig zu versehentlichen Explosionen, und die giftige Natur des Gases forderte eine Reihe von Todesopfern. Giftigkeit und der Bedarf an großen teuren Kompressoren verhinderten, dass die mechanische Kühlung bei den Einzelhandelskunden, die ein immenses Nachfragepotenzial darstellten, Fortschritte machte. Deshalb stellte die Erfindung von Freon 12 von Thomas Midgely Jr. 1931 eine Revolution für die Kälteindustrie dar. Midgely entwickelte im Auftrag der Division Frigidaire von General Motors den neuen chlorierten Fluorkohlenstoff als perfekte Alternative zu allen anderen damals auf dem Markt befindlichen Kältemittelgasen.

Nicht brennbar, nicht explosiv, nicht korrosiv und nicht toxisch, die verschiedenen Formen von Freon-Gas schienen die perfekte technische Lösung für eine Vielzahl von Umwelt- und Sicherheitsproblemen zu sein. Sie benötigten auch weniger Druck, um den gewünschten Kühleffekt zu erzielen, sodass Kompressoren kleiner und kostengünstiger sein konnten. Freon dominierte bald den Markt für Kältetechnik und erschloss aufgrund seines geringeren Kapitalbedarfs neue Einzelhandelsmärkte. Früher kauften Verbraucher ihre gekühlten Lebensmittel kurz vor dem Verzehr im Laden ein, da eine effiziente und zuverlässige Haushaltskühlung im Allgemeinen nicht verfügbar war. Jetzt könnten amerikanische Haushalte ihre eigenen Kühlschränke besitzen, was es der Lebensmittelindustrie ermöglicht, einen Großteil ihres Marketingapparats auf den Verkauf von gekühlten Lebensmitteln in Einzelhandelsverpackungen zu verlagern. In den 1950er Jahren eroberten Tiefkühlkost den amerikanischen Markt ebenso wie frisches Gemüse, Milchprodukte und andere Lebensmittel, die heute als normaler Bestandteil der nationalen Ernährung akzeptiert werden. Obwohl die europäischen Länder diese Technologien langsamer einführten, folgten auch sie schließlich diesem Beispiel.

Nicht zuletzt ermöglichte die Ungiftigkeit von Freon die Anwendung der Kältetechnik auf die Umgebungskühlung von Gebäuden, so dass die Klimatisierung zu einem immer wichtigeren Markt für das Gas wurde. Seit Willis H. Carrier die Technik 1902 für eine klimatisierte Lithographieanlage einsetzte, wurden Klimaanlagen in speziellen Industrieanwendungen eingesetzt

auf Bürogebäude und schließlich auch auf Wohnungen angewendet werden. Die Klimatisierung spielte in den Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg eine Schlüsselrolle bei der Förderung des Stadtwachstums in der als Sonnengürtel bekannten Region sowie in tropischen Gebieten rund um den Globus. Von Florida über Texas bis Südkalifornien hing der massive Zuzug neuer Bewohner nicht zuletzt von der Fähigkeit der Gebäude ab, ihre Bewohner vor der Sommerhitze zu schützen. Klimaanlagen sind an solchen Orten selbstverständlich geworden, so dass sie aus dem urbanen Leben im Sonnengürtel nicht mehr wegzudenken sind. Seine Bedeutung lässt sich an zwei Phänomenen von herausragender ökologischer Bedeutung ablesen: Die Verschiebung des saisonalen Stromverbrauchs von der Spitzenlast in den Wintermonaten (als der Energieverbrauch für Beleuchtung und Raumheizung traditionell immer am höchsten war) zur Spitzenlast in den Wintermonaten Sommer und der steile Anstieg bei der Produktion und dem Verbrauch von chlorierten Fluorkohlenwasserstoffen. Der Aufwärtstrend in der FCKW-Produktion wurde auch durch die Entwicklung noch anderer Verwendungen für FCKW unterstützt: als ungiftige Treibmittel in Aerosolsprays und später, in den 1960er und 1970er Jahren, als Lösungsmittel bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen.

FCKW sind sehr stabile Gase: Das ist tatsächlich eine der Eigenschaften, die sie gemessen an ihrer Toxizität und unmittelbaren Umweltwirkungen so harmlos erscheinen ließen. Doch gerade die Stabilität, die FCKW für so viele Anwendungen so attraktiv machte, erwies sich schließlich als ihre größte Gefahr. Einmal in die Umwelt freigesetzt und die Verbreitung von Kühlschränken, Gefrierschränken und Klimaanlagen führte dazu, dass Freon mit immer höherer Geschwindigkeit entwichen. FCKW begannen, die Atmosphäre zu durchdringen und schließlich ihre oberen Regionen zu erreichen. Dort trafen sie auf die Ozonschicht, den dünnen Gürtel aus instabilen dreiteiligen Sauerstoffmolekülen, der einen Großteil der ultravioletten Strahlung der Sonne herausfiltert und lebende Organismen auf der Oberfläche des Planeten vor den Auswirkungen dieser Strahlung schützt. In Gegenwart von Sonnenlicht wurden FCKW-Moleküle zu chemischen Mitteln, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihrer Anzahl an Ozonmolekülen zu zerstören. Dieser Effekt wurde erstmals 1974 von den Chemikern Mario Molina und Sherwood Rowland von der University of California in Irvine vermutet, die im Zuge der Kontroverse um Überschalltransportflugzeuge und mit neueren Erkenntnissen, die durch neue Nachweistechnologien entwickelt wurden, dass FCKW in die Atmosphäre (Molina und Rowland, 1974). Ihre Hypothese war umstritten, aber überzeugend genug, um in den späten 1970er Jahren Maßnahmen der Vereinigten Staaten und acht anderer Länder zum Verbot der Verwendung von FCKW in Aerosolsprays zu veranlassen (zweifellos die marginalste ihrer Verwendungen). Bezeichnenderweise die Vermutung, dass FCKW möglicherweise schädlich sein könnten

auf die Ozonschicht hatte keine großen Auswirkungen auf Anwendungen, die für die industrielle Wirtschaft viel zentraler sind: Lebensmittelkühlung, Umgebungsklimatisierung und Lösungsmittel für die Elektronikfertigung. (Das Wissen, dass FCKW einen erheblichen Anteil am menschlichen Beitrag zum Treibhauseffekt ausmachen – Mitte der 1980er-Jahre etwa 25 Prozent – ​​hatte ebenfalls keine große Wirkung.)

Keine große Wirkung, das heißt bis 1985 und der Entdeckung des Ozonlochs über der Antarktis. Innerhalb von zwei Jahren war sich die wissenschaftliche Gemeinschaft einig, dass FCKW die wahrscheinlichsten Schuldigen sind. Beamte bei DuPont, das 25 Prozent des weltweiten FCKW produzierte, erklärten die Absicht des Unternehmens, die FCKW-Produktion in den nächsten anderthalb Jahrzehnten auslaufen zu lassen und ein internationales Protokoll wurde in Montreal unterzeichnet, in dem die Unterzeichnerstaaten ihre Absicht erklärten, die Produktion und den Verbrauch von FCKW bis zum Ende des Jahrhunderts zu halbieren (Benedick, 1989a, b US Office of Technology Assessment, 1988 Haas, 1989).

Die Lehren aus dieser Geschichte über FCKW und das Ozonloch sind mehrere. Auf der positiven Seite ist die schnelle Reaktion von Wissenschaft, Industrie und Politik auf die Entdeckung des Ozonlochs über der Antarktis ein beruhigender Beweis dafür, dass internationale Vereinbarungen als Reaktion auf den globalen Wandel tatsächlich möglich sind. Dass das Montrealer Protokoll und die späteren, noch stärkeren Londoner Ergänzungen dazu auch ohne umweltverträgliche Alternativen zu den FCKW unterzeichnet werden könnten, deutet auf die Wahrnehmung der Menschen hin, wie ernst und dringlich das Problem geworden war, aber auch auf ihren Glauben&mdass durch DuPonts Maßnahmen ermutigt&ndash, dass Alternativen tatsächlich bis zum Fälligkeitstermin der Vereinbarung verfügbar sein. Tatsächlich ist das Montrealer Protokoll ein paradigmatischer Fall einer schnellen technischen Lösung, bei der Menschen auf die Umweltprobleme eines bestimmten Stoffes reagieren, indem sie eine Technologie finden (oder hoffen zu finden), die für genau die gleichen Zwecke verwendet werden kann, ohne dass irgendwelche grundlegenden Anforderungen erforderlich sind Veränderungen in der menschlichen Wirtschaft oder Gesellschaft.

Und das deutet auf einige der weniger beruhigenden Lektionen dieser Geschichte hin. Kälte- und Klimatechnik sind heute so im American Way of Life und in der Lebensweise vieler Menschen auf der ganzen Welt verankert, dass sie aus der modernen Lebensmittelversorgung und urbanen Lebensweise nicht mehr wegzudenken sind. Schon die Form der Stadt nach dem Zweiten Weltkrieg mit ihren hohen Bürogebäuden, festen Fenstern und energieintensiven Klimatisierungssystemen setzt ein erhebliches Engagement für Kälte und Kälte voraus. Fast niemand hat auf das Ozonloch reagiert, indem er einen Rückzug von diesen grundlegenden Technologien des modernen Lebens vorgeschlagen hat:

die meisten gehen davon aus, dass bestehende Technologien mehr oder weniger unverändert beibehalten werden können, indem man als Alternative zu Thomas Midgleys Erfindung von 1931 ein anderes Gas einführt. Eine schnelle technische Lösung kann durchaus ausreichen, und in diesem Fall werden sich die kälteintensiven (und energie- und treibhausgasintensiven) Lebensmittel- und Architektursysteme der Ersten Welt des 20 der Tropen, die sie vermutlich mit noch größerem Grund und stärkerer Intensität übernehmen als diejenigen, die in gemäßigten Regionen leben.

Natürlich könnte eine solche Kette von Ereignissen den globalen Klimawandel beschleunigen. Die Erfindung von FCKW hat einen Prozess in Gang gesetzt, der zu Baupraktiken und Siedlungsmustern geführt hat, die zwei unerwartete und langfristige Auswirkungen auf die globale Umwelt haben: eine eingebaute Nachfrage nach FCKW und eine eingebaute Nachfrage nach Energie, nicht nur für Platz Kühlung, sondern auch für den Transport zu und zwischen den neuen verstreuten Bevölkerungszentren mit warmem Klima. Eine schnelle Lösung der Auswirkungen von FCKW auf die Ozonschicht könnte die Ausbreitung des amerikanischen Musters der energieintensiven Siedlungen fördern. Ein mögliches Ergebnis ist ein schnelleres Wachstum der Treibhausgasemissionen, als dies sonst der Fall wäre.

Der ermutigende politische Erfolg in Montreal im Jahr 1987 war dramatisch, aber möglicherweise hing er von besonderen Umständen ab: Es gab weltweit nur etwa zwei Dutzend FCKW-Produzenten, und der Abbau bedrohte nur wenige der bestehenden Infrastrukturen, die in den letzten anderthalb Jahrhunderten entwickelt worden waren. Aus diesem Grund ist die Unterzeichnung des Montrealer Protokolls ein riskanter Prädiktor dafür, wie andere internationale Verhandlungen ausgehen könnten, wenn die Reaktion auf den globalen Wandel größere Veränderungen in der historischen Praxis zu erfordern scheint, wenn es viele Millionen verantwortlicher Akteure gibt oder wenn die Kosten und die Vorteile des Wandels sind weniger gleichmäßig über den Planeten verteilt.

Es gibt eine letzte Lektion der CFC-Geschichte, die am ironischsten ist. Wir tun gut daran, uns daran zu erinnern, dass chlorierte Fluorkohlenwasserstoffe selbst eine Reaktion auf ernsthafte Umweltprobleme waren. Sie verringerten das Berufsrisiko von Kompressorexplosionen, sie beendeten alle aber die giftige Verschmutzung (und Todesfälle) durch Kältemittelgase und sie erhöhten die Vielfalt und Sicherheit der menschlichen Nahrungsversorgung dramatisch. 50 Jahre lang schienen sie ein perfektes Beispiel für eine gutartige technische Lösung von Umwelt- und Ingenieurproblemen zu sein, ohne irgendwelche negativen Nebenwirkungen. Wir verstehen jetzt, dass gerade die Qualität, die sie so sicher erscheinen ließ, ihre Stabilität und bedeutet, dass sie auch in Zukunft Ozonmoleküle zerstören werden, selbst wenn wir ihre Produktion und Verwendung zu diesem Zeitpunkt einstellen würden.

Die Geschichte der FCKW zeigt vor allem, dass menschliche Aktivitäten ganz unerwartete langfristige Auswirkungen auf die Umwelt haben können. FCKW, ursprünglich entwickelt, um eine begrenzte Anzahl von Endanwendungen in der Kälteindustrie zu unterstützen, haben nicht nur diese Industrie, sondern auch bedeutende Aspekte der menschlichen Zivilisation verändert. Dadurch haben sie sowohl zum stratosphärischen Ozonabbau als auch zum globalen Klimawandel wichtige Beiträge geleistet. Da FCKW außerdem zu gesellschaftlichen Veränderungen beigetragen haben, die in nationale Gebäudebestände, Verkehrssysteme und sogar politische Strukturen (z , auch wenn Ersatzstoffe gefunden werden, die die Ozonschicht nicht schädigen. Die Abhängigkeit von Kälte hat einen sozialen Druck geschaffen, das Ozonproblem mit technischen Mitteln zu lösen, eine Strategie, die paradoxe Folgen haben könnte: Die Lösung des Ozonproblems könnte soziale Prozesse beschleunigen, die den Klimawandel verursachen. Die CFC-Geschichte zeigt die enorme Schwierigkeit, die Umweltauswirkungen des technologischen Wandels zu verstehen. Sie legt nahe, dass Verbindungen durch eine größere Vielfalt von technologischen und sozialen Systemen und über längere Zeiträume verfolgt werden müssen, als dies in sozialwissenschaftlichen Studien üblich ist. Wir kommen in Kapitel 5 auf diese schwierigen langfristigen wissenschaftlichen Herausforderungen zurück. Die CFC-Geschichte macht auch deutlich, dass wir nicht alle ökologischen oder sozialen Auswirkungen unserer eigenen Aktivitäten vorhersehen können, was darauf hindeutet, dass die besten Strategien diejenigen sind, die mit beträchtlicher Robustheit gegen unbeabsichtigte Folgen.

COAL CVERBRENNUNG IN CHINA

Der Verbrauch fossiler Brennstoffe macht mehr als die Hälfte des menschlichen Beitrags zum Treibhauseffekt aus, hauptsächlich durch den Ausstoß von Kohlendioxid. Obwohl die Volksrepublik China nur der drittgrößte Kohlendioxidproduzent der Welt ist (nach den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion), steigert sie ihre Produktionsrate schneller als jedes andere Land (750 Millionen Tonnen mehr im Jahr 1988 als im Jahr zuvor). 1980&ndashNationale Akademie der Wissenschaften, 1991a). Drei Viertel der chinesischen Emissionen stammen aus der Verbrennung von Kohle. Der rapide Anstieg des chinesischen Kohleverbrauchs von 62 Millionen Tonnen (Mt) im Jahr 1952 auf 812 Mt im Jahr 1985 ist auf Industrialisierung, Elektrifizierung und Bevölkerungswachstum zurückzuführen (Xi et al., 1989). Der Trend dürfte sich in den nächsten Jahrzehnten fortsetzen, da sich China in einer energieabhängigen Entwicklungsphase befindet und kaum Alternativen zur Kohle hat. China hat das drittgrößte der Welt

Kohlereserven nach der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten, aber die Reserven anderer fossiler Brennstoffe sind sehr begrenzt (Xi et al., 1989) und es fehlt das Kapital für größere Investitionen in die Kernenergie oder die Entwicklung seiner großen, aber ungünstig gelegenen, Wasserkraftpotential.

Ursachen der gegenwärtigen Kohleverbrennung

Eine einfache Möglichkeit, den Energieverbrauch in China zu analysieren, besteht darin, die Bilanzierungsgleichung zu verwenden:

wo E ist der Energieverbrauch, P ist Bevölkerung, und BSP ist das Bruttosozialprodukt. Somit ist der Energieverbrauch das Produkt aus Bevölkerung, Wirtschaftsleistung pro Kopf und Energieintensität, d. h. Energieverbrauch pro Produktionseinheit. Der Energieverbrauch in China betrug 1987 435 Prozent dessen, was er 1965 war, während die Bevölkerung 147 Prozent, das BSP pro Kopf 305 Prozent und das BSP 97 Prozent des Niveaus von 1965 betrug:

(Daten der Weltbank, 1989: Tabellen 1 und 5). Diese Analyse legt nahe, dass etwa zwei Drittel des rasanten Anstiegs des chinesischen Energieverbrauchs auf die wirtschaftliche Entwicklung zurückzuführen waren und der Rest auf den Bevölkerungszuwachs zurückzuführen war. Ein genauerer Blick auf das Verhältnis von Energieverbrauch und BSP ergibt jedoch ein anderes Bild, das viel mehr Wert auf Technologie und ihre soziale Kontrolle legt.

Chinas Energieverbrauch ist nicht nur eine Geschichte der wirtschaftlichen Entwicklung, sondern auch eines anhaltend intensiven Energieverbrauchs. Chinas Wirtschaft ist weitaus energieintensiver als die der meisten anderen Länder, oder anders ausgedrückt: China erzielt mit jeder Energieeinheit viel weniger Wirtschaftsleistung. Die Tabellen 3-6 und 3-7 zeigen, dass Chinas Wirtschaft möglicherweise die energieintensivste der Welt ist. In Bezug auf CO2 -Emissionen pro Einheit Wirtschaftsleistung ist China mit Abstand weltweit führend (National Academy of Sciences, 1991a).

Die wenigen verfügbaren Analysen zum Energieverbrauch in China deuten darauf hin, dass seine Energieintensität zwei Hauptquellen hat: Industrialisierung und Ineffizienz.Die Industrie ist energieintensiver als andere Produktionssektoren, und China wendet einen größeren Anteil seines erfassten Energieverbrauchs auf die Industrie auf und ist in diesem Sektor stärker von Kohle abhängig als die meisten anderen Länder (siehe Tabelle 3-8). Dieses Muster kann auf eine stalinistische Entwicklungspolitik zurückgeführt werden, die

begünstigt die Schwerindustrie aus ideologischen Gründen. Die Regierung, die die Produktion durch Direktiven bestimmt, anstatt ihr zu erlauben, auf die Nachfrage zu reagieren, soll trotz riesiger Überschüsse weiterhin die Stahlproduktion befehligen (Smil, 1988, und persönliche Mitteilung).

TABELLE 3-6 Energieintensitäten in ausgewählten Ländern und Ländergruppen, 1987

40 weitere Länder mit niedrigem Einkommen

53 Länder mit mittlerem Einkommen

a Kilogramm Öläquivalent pro US-Dollar BSP.

b BSP in US-Dollar pro Barrel Öläquivalent (1 Barrel = 137,2 kg).

Quelle: Berechnet aus Daten der Weltbank (1989).

TABELLE 3-7 Die energieintensivsten Volkswirtschaften der Welt, 1987

Jemen, Volksdemokrat. Republik

Hinweis: Keine vollständigen Daten verfügbar für Afghanistan, Albanien, Angola, Bhutan, Bulgarien, Burkina Faso, Burma, Tschad, Kuba, Tschechoslowakei, Deutsche Demokratische Republik, Guinea, Iran, Irak, Elfenbeinküste, Kampuchea, Korea (Demokratische Volksrepublik), Mongolei, Namibia, Rumänien, UdSSR, Vietnam und Länder mit weniger als 1 Million Einwohnern.

a Kilogramm Öläquivalent pro US-Dollar BSP.

b BSP in US-Dollar pro Barrel Öläquivalent (1 Barrel = 137,2 kg).

Quelle: Berechnet aus Daten der Weltbank (1989).

Der Hauptgrund für die Energieintensität scheint jedoch eine Ineffizienz zu sein, die mehrere Ursachen hat:

Ineffiziente Endanwendungen Die Kohleverbrennung in China wird normalerweise in kleinen, alten Einheiten durchgeführt, die sich im Besitz von Haushalten oder kleinen Unternehmen befinden - Eigenschaften, die Ineffizienz bedeuten. In den Vereinigten Staaten werden 85 Prozent der Kohle verbrannt, um Strom zu erzeugen, bei einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 36 Prozent. Im Gegensatz dazu werden 22 Prozent der chinesischen Kohle in Strom umgewandelt, mit einem Gesamtwirkungsgrad von nur 29-31 Prozent (Kinzelbach, 1989 Xi et al., 1989). Der Großteil der chinesischen Kohle wird mit noch geringerer Effizienz in der Industrie (46 Prozent des Kohleverbrauchs von 1985) und für die gewerbliche und private Heizung (26 Prozent) verbrannt. Wohnkohleöfen haben oft nur einen Wirkungsgrad von 10-18 Prozent (Xi et al., 1989). Die Einführung effizienterer Öfen und der Ersatz von kohlebefeuerten Raumheizungen durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen schreitet aus Kapitalmangel nur langsam voran.

Preisstruktur Die Politik setzt die Kohlepreise für die staatlichen Minen künstlich niedrig, unterhalb der Produktionskosten. Obwohl die Industrie mit Verlust arbeitet (Xi et al., 1989), soll die Regierung aus Angst vor Inflation und städtischen Unruhen die Preise nur ungern erhöhen. Viele Analysten sehen den Preis als die wichtigste Quelle für die Fortsetzung

TABELLE 3-8 Anteil der gewerblichen Energienutzung für industrielle Zwecke und Anteil der durch Kohle gelieferten Industrieenergie in ausgewählten Ländern und Ländergruppen

Direkte Kohlenutzung (% der industriellen Energie)

a Bulgarien, Tschechoslowakei, Deutsche Demokratische Republik, Ungarn, Polen und Rumänien.

Quelle: Berechnet nach World Resources Institute und International Institute for Environment and Development (1988: Tabelle 7.4).

Ineffizienz, da Bemühungen zur Verbesserung der Effizienz entweder im Bergbau oder im Verbrauch bei den gegenwärtigen Preisen unwirtschaftlich erscheinen.

Die Kommandowirtschaft Die Praxis der staatlich diktierten Produktion in Kombination mit der Preisstruktur ermöglicht es sehr ineffizienten Unternehmen, trotz finanzieller Verluste weiterzuarbeiten. Unternehmen, die durch effizientere Energienutzung konkurrieren könnten, haben keine Anreize dazu. Darüber hinaus fördert das System der Produktionsquoten den Versand von ungereinigter, unsortierter Kohle mit einem Energiewert von 30 Prozent unter der tatsächlichen Tonnage (Smil, 1988). Diese Kohle erfüllt leicht die Quoten und bläst die Produktionsstatistik um über 100 Mio. t pro Jahr auf, aber sie belastet die chinesischen Eisenbahnen, deren Autos 40 Prozent für den Transport von Kohle verwenden .

Tabelle 3-7 bietet einen groben Anhaltspunkt für das Ausmaß an Ineffizienz, das eine Kommandowirtschaft erzeugen kann. Obwohl nur für wenige dieser Volkswirtschaften Daten verfügbar sind, befinden sich darunter vier der fünf am wenigsten energieproduktiven Volkswirtschaften der Welt. Die anderen bevölkerungsreichen Länder der Welt mit niedrigem Einkommen, Indien, Indonesien, Nigeria, Bangladesch und Pakistan, erzielen aus jeder von ihnen verbrauchten Energieeinheit 2,5 bis 6 Mal so viel Produktion wie China (Daten der Weltbank, 1989). ). Obwohl von China nicht erwartet werden kann, seine Energieproduktivität um das 2,5-fache auf das indische Niveau zu steigern, gibt die reichliche Verfügbarkeit von kostengünstiger Kohle in China weniger Anreiz, Energie zu sparen, und scheint Raum für enorme Effizienzsteigerungen zu haben.

Determinanten der zukünftigen Kohleverbrennung

Die Zukunft des globalen Klimawandels hängt stark davon ab, wie energieintensiv die zukünftige chinesische Entwicklung sein wird. Zwischen 1965 und 1987 verbrauchte China Kohle&mdashand CO2 -Emissionen&mdass im gleichen Maße wie die gesamte Wirtschaftsleistung gestiegen ist. Wenn beide weiter mit der jüngsten historischen Rate von 4 Prozent pro Jahr steigen, wird der chinesische Beitrag zum globalen CO2 Die Emissionen werden sich in weniger als 40 Jahren vervierfachen und die der Vereinigten Staaten übertreffen, vorausgesetzt, dass letztere auch den jüngsten Trends folgen. Wenn das zukünftige Wirtschaftswachstum jedoch weniger energieabhängig sein kann als das vergangene Wachstum, ergibt sich ein ganz anderes Bild (Daten der Weltbank, 1989, Fulkerson et al., 1989).

Was bestimmt, ob Wirtschaftswachstum CO . erhöht oder nicht2 Emissionen? Historische Daten zeigen, dass erfolgreich

Die wirtschaftliche Entwicklung in den westlichen Ländern war geprägt von einer Zeit der schnellen Industrialisierung und des Konsums, die stark von der verstärkten Nutzung von Energie aus fossilen Brennstoffen abhängt, gefolgt von einer Zeit, in der das Wirtschaftswachstum weniger energieintensiv wird. Das Wirtschaftswachstum kann jedoch aufgrund der Verlagerung der Produktion vom Industrie- zum Dienstleistungssektor und der Einführung energieeffizienterer Prozesse und Technologien mit abnehmender Energieintensität fortschreiten (World Resources Institute und International Institute for Environment and Development, 1988: 114). , hat in diesen Ländern weiter zugenommen (World Bank, 1989:173).

Die Zukunft des Energieverbrauchs Chinas kann anhand der Bilanzierungsgleichung analysiert werden: Bevölkerungswachstum, wirtschaftliche Entwicklung und Veränderungen der Energieintensität oder Produktivität. Ein vierter Faktor – die Verschiebung von fossilen Brennstoffen zu anderen Energiequellen – wird in China in den nächsten Jahrzehnten kaum großen Einfluss haben, es sei denn, es gibt große internationale Bemühungen, solche Verschiebungen zu fördern.

Das Bevölkerungswachstum ist, abgesehen von Kriegen, Epidemien und dergleichen, leichter zu prognostizieren als die anderen Variablen, da es hauptsächlich von der aktuellen Altersverteilung und sich langsam ändernden Fertilitätstrends getrieben wird. Über einige Jahrzehnte hinaus nehmen jedoch die Unsicherheiten zu: Die gewünschte Familiengröße kann sich ändern, ebenso wie die Bevölkerungspolitik, die in letzter Zeit die Familiengröße unter dem Niveau hält, das Eltern anscheinend bevorzugen. Prognosen für das Jahr 2025 geben eine Bandbreite von 1,4 bis 1,6 Milliarden für die chinesische Bevölkerung an (29 bis 51 Prozent über dem Niveau von 1985) (Vereinte Nationen, 1989).

Wirtschaftswachstum und Energieintensität hängen eng zusammen und sind nur sehr schwer vorherzusagen. Der chinesische nationale Wachstumsplan fordert eine Vervierfachung des Bruttosozialprodukts von 1980 bis 2000, aber eine nur 2,3-fache Steigerung des Kohleverbrauchs (Smil, 1988, Xi et al., 1989). Diese Prognosen fordern, dass die Elastizität von Energie/BSP von 0,97 im Zeitraum 1965-1987 auf etwa 0,6 sinkt, eine Änderung, die im Jahr 2000 mehr fossile Brennstoffe einsparen würde als China 1985 verbrauchte, wenn die Vervierfachung des BSP erreicht wird.

Es gibt enorme Unsicherheiten bei der Vorhersage, ob diese Ziele erreicht werden können, obwohl die chinesische Energienutzung sicherlich ineffizient genug ist, um so viele technologische Verbesserungen zu ermöglichen. Einige Beobachter glauben, dass die Ziele nur nach einer fortgesetzten wirtschaftlichen Liberalisierung erreicht werden können, einschließlich Preisreformen und Marktanreizen sowie politischen Reformen, die verschwenderische Managementpraktiken überarbeiten und die erforderliche ausländische Technologie, Expertise und Kapital anziehen würden (z. B. Smil, 1988). Die Wahrscheinlichkeit solcher Politikänderungen ist bekanntermaßen ungewiss, da die politischen Ereignisse von 1989 in China

und Osteuropa bezeugen. Und angesichts des derzeitigen Wissensstandes über die Funktionsweise von Führungsökonomien wäre der Erfolg ihrer Umsetzung und damit ihre genauen Auswirkungen auf die Energieproduktivität selbst bei im Voraus bekannter Politikänderungen schwer vorherzusagen.

Niemand weiß, wie die Chinesen die Früchte der zukünftigen wirtschaftlichen Entwicklung nutzen werden. Wenn sie große Investitionen in die Energieproduktivität tätigen&mdash kann beispielsweise die Modernisierung der Kohleindustrie, die Verwendung von Strom als Ersatz für die ineffiziente Kohleverbrennung und der Ausbau des Dienstleistungssektors der Wirtschaft–2 Emissionen. Aber andere Investitionsrichtungen, die sich auf neue Produktionsanlagen und erweiterte Energiedienstleistungen wie Kältetechnik und Personentransport konzentrieren, wären viel energieintensiver. Wenn China eine starke Verschiebung hin zu Marktanreizen vornimmt, wird die Dezentralisierung der Wahlmöglichkeiten die Effizienz in der Produktion fördern, aber auch den energieintensiven Konsum fördern, da der Einzelne verfügbares Einkommen gewinnt. Der Nettoeffekt auf die Energieintensität ist noch unbekannt.

Eine weitere wichtige Unbekannte ist, ob die Regierungspolitik die Energieeffizienz und die globale Umwelt betonen wird. China hat bereits Maßnahmen zur Reduzierung des Kohleverbrauchs, jedoch nicht zur Verbesserung der Energieeffizienz. Die Prioritäten sind die städtische Luftverschmutzung, die Befreiung von Eisenbahnwaggons für Nichtkohlefracht und die Verringerung der Schwefeloxidemissionen. Diese Prioritäten fördern einige energieproduktive Investitionen, wie z. B. Blockheizkraftwerke, die Abwärme zur Erwärmung von Gebäuden nutzen. Andere wichtige energieproduktive Investitionen passen jedoch nicht zu diesen Prioritäten. Die zukünftige Stoßrichtung der chinesischen Umweltpolitik hängt natürlich von der Politik ab. Die aktuelle Umweltpolitik wurde von oben nach unten festgelegt, beeinflusst durch die Exposition reisender chinesischer Beamter gegenüber den Umweltbedenken ausländischer Wissenschaftler, internationaler Organisationen und Investoren (Ross, 1987). Wenn sich China nach innen wendet, um der Demokratisierung zu widerstehen, werden die globalen Bedenken hinsichtlich der Energieeffizienz die chinesische Politik möglicherweise noch lange nicht beeinflussen. Wenn die Umweltpolitik in China dezentralisiert und demokratisiert wird, entsteht eine Öffnung für lokale Umweltbewegungen, die in der Vergangenheit daran gehindert wurden, horizontale Verbindungen zu bilden (Ross, 1987). Freiheit für chinesische Umweltschützer könnte jedoch zu einem Druck auf lokale Veränderungen führen, anstatt auf eine Politik zur Verbesserung der Energieeffizienz auf nationaler Ebene.

Zusammengefasst hängt der chinesische Beitrag zum globalen Klimawandel von den Wechselwirkungen der Technologie mit sozialen Faktoren ab, darunter Bevölkerungswachstum, wirtschaftliche Entwicklung, Politik und

Ideologie. Wissenschaftler wissen viel über die technischen Veränderungen, die Chinas Treibhausgasemissionen verringern könnten, aber sie haben relativ wenig quantitatives Verständnis der sozialen Faktoren, die den technologischen Wandel ermöglichen und mit ihm interagieren. Es ist genug bekannt, um einige der kritischen Determinanten der chinesischen Energieintensität zu identifizieren, aber nicht, um ihre Auswirkungen zu quantifizieren oder ihre Wechselwirkungen zu spezifizieren. Das wird weitere Forschung erfordern. Beispielsweise könnten kritische politische Veränderungen, wie eine stärkere Betonung von Marktanreizen und dezentraler Entscheidungsfindung, die Energieproduktivität erheblich verbessern. Studien über den Übergang zu einer verstärkten Marktkontrolle in anderen Kommandowirtschaften könnten wertvolle Erkenntnisse liefern, um die wahrscheinlichen Auswirkungen solcher Politikänderungen auf die Energieeffizienz in China zu prognostizieren. Die Zukunft der chinesischen Energienachfrage hängt auch von Veränderungen in der Struktur der chinesischen Wirtschaft und der Verbrauchernachfrage ab. Sorgfältige vergleichende Studien der sozialen Determinanten der Energieintensität und der Veränderungen der Energieintensität auf nationalstaatlicher Ebene sind entscheidend für das Verständnis und die Projektion des zukünftigen Beitrags Chinas zum Treibhauseffekt.

FOREST CLERNEN IN DAS EINMAZON BWIE IN

Die Rodung tropischer Wälder gilt allgemein als die wichtigste Einzelursache für die jüngsten Verluste an der biologischen Vielfalt der Erde. Es ist auch für etwa 15 Prozent der Auswirkungen der menschlichen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die Rodung war in den letzten Jahren sehr umfangreich, und die Störungen sind nicht ohne weiteres reversibel, wie es zuvor die Abholzung durch indigene Brandrodungstechniken der Fall war (Conklin, 1954, Nye und Greenland, 1966, Sanchez et al., 1982). Die Schäden sind mittlerweile so umfangreich und gravierend, dass eine Regeneration zur ursprünglichen Deckung ohne spezielle Maßnahmen, die erst jetzt entwickelt werden, ausgeschlossen ist (Uhl et al., 1989).

Die am weitesten verbreitete Definition der biologischen Vielfalt umfasst drei Ebenen: genetische, Arten- und Ökosystemvielfalt (Norse et al., 1986, U.S. Office of Technology Assessment, 1987). Abholzung reduziert die Vielfalt auf allen drei Ebenen. Genetische Diversität oder die Diversität von Genen innerhalb einer Art liefert das Rohmaterial für die Evolution, da sie es einigen Individuen einer Art ermöglicht, Umweltveränderungen zu überleben, die andere Individuen daran hindern, zu leben oder sich fortzupflanzen. Die Artenvielfalt, die sich auf die vielen Millionen Arten bezieht, die heute auf der Erde vorkommen, ist in den tropischen Wäldern, insbesondere im Amazonasbecken, am reichsten (Erwin, 1988). Viele der amazonischen Arten sind eng an bestimmte Waldökosysteme und Baumarten gebunden, so dass sie sehr eng sind

durch regionale oder gar lokale Waldrodungen verbreitet und besonders vom Aussterben bedroht. Die Vielfalt der Ökosysteme, d. h. die Existenz unterschiedlicher Artengemeinschaften in unterschiedlichen physikalischen Situationen, basierend auf Faktoren wie Bodenart oder Höhe über dem Flusskanal (Prance, 1979), ist auch im Amazonasbecken groß, selbst zwischen physikalischen Situationen, die aussehen identisch mit dem ungeübten Auge.

Die Abholzung des Amazonasgebietes bedroht diese Formen der biologischen Vielfalt in vielerlei Hinsicht. Die Abholzung von Wäldern zerstört den Lebensraum vieler Arten, die eng mit bestimmten Bäumen oder Ökosystemtypen verbunden sind. Arten, deren Habitate nicht vollständig zerstört sind, können aussterben, wenn eine unzureichende Anzahl im verbleibenden Habitat übrig bleibt oder verbleibende Flecken nicht die Ressourcen enthalten, die sie benötigen (wie Nistplätze oder Nahrung von einem bestimmten Baum, die zum Erhalt der Art erforderlich sind). Arten können aufgrund der Vereinfachung des Ökosystems eliminiert werden, beispielsweise wenn die Entfernung einer einzelnen Art die vielen Arten eliminiert, die für ihre Existenz von der lokalen Population dieser Art abhängig sind, 1 oder wenn das Schneiden das kühle, feuchte, windstille Mikroklima des Waldinneren eliminiert, so viele Arten erfordern. Die Vielfalt ist anfällig für das Austrocknen des regionalen Klimas, da die Evapotranspiration aus dem Wald etwa die Hälfte der Niederschläge im Amazonasbecken erzeugt (Salati und Vose, 1984). 2 Entwaldung kann die biologische Vielfalt schädigen, indem sie sowohl zum globalen als auch zum regionalen Klimawandel beiträgt, insbesondere wenn das Klima im Amazonasbecken trockener wird. Durch den Straßenbau wird der Wald nicht nur zerstört, sondern auch der Zugang zu ihm verbessert und die weitere Abholzung erleichtert. Die Abholzung begünstigt Arten, die nur in stark gestörten Gebieten vorkommen, wie Unkraut, Mücken und Rinder, die Krankheiten verbreiten, mit einheimischen Organismen konkurrieren und die Bodenstruktur verändern (Denevan, 1981). Schließlich ist ein Großteil der Entwaldung ein Nebenprodukt von Industrien wie dem Bergbau, der nicht nur den Wald am Industriestandort zerstört, sondern auch eine große Anzahl von Bäumen als Brennstoff verwenden kann.

Abholzung reduziert die biologische Vielfalt auf verschiedene Weise. Im Allgemeinen sind die Arten am stärksten betroffen, die einen großen Flächenbedarf, ein enges Verbreitungsgebiet oder einen Wert für den Menschen als Nahrung, Medizin oder Holz aufweisen, aber das gesamte taxonomische Spektrum kann große Verluste erleiden. 3 Einige bedrohte Arten können für die Wirtschaft und Kultur der Region von Bedeutung sein, einige werden weit über das Amazonasbecken hinaus genutzt und einige haben einen potentiellen Wert für den Menschen, der noch nicht bekannt ist. Die bedrohten Ökosysteme erbringen regional wichtige Leistungen wie Bodenbildung, Temperierung, Verringerung der Bodenerosion, Reinigung von Luft und Wasser sowie Vorbeugung von Überschwemmungen und Dürren (Smith, 1982). Die Nettowirkung auf den Menschen

Man kann im Voraus nicht abschätzen, aber unabhängig von seiner Größe ist es wahrscheinlich irreversibel.

Ursachen der Abholzung

Amazonas-Waldland wird für viele Zwecke gerodet. Der Holzeinschlag ist ein wichtiger Wirtschaftszweig, wobei vier der sechs Bundesstaaten des brasilianischen Amazonasbeckens für mehr als 25 Prozent ihrer Industrieproduktion von Holzprodukten abhängig sind (Browder, 1988). Andere Industrien zerstören den Wald sowohl als integralen Bestandteil des Herstellungsprozesses als auch als Nebenprodukt. Beispielsweise werden in der Region Gran Carajas in Brasilien 610.000 Hektar Wald pro Jahr zur Herstellung von Holzkohle für die Eisenverhüttung genutzt (Treece, 1989). Das Aufstauen von Flüssen zur Erzeugung von Strom für die Aluminiumraffination und für die städtische Energieversorgung überschwemmt aufgrund der geringen Bodenerhebung riesige Gebiete. Aber die größte Einzelquelle der Amazonas-Entwaldung und der Schwerpunkt dieser Diskussion ist die Viehzucht, die jetzt schätzungsweise 72 Prozent der gerodeten Fläche bedeckt (Browder, 1988).

Die Umwandlung des Waldes in minderwertige, schnell degradierende Weiden war nicht unvermeidlich. Es wurde stark von der nationalen Politik beeinflusst und von internationalen Entwicklungsagenturen unterstützt, die Migration und Landrodung durch Landnutzungsvereinbarungen förderten, eine öffentlich finanzierte Straßeninfrastruktur zur Verfügung stellten und Kredit- und Steueranreize für die Viehzucht schufen. Angesichts dieser institutionellen Bedingungen und des Vorhandenseins von reichlich vorhandenem, zugänglichem und relativ billigem Land im Amazonasgebiet trafen einzelne Akteure rationale wirtschaftliche Entscheidungen, die ihren eigenen Interessen dienten und dazu beitrugen, ein System mit eigener wirtschaftlicher und sozialer Dynamik zu schaffen, das die Abholzung auch nach staatlicher Anreize wurden entfernt.

Straßenbau Mit Unterstützung der Weltbank, der Interamerikanischen Entwicklungsbank und anderer internationaler Kreditinstitute verbesserte und befestigte die brasilianische Regierung wichtige Nord-Süd- (Belem-Brasilia) und Ost-West- (Cuiaba-Porto Velho) Autobahnen in der Hoffnung, den Reichtum zu erschließen des Amazonas, Mineralien und Holz zugänglich machen und landwirtschaftliche Betriebe fördern (Fearnside, 1989). Wären, wie von den Planern beabsichtigt, Siedler aus dem armen, dürregeplagten Nordosten eingewandert, um sich entlang der Trans-Amazonas-Autobahn anzusiedeln, hätten sie das Gebiet möglicherweise intensiv erschlossen, mit dauerhafter kleinbäuerlicher Landwirtschaft und Agroforstwirtschaft und begrenzter Entwaldung. Aber im Nordosten kam es nicht zu Massenwanderungen, und ein Großteil des Gebiets wurde als Weideland aufgegeben

(Browder, 1988 Moran, 1976, 1990). Die Erschließung neuer Ländereien und die relative Abwesenheit von Menschen begünstigten eine extensive Entwicklung, wie z. B. Viehzucht, gegenüber einer intensiven Entwicklung.

Landbesitzrechte Seit Jahrhunderten ist es rechtliche Praxis, demjenigen, der ein Stück brasilianisches Land entwaldet, Besitzrechte einzuräumen. Bald folgen Eigentumsrechte (Fearnside, 1989).Hausbesetzer auf öffentlichem Land können die Rechte an 100 ha erwerben, indem sie darauf leben und es nutzen, aber 100 ha reichen nicht für die Viehzucht. Viehzüchter kaufen oft die Lose der gescheiterten Bauern auf, und 1974 wurde es einem Unternehmen möglich, eine Fläche von bis zu 66.000 ha zu erwerben (Smith, 1982). Große Einzel- und Firmenzüchter können ihre eigenen Zufahrtsstraßen bauen und weitläufige Grundstücke abseits der großen Autobahnen für sich beanspruchen. Wenn Straßen gebaut werden, ist der größte Teil des Staatslandes im Amazonasgebiet bereits beansprucht (Binswanger, 1989). Brasilianische Landgesetze fördern sowohl extensiven Besitz als auch eine extensive Nutzung. So sieht beispielsweise die Verfassung von 1988 vor, dass Land „in effektiver Nutzung“, dh gerodet, nicht zum Zwecke der Agrarreform enteignet werden kann (Hecht, 1989b).

Spekulation Landbesitz war eine nützliche Absicherung gegen Brasiliens galoppierende Inflation und eine ausgezeichnete spekulative Anlage. Mahar berichtet, dass ein Landarbeiter „das Äquivalent von 9.000 Dollar durch die Rodung von 14 ha Wald, das Anpflanzen von Weiden und ein paar Feldfrüchten für ein paar Jahre und den Verkauf der ‚Verbesserungen‘ an einen neuen Siedler verdienen kann“ (1988:38). Das ist das Vierfache dessen, was der Arbeiter durch gewöhnliche landwirtschaftliche Arbeit verdienen könnte. Die größten spekulativen Gewinne kommen Großinvestoren mit guten Verbindungen zu Regierung und Gerichten zu, weil der Wert von Land stark von „institutionellen Faktoren wie der Gültigkeit von Eigentumsrechten [und] dem Zugang zu Krediten“ beeinflusst wird (Hecht, 1989b: 229).

Finanzielle Anreize von der Regierung Um die Entwicklung im Amazonas zu fördern, stellte die brasilianische Regierung Landkrediten oder Wohnberechtigungsscheinen zu niedrigen, ja sogar negativen Zinssätzen zur Verfügung. Die Kredite waren so attraktiv, dass Gelder aus dem nichtlandwirtschaftlichen Sektor in die extensive Viehzucht flossen (Binswanger, 1989). Kleine Bauernhöfe wurden nicht auf Land besteuert, große konnten ihre ohnehin niedrigen Steuern durch die Umwandlung von Wäldern in Weideland oder Getreide senken (Binswanger, 1989), und Unternehmen konnten bis zu 75 Prozent der Kosten genehmigter Entwicklungsprojekte im Amazonasgebiet von ihrem Bund abziehen Steuerpflicht (Browder, 1988). Unternehmen könnten auch Verluste auf Area-

Zonenprojekte gegen steuerpflichtiges Einkommen, das anderswo erzielt wurde (Browder, 1988). Diese Anreize begünstigten extensive Betriebe und förderten die Tierhaltung, selbst wenn die Erträge aus Rindfleisch allein die Produktionskosten nicht decken konnten. Steuerliche Anreize für die Viehhaltung sind seit 1985 weitgehend versiegt, der Rinderbestand ist jedoch weiterhin mit einer jährlichen Rate von 8 Prozent gewachsen (Schneider, 1990), was darauf hindeutet, dass jetzt auch ohne Subventionen, teilweise aus der Aufwertung der Bodenwerte, Gewinne erzielt werden können (Binswanger, 1989).

Vieh- und Pflanzenwirtschaft Die Strategie, die im Allgemeinen am unmittelbarsten profitabel ist, wenn Land reichlich vorhanden ist und Arbeitskräfte knapp sind, ist die der extensiven und oft vorübergehenden Nutzung. Ein Beispiel ist der Wanderfeldbau, die vorherrschende indigene Landnutzungsstrategie. Feuer entfernt geschnittenes Gebüsch und Bäume, und es besteht keine Notwendigkeit, den Boden zu wenden, häufig zu jäten, zu bewässern, zu entwässern oder zu terrassen. Die Rindfleischproduktion erfordert noch weniger Arbeit pro Produktionseinheit und kann mit Hilfe moderner Technik und fossiler Energie zur Rodung von Wäldern weitaus umfangreicher sein als der Wanderfeldbau. Die Mast von Rindern auf Gras erfordert wenig Arbeit oder Ausgaben für Zäune und Korralen und kein Unkrautjäten. Viehzüchter können die hochproduktiven ersten Jahre nach der Waldrodung nutzen, um das Sortiment zu überlagern und den kurzfristigen Gewinn zu steigern. Rinderprojekte, die von der brasilianischen Entwicklungsagentur SUDAM unterstützt wurden, arbeiteten mit nur einem Mitarbeiter pro 400 ha (Denevan, 1981). Solche Ranches, die mit staatlichen Subventionen gegründet wurden, können jetzt ohne sie überleben, indem sie mehr Holz vom Land vermarkten, Rindfleisch an neue Einwanderer in die neuen städtischen Zentren in der Region verkaufen, ihr Vieh zum Markt bringen und neue und besser angepasste . verwenden Grasarten und selektiv gezüchtete Rinder (Schneider, 1990).

Ideologie, Politik und Ökonomie der Entwicklung Während eines Großteils der 1960er und 1970er Jahre verfolgte die brasilianische Regierung mit Unterstützung internationaler Finanzinstitutionen eine Strategie großer, kapitalintensiver Entwicklungsprojekte. Dies bedeutete oft Monokulturen, relativ geringen Arbeitseinsatz, Mechanisierung und die Maximierung kurzfristiger finanzieller Erträge. Die Strategie, die in Lehrbüchern zur Entwicklung (z. B. Rostow, 1960) ausgearbeitet wurde, beruhte auf gemeinsamen Annahmen über die wesentliche Güte des Wirtschaftswachstums und machte die Entwaldung für die Holzfällerei und die extensive Viehzucht zur profitabelsten Aktivität an der brasilianischen Grenze (Partridge, 1984). . Die internationale Verschuldung, die teilweise zur Förderung einer solchen Entwicklung entstanden ist, erhöhte die Nachfrage nach schnellen Renditen, hohen Gewinnen und der Produktion von Exporten, um die Zinsen zu bezahlen

Gebühren (Hildyard, 1990). In letzter Zeit werden enttäuschende Wirtschaftserträge, sinkende internationale Hilfen und das Bewusstsein für eine rasche ökologische Verschlechterung mit sich ändernden Prioritäten in Verbindung gebracht, und Analysten in der Weltbank und anderswo kritisieren die alte Entwicklungsphilosophie (Binswanger, 1989 Mahar, 1988 Schneider, 1990). ).

Die Rolle des Bevölkerungswachstums Das durchschnittliche Bevölkerungswachstum Brasiliens von 2,8 Prozent in den 1970er Jahren ist leicht als Ursache für Landhunger und Migration anzusehen, wodurch die Amazonasbevölkerung jährlich um 6,3 Prozent ansteigt (Browder, 1988). In dieser Zeit kam es jedoch zu stärkeren Bevölkerungsbewegungen aus dem bereits besiedelten Hinterland in die Städte, verbunden mit einem erheblichen natürlichen Anstieg der städtischen Gebiete. Der Rückgang der ländlichen Bevölkerungsdichte spiegelt sich in dem Satz wider:Quando chega o boi, o homen sai," (Wenn das Vieh ankommt, gehen die Männer ab) (Browder, 1988:254). Die ausgedehnte Waldrodung an der Grenze spiegelt den Bevölkerungsdruck und den Nahrungsbedarf wider außen der lokalen Region, verbunden mit einem Mangel an lokalem Bevölkerungsdruck (Denevan, 1981).

Alternative Futures für Amazonien

Der Fall Amazonien veranschaulicht den Unterschied zwischen intensiven und extensiven Landnutzungsmustern in tropischen Wäldern. Tabelle 3-9 bietet eine zusammenfassende Darstellung der Extreme dieser Muster, dargestellt als Idealtypen (die tatsächliche Landnutzung weist fast immer Merkmale beider Typen auf). Der Amazonaswald wird seit langem von Völkern bewohnt, die eine Mischung dieser Strategien zur Unterstützung ihrer Wirtschaft verwendeten. Indigene Gruppen kombinierten relativ weitreichende Strategien, wie temporäre oder wechselnde Bewirtschaftung, gefolgt von natürlicher Waldverjüngung und Jagd und Sammeln von verstreutem Wild, Fisch und wilden Nahrungspflanzen, mit einer intensiveren Bewirtschaftung von Auen und anderen Böden mit hoher, erneuerbarer Fruchtbarkeit. In jüngerer Zeit haben sowohl amerikanische Ureinwohner (Posey, 1989, Frankreich, 1989) als auch eingewanderte Populationen wie die Gummizapfer den Wald durch eine gemischte Bewirtschaftungsstrategie erhalten, die die biologisch vielfältige natürliche Umgebung nachahmt, anstatt sie zu ersetzen (Browder, 1989).

Die modernen Formen der Landnutzung, die am stärksten mit Entwaldung und Viehzucht, Ackerbau, Holzeinschlag und anderen industriellen Nutzungen in Verbindung stehen, sind umfangreich und schnell expansiv, markt- und kapitalabhängig, auf einen oder wenige Rohstoffe spezialisiert und mechanisiert oder arbeitssparend. Einige Beobachter verweisen auf moderne Strate-

TABELLE 3-9 Landnutzungstyp

Geringe Dichte, wachsende Zugvögel

Hohe Dichte, dauerhafte Ansiedlung

Niedrige Durchschnittserträge, hohe Variabilität, geringe Kulturpflanzenvielfalt

Hohe Durchschnittserträge, geringe Variabilität, hohe Diversität (Getreide, Knollen, Gemüse, Bäume, Nutztiere)

Groß, Tendenz zur Vergrößerung der Landfläche

Kleine, ausgewogene Fragmentierung gegen Anlagerung

Geringer Gesamteinsatz, saisonal variabel, ungelernt, hohe Rendite pro Stunde, oft eingestellt

Hoher Gesamteinsatz, konstanter Einsatz während des ganzen Jahres, qualifizierte, geringe Rendite pro Stunde, oft Haushalt

Mechanisch, Energie importiert, nicht erneuerbare, kapitalintensiv

Einfach, oft manuell, lokal, erneuerbar, arbeitsintensiv

Hoch, verkaufter Output, weitgehend gekaufte Inputs, nationale und internationale Rohstoffmärkte

Subsistenz kombiniert mit Cash-Produktion, nicht vollständig abhängig von Marktpreisen, einige eingekaufte Inputs

Privat, Bodenwerte spekulativ, aber zunächst gering, legaler Zugang politisch bestimmt

Privatgelände und gemeinsame Eigentumsrechte, Bodenwerte hoch, Erbschaft wichtig, Rechtsschutz

Hohe, wachsende Polarisierung, Grundbesitzerelite und landlose Lohnarbeiter

Mäßig, geschichtet, Kleinbauern signifikant, soziale Mobilität

Reaktion auf Umweltveränderungen

Sicherheitslücke, Boom/Bust-Zyklen

Belastbarkeit, Pufferung, Flexibilität

Degradation, Rückgang der Biodiversität, Nährstoffverlust

Nachhaltigkeit, erneuerte Fruchtbarkeit, Erhaltung

Mischformen als alternative Nutzung des Waldes für den menschlichen Bedarf. Sie behaupten, dass eine intensive, stabile landwirtschaftliche Landnutzung mit einer Mischung aus Kulturpflanzen und Viehbeständen mit arbeitsintensiven Bemühungen zur Erhaltung der Bodenqualität durch sorgfältige, gründliche Bodenbearbeitung, Agroforstwirtschaft, Düngung, Terrassierung, Bewässerung und Entwässerung kombiniert werden kann. Auf diese Weise können sie eine hohe, zuverlässige und nachhaltige Produktion von Kleinbetrieben mit hohem Einsatz von Haushaltsarbeit und wenig Kapital oder fossiler Energie liefern. Diese Systeme können auch dazu beitragen, reife Waldökosysteme vor der Zerstörung zu bewahren, indem sie den Entwicklungsdruck auf sie verringern (Anderson, 1990).

Das Potenzial für eine künftige weniger extensive Waldnutzung im Amazonasbecken hängt teilweise mit der Landverteilung zusammen. Die Ungleichheit des Landbesitzes in Brasilien hat in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen, wobei 70 Prozent der brasilianischen Bauern jetzt landlos sind und 81 Prozent des Ackerlandes von nur 4,5 Prozent der Bevölkerung gehalten werden (Hildyard, 1990). Dieses Muster zunehmender Ungleichheit gilt auch im Amazonasgebiet, was den Zugang zu Ressourcen für Subsistenzbauern und Jäger und Sammler erschwert und indigene Landbesitzsysteme auf der Grundlage kommunaler Rechte bedroht (Chernela, o. J. Poole, 1989). Größere Grundbesitzverhältnisse bringen eine extensivere Nutzung. Im Bundesstaat Paràacute beispielsweise bewirtschaften Kleinbetriebe durchschnittlich 50 Prozent ihrer Fläche, während Betriebe über 1.000 ha nur 26 Prozent bewirtschaften (Hecht, 1981). Eine intensivere Bewirtschaftung bedeutet, dass weniger Wald verdrängt werden muss, um den menschlichen Bedarf zu decken. Darüber hinaus haben stabile Kleinbauern einen Anreiz, mit Land zu sparen und es produktiv zu halten, sodass die Landdegradation bei intensiverer Nutzung verlangsamt werden kann. Somit hat das gegenwärtige Muster der extensiven Entwicklung durch die Vertreibung indigener Völker und kleiner Extraktoren die Entwaldung gebremst und einen wertvollen Wissensschatz über die intensive Bewirtschaftung von Waldarten für den menschlichen Verzehr bedroht.

Es gibt Hindernisse für einen Übergang zu einer gemischten Entwicklungsstrategie im Amazonasgebiet. Einer ist der gesellschaftliche Wandel, der sich aus der aktuellen umfassenden Strategie ergibt. Eine andere ist die Politik des Wandels. Angesichts der zunehmenden Armut auf dem Land und der politischen Wahl zwischen der Aufteilung großer Landbesitze und der Ermutigung der Landlosen, nicht beanspruchtes oder "unbenutztes" Grenzland zu kolonisieren, sind Migrations- und Umsiedlungspolitiken die viel schmackhaftere Alternative (Macdonald, 1981). Und schließlich gibt es intrinsische soziale Grenzen. Obwohl Teile der lokalen Umgebung eine intensive Landnutzung unterstützen könnten, wie die der feuchten Reis-/Gartensysteme Südchinas und Javas, ist die notwendige lokale Bevölkerungsdichte mit reichlich Arbeitskräften und nahegelegenen Märkten nicht vorhanden (Moran 1987: 75). Umfangreich, extraktiv

Landnutzung mit Entwaldung wird wahrscheinlich die wirtschaftlich machbarste und politisch tragfähigste Entwicklungsstrategie im Amazonasgebiet bleiben, da riesige Flächen billigen Landes zugänglich sind und Märkte weit entfernt sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ursachen der Abholzung des Amazonas teilweise in den gleichen Grenzbedingungen liegen, die im 19. Jahrhundert in Nordamerika und anderswo zu einer extensiven Landnutzung geführt haben. Darüber hinaus hat die Entwicklungspolitik weltweit die kapitalintensive Entwicklung von Exportmonokulturen unterstützt. Die einzigartige institutionelle und politische Geschichte Brasiliens hat dazu beigetragen, das besondere Entwicklungsmuster dort zu bestimmen, ein Muster, das sich deutlich von dem der Tropenwaldentwicklung in Zaire oder Indonesien unterscheidet (Allen und Barnes, 1985 Brookfield et al., 1991 Lal et al., 1986) . Ein Schlüssel zur Zukunft der Wälder liegt in politischen Veränderungen, die Entwaldung und extensive Landnutzung begrenzen und gleichzeitig die Nahrungsmittelproduktion aus bestehenden landwirtschaftlichen Flächen erhöhen könnten. Die sozialen und wirtschaftlichen Veränderungen, die durch die Entwicklung im Amazonasgebiet verursacht wurden, haben jedoch Hindernisse für die Erstellung und Umsetzung solcher Strategien geschaffen.

ERKLÄRUNG DER NÄCHSTEN URSACHEN: SOZIALE FAHRKRÄFTE

Die obigen Beispiele veranschaulichen, wie sich die unmittelbaren Ursachen globaler Umweltveränderungen aus einem Komplex sozialer, politischer, wirtschaftlicher, technologischer und kultureller Variablen ergeben, die manchmal als bezeichnet werden Antriebskräfte. Sie zeigen auch, dass Studien zu treibenden Kräften und ihren Beziehungen durchgeführt wurden und durchgeführt werden können (National Research Council, 1990b Turner, 1989). Aus mindestens drei wichtigen Gründen wurde jedoch wenig dieser Forschung auf globaler Ebene durchgeführt: Die Nachfrage nach solchen Studien ist ein sehr junges Phänomen, relevante Daten auf globaler Ebene sind rar und die gesellschaftlichen Triebkräfte können mit Zeit und Ort stark variieren. Folglich ist viel zusätzliche Arbeit erforderlich, um gültige globale Verallgemeinerungen zu unterstützen.

Wir unterscheiden fünf Arten von sozialen Variablen, von denen bekannt ist, dass sie die Umweltsysteme beeinflussen, die mit dem globalen Wandel verbunden sind: (1) Bevölkerungswandel, (2) Wirtschaftswachstum, (3) technologischer Wandel, (4) politisch-ökonomische Institutionen und (5) Einstellungen und Überzeugungen.

Für jeden von ihnen wurden stimmliche Argumente als den ausschließlichen oder primären menschlichen Einfluss auf die globalen Umweltveränderungen angeführt. In jedem Fall existieren unterstützende Beweise unterhalb der globalen Ebene. Beweise auf globaler Ebene reichen jedoch im Allgemeinen nicht aus, um Behauptungen nachzuweisen oder abzulehnen, dass ein

Diese Variable verursacht globale Umweltveränderungen oder ist wichtiger als eine andere Variable.

Wir skizzieren kurz die Beweise, die die Behauptung stützen und qualifizieren, dass jede Variablenklasse einen unabhängigen Einfluss auf globale Umweltveränderungen hat. Unsere Zitate erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern verweisen den Leser auf typische Quellen und Kritiken von Behauptungen über die Bedeutung bestimmter Variablen. Für viele der zitierten Autoren sind Zusammenhänge zwischen wichtigen erklärenden Variablen und globalen Umweltveränderungen nur in solchen Fällen implizit, wir ziehen die Implikationen für globale Umweltveränderungen heraus. Wir skizzieren auch einige der wichtigsten unbeantworteten, aber recherchierbaren Fragen zu diesen treibenden Kräften.

POPULATION gROWTH

Von allen möglichen treibenden Kräften des Umweltwandels hat keine eine so reiche Geschichte im westlichen Denken wie das Bevölkerungswachstum. Ausgehend von Malthus haben Wissenschaftler versucht, die Auswirkungen des Bevölkerungswachstums auf die Ressourcennutzung, das soziale und wirtschaftliche Wohlergehen und zuletzt auf die Umwelt zu verstehen. Nur wenige Debatten in den Sozialwissenschaften waren so hitzig und langwierig wie die über die Auswirkungen des Bevölkerungswachstums. Offensichtlich stellt jede Person in einer Bevölkerung einen gewissen Bedarf an die Umwelt und das soziale System für die wesentlichen Lebensgrundlagen: Nahrung, Wasser, Kleidung, Unterkunft und so weiter. Unter sonst gleichen Bedingungen sind die Anforderungen an die Umwelt bei der Bereitstellung von Ressourcen und der Aufnahme von Abfällen und Schadstoffen umso höher, je größer die Zahl der Menschen ist. So ausgedrückt ist die Sache eine Binsenweisheit. Die Quelle der Kontroverse dreht sich um komplexere Fragen. Bleibt alles andere angesichts des Bevölkerungswachstums gleich? Sind einfache Zahlenzunahmen für den größten Teil der Zunahme der Umweltzerstörung in der modernen Welt verantwortlich? Kann ein Bevölkerungswachstum ohne größere Umweltschäden erfolgen? Wenn nicht, ist das Bevölkerungswachstum eine Grundursache für die folgende Degradation oder nur eine Folge tiefer liegende Ursachen, wie etwa Veränderungen in der Technologie und der sozialen Organisation?

Ehrlich und andere (Ehrlich, 1968 Ehrlich und Holdren, 1971, 1988 Ehrlich et al., 1977 Ehrlich und Ehrlich, 1990) sind der Ansicht, dass das Bevölkerungswachstum die Hauptursache für die Umweltzerstörung ist. Sie argumentieren, dass die Verdoppelung der Weltbevölkerung in etwa einer Generation für einen größeren Anteil der Belastung der globalen Umwelt verantwortlich ist als der gestiegene Pro-Kopf-Verbrauch oder Ineffizienzen in der Produktion.

Konsumprozess bzw. Sie sind nicht der Meinung, dass andere Faktoren für die Belastung der Ressourcen der Erde und der Biosphäre unwichtig sind, nur dass das Bevölkerungswachstum als primär angesehen werden muss, denn wenn alle anderen Faktoren umweltneutral gemacht werden könnten, würde ein Bevölkerungswachstum dieser Größenordnung immer noch die Ressource ankurbeln Stress und Umweltzerstörung. Tatsächlich wird argumentiert, dass, sobald die Bevölkerung ein Niveau erreicht hat, das die langfristige Kapazität der Erde übersteigt, selbst Stabilität und Nullwachstum auf diesem Niveau zu einer zukünftigen Umweltzerstörung führen werden (Ehrlich und Ehrlich, 1990).

Die Kritik an dieser Position ist vielfältig. Ein Kritikpunkt argumentiert, dass technologische und sozioökonomische Faktoren im Vordergrund stehen (z. B. Coale, 1970 Commoner, 1972 Harvey, 1974 Ridker, 1972a Schnaiberg, 1980). Eine weitere Kritik kommt von denen, die argumentieren, dass die Bevölkerung, obwohl sie eine treibende Kraft des Wandels sein kann, nicht unbedingt eine treibende Kraft der Degradierung ist (Boserup, 1981, Simon, 1981, Simon und Kahn, 1984). Vielmehr betrachten sie das Bevölkerungswachstum als treibende Kraft für Verbesserungen, die die Fähigkeit der Gesellschaft zur Verbesserung der Umwelt erhöhen, oder als Spiegelbild des gesellschaftlichen Erfolgs bei der Verbesserung der Umwelt, um eine größere Zahl von Menschen zu unterstützen. Diese Kritiker liefern Beweise aus einer langen Geschichte, wie zum Beispiel die Beziehungen zwischen großen soziotechnischen Veränderungen in der Gesellschaft und dem globalen Bevölkerungswachstum (Deevey, 1960, Boserup, 1965). Andere haben vorgeschlagen, dass diese Bevölkerungszunahme auch mit zunehmenden globalen Umweltveränderungen verbunden ist (Whitmore et al., 1991).

Seit dem Zweiten Weltkrieg hat die Sorge um das schnelle Bevölkerungswachstum die US-Regierung, private Stiftungen und multilaterale Hilfsorganisationen dazu motiviert, umfangreiche Forschungsarbeiten zu den Ursachen des Bevölkerungswachstums zu finanzieren. Neben der Förderung von Einzelstudien haben diese Einrichtungen erhebliche Mittel für die institutionelle Entwicklung bereitgestellt, indem sie Bildung, Fachzeitschriften und Exzellenzzentren subventionieren. Das Ergebnis war beeindruckend, um die Demografie als angesehenes, interdisziplinäres Feld innerhalb der Sozialwissenschaften aufzubauen und Erkenntnisse über die Ursachen des Bevölkerungswachstums zu gewinnen. Wie wir in Kapitel 7 bemerken, bietet diese Erfahrung ein nützliches Modell, um die interdisziplinäre sozialwissenschaftliche Forschung zum globalen Wandel voranzutreiben.

Die Forschung zu den Ursachen des Bevölkerungswachstums bietet nützliche Einblicke in die Ursachen des globalen Wandels und Strategien zu deren Bewältigung. Beispielsweise deuten die aktuellen Fertilitäts- und Mortalitätsmuster darauf hin, dass die Weltbevölkerung bis weit in das nächste Jahrhundert hinein weiter zunehmen wird. Aber wenn die Fruchtbarkeit durchweg so schnell abnimmt

Entwicklungsländern wie in einigen wenigen Entwicklungsländern, könnte dieses Wachstum um fast 2 Milliarden Menschen reduziert werden, bis die Bevölkerung der Entwicklungsländer sonst 8 Milliarden erreicht hätte (World Bank, 1984).Diese Forschung hilft zu klären, wie viel Wachstum aufgrund der Dynamik in der Altersstruktur der Weltbevölkerung mehr oder weniger unvermeidlich ist.

Verglichen mit der Forschung zu den Ursachen des Bevölkerungswachstums wurden die Folgen für die Umweltqualität bisher kaum erforscht. Das ist ironisch, denn es ist die Sorge um die Folgen, die viel Unterstützung für die Erforschung der Ursachen des Wachstums motiviert. Es gibt einige Untersuchungen zu den Auswirkungen des Bevölkerungswachstums auf das Wirtschaftswachstum und die soziale Wohlfahrt, obwohl das Thema immer noch umstritten ist (ein Großteil dieser Literatur ist im National Research Council, 1986) zusammengefasst. Nur eine Handvoll empirischer Studien haben die Auswirkungen des Bevölkerungswachstums auf die Umwelt untersucht, und viele davon sind ziemlich alt [z. B. Ridker, 1972b Fisher und Potter, 1971). Daher ist es schwierig abzuschätzen, wie wichtig die Bevölkerung als treibende Kraft sein kann. 1986 kam beispielsweise ein aus Ökonomen und Demografen zusammengesetzter Studienausschuss des National Research Council zu dem Schluss, dass ein langsameres Bevölkerungswachstum weniger entwickelten Ländern bei der Entwicklung von Politiken und Institutionen zum Schutz der Umwelt helfen könnte, konnte jedoch wenig empirische Arbeit zum Zusammenhang zwischen Bevölkerungswachstum und Umweltzerstörung (Nationaler Forschungsrat, 1986).

Forschungsbedarf

Wir glauben, dass ein umfangreiches Forschungsprogramm erforderlich ist, um die Umweltfolgen des Bevölkerungswachstums zu erklären und eine solidere Grundlage für die Entscheidung zu schaffen, welche Maßnahmen als Reaktion darauf angemessen sind. Eine solche Forschung sollte damit beginnen, anzuerkennen, dass die Umweltfolgen des Bevölkerungswachstums von anderen Variablen abhängen. Zum Beispiel würde eine Bevölkerungszunahme von Menschen mit dem Lebensstandard und der technologischen Basis eines durchschnittlichen Nordamerikaners im Jahr 1987 35-mal so viel Energie verbrauchen wie eine Zunahme der gleichen Anzahl von Menschen, die nach indischen Standards leben, und ihre jeweiligen Auswirkungen auf das Weltklima würden in etwa im gleichen Verhältnis stehen. Die entscheidenden Fragen für die Forschung sind daher die Bedingungen, die die Umweltwirkung einer prognostizierten Bevölkerungszunahme an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit bestimmen. Welche Multiplikatoren repräsentieren die Umweltauswirkungen einer neuen Person in einem bestimmten Jahr und

Versuchen? Inwieweit sind Multiplikatoren wie das Jahreseinkommen oder die jährlich zurückgelegte Strecke für ein Land konstant und inwieweit hängen sie von anderen Faktoren ab, die sich im Laufe der Zeit ändern können, wie etwa der Fertigungsintensität oder dem Energieangebotsmix der Wirtschaft des Landes oder der Politik zur Einkommensverteilung oder Energieentwicklung?

EKONOMISCH gROWTH

Das globale Wirtschaftswachstum, definiert als Zunahme der gemessenen Produktion von Gütern und Dienstleistungen der Welt, wird sich wahrscheinlich auch in Zukunft mit hoher Geschwindigkeit fortsetzen. Der menschliche Drang, mehr von den materiellen Dingen des Lebens zu wollen, scheint tief verwurzelt zu sein, und die Gebiete der Welt, in denen es den Menschen am meisten an materiellen Gütern mangelt, sind die mit der größten und am schnellsten wachsenden Bevölkerung. Unter der Annahme, dass sich die Weltbevölkerung nach Prognosen der Vereinten Nationen und der Weltbank in etwa 50 Jahren auf etwa 10 Milliarden verdoppeln wird, wobei 90 Prozent oder mehr dieses Wachstums in den Entwicklungsländern Afrikas, Asiens und Lateinamerikas stattfindet, und unter der Annahme, dass das Pro-Kopf-Einkommen wächst 2,5 Prozent bzw. 1,5 Prozent jährlich in den Entwicklungs- bzw.

Unter diesen Bedingungen würde sich die relative Kluft zwischen dem Pro-Kopf-Einkommen in den Entwicklungs- und den Industrieländern verringern, aber die absolute Kluft würde erheblich zunehmen. In dem Maße, in dem das Streben nach Pro-Kopf-Einkommen in den Entwicklungsländern durch den Vergleich ihrer Einkommen mit denen in den Industrieländern bestimmt wird, könnten die Streben nach zusätzlichem Einkommenswachstum in den Entwicklungsländern in 50 Jahren noch stärker sein als heute.

Ein gesteigertes Einkommen oder eine höhere Wirtschaftstätigkeit, gemessen an Indikatoren wie dem Bruttosozialprodukt, ist natürlich nicht gleichbedeutend mit einem gesteigerten Wohlstand. In der wirtschaftswissenschaftlichen Literatur gibt es erhebliche Debatten über die Messung des Wohlstands, die sich auf Fragen wie die Zählung von Dingen konzentriert, die von Menschen geschätzt werden, die nicht auf Märkten gehandelt werden, und ob Ausgaben für die Umweltverschmutzung als Addition oder Abzug von der Nettowohlfahrt betrachtet werden sollten (z , Daly, 1986, Repetto et al., 1989). Obwohl diese Fragen für die Analyse von Mensch-Umwelt-Interaktionen sehr wichtig sind, basieren die meisten aktuellen Analysen zu den Auswirkungen von Wirtschaftswachstum und Umweltqualität auf konventionellen Definitionen von Wirtschaftstätigkeit.

Wirtschaftliche Aktivitäten sind seit langem eine Hauptursache für Umweltveränderungen, und zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit ist die wirtschaftliche Aktivität so umfangreich, dass sie auf globaler Ebene Umweltveränderungen hervorruft. Die zentralen Fragen betreffen das Ausmaß, in dem die gegenwärtige und zukünftige Wirtschaftstätigkeit die unmittelbaren Ursachen des globalen Wandels prägen wird.

Die Produktion und der Konsum von Gütern und Dienstleistungen sind an ein grundlegendes Naturgesetz gebunden – die Erhaltung der Materie. Was auch immer in Produktion und Konsum eingeht, muss herauskommen, entweder als nützliche Güter und Dienstleistungen oder als Restmüll. Da die Umwandlung von Inputs in nützliche Outputs nie vollständig ist, kann man fairerweise sagen, dass die Wirtschaftstätigkeit die Umwelt unweigerlich belastet, indem Restmüll erzeugt wird.

Abfälle müssen irgendwo in der Umwelt entsorgt werden. Ökonomen stellen fest, dass die Entsorgung kein bedeutendes soziales Problem darstellt, wenn sie die tatsächlichen sozialen Kosten widerspiegelt und in dem Sinne gerecht ist, dass die Kosten von denen getragen werden, die die Reststoffe erzeugen. Die wahren sozialen Kosten können jedoch sehr schwer zu bestimmen sein, insbesondere wenn Abfälle biogeochemische Prozesse verändern, die kaum verstanden werden. Und wenn die Abfälle in die Atmosphäre, Flüsse und Ozeane gelangen, ist es schwierig sicherzustellen, dass diejenigen, die die Abfälle erzeugen, die Kosten tragen. Das Problem der Definition der sozialen Kosten und die Trennung der Kostenträger der Abfallentsorgung von denen, die sie tragen, sind der Schlüssel zum abfallbedingten Umweltproblem (Kneese und Bower, 1979).

Das Wirtschaftswachstum erschöpft auch den Bestand an nicht erneuerbaren natürlichen Ressourcen wie Kohle, Öl, Erdgas und metallischen Mineralien und in einigen Fällen auch den Bestand an erneuerbaren Ressourcen, wenn die Rate der Bodenerosion die Rate der Wiederherstellung des Bodens übersteigt und Nährstoffe. Eine Umweltzerstörung tritt ein, wenn der Abbau Land oder Biota stört und wenn die Ressourcennutzung Abfälle erzeugt. Wirtschaftswachstum kann auch Aspekte der Naturlandschaft zerstören, zum Beispiel unberührte Wildnisgebiete oder riesige geologische Merkmale wie den Grand Canyon. Die fortgesetzte Nutzung erschöpfter Ressourcen wird einen wirtschaftlichen Druck erzeugen, erneuerbare Energieressourcen, ein erweitertes Recycling und Ersatzmaterialien zu entwickeln (siehe z. B. Barnett und Morse, 1963 Smith, 1979 Simon und Kahn, 1984), aber eine Vervierfachung der Weltwirtschaft über 50 Jahre würde zu einer anhaltenden Ressourcenerschöpfung führen.

Die Erschöpfung der nicht erneuerbaren Ressourcen muss das langfristige Wirtschaftswachstum nicht gefährden, wenn die Bewirtschaftung der Ressourcen ihren zukünftigen Wert und die Wahrscheinlichkeit, Ersatzstoffe zu finden, angemessen berücksichtigt. Diese Bedingung ist möglicherweise leichter zu erfüllen als die Bedingung

für das Abfallmanagement, weil es viel einfacher ist, eindeutige, durchsetzbare Eigentumsrechte an nicht erneuerbaren Ressourcen zu etablieren und weil solche Eigentumsrechte die Schaffung von Märkten ermöglichen, die Preissignale für sich ändernde Ressourcenknappheit und Anreize zur Berücksichtigung zukünftiger wie aktueller Ressourcenwerte setzen. Eigentumsrechte sind relativ einfach zu begründen, weil nicht erneuerbare Ressourcen, anders als in der Atmosphäre und den Ozeanen, lokalisiert, räumlich genau definiert und fixiert sind.

Aber Märkte für nicht erneuerbare Ressourcen sind kein Allheilmittel für die Umweltauswirkungen der Mineraliengewinnung oder der Nutzung fossiler Energie. Die aktuellen Märkte haben keine sichere Möglichkeit, den Wert, den zukünftige Generationen auf die erschöpften Ressourcen legen werden, zu antizipieren und daher widerzuspiegeln. Dies ist das Problem der Generationengerechtigkeit im Ressourcenmanagement, und es gibt starke Argumente dafür, dass die Märkte dieses Problem nicht angemessen lösen können (Sen, 1982, Weiss, 1988, MacLean, 1990). Die Werte, die künftige Generationen haben werden, lassen sich aufgrund der bisherigen menschlichen Erfahrungen nur erahnen. Angesichts dieser Unsicherheit plädieren die meisten Analysten für ein vorsichtigeres Ressourcenmanagement, als es die aktuellen Marktsignale vermuten lassen.

Das Wirtschaftswachstum belastet also zwangsläufig die Umwelt direkt durch steigende Abfallmengen und indirekt durch die Erschöpfung der Ressourcen. Der Zusammenhang zwischen Wirtschaftswachstum und Umweltbelastung ist jedoch nicht festgelegt. Die analytischen Schlüsselfragen betreffen die Bedingungen, unter denen ein gegebenes Ausmaß an gegenwärtigem oder zukünftigem Wirtschaftswachstum größere oder kleinere Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Es gelten mehrere Bedingungen. Es kommt darauf an, welches Muster von Waren und Dienstleistungen produziert wird. Eine stark auf Dienstleistungen gewichtete Wirtschaft scheint weniger Abfälle und weniger Ressourcenverbrauch pro Produktionseinheit zu erzeugen als eine auf Industriegüter gewichtete Wirtschaft. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass sich die Konsummuster mit steigendem Pro-Kopf-Einkommen in Richtung Dienstleistungen verlagern, was darauf hindeutet, dass der Wachstumsprozess selbst weniger als proportional zu einem Anstieg der Umweltbelastung führen kann. Es scheint, dass Verbraucher seit einiger Zeit ihre wirtschaftlichen Ressourcen nutzen, um Wohlstand zu kaufen, der immer weniger von materiellen Gütern abhängt (siehe Inglehart, 1990). Wenn das historische Muster zutrifft, wird das zukünftige Wirtschaftswachstum in den einkommensschwachen Entwicklungsländern noch einige Zeit material- und energieintensiv sein, bevor ein Übergang zu einer Dienstleistungswirtschaft einsetzt. Diese Prognose ist jedoch aufgrund des unvollständigen Wissens über die Ursachen unsicher Übergang und die Art und Weise, wie er durch bewusstes Handeln verändert werden könnte.

Auch andere wirtschaftliche Veränderungen können die Beziehung zwischen Wirtschaftswachstum und Umweltqualität verändern. Pro Kopf

Die Verwendung vieler Materialien ist in Nordamerika und Westeuropa seit einiger Zeit rückläufig (Herman et al., 1989). Auf Recycling basierendes Abfallmanagement, die Neugestaltung von Produktionsprozessen und die Behandlung der Abfälle eines Prozesses als Rohstoffe für einen anderen können die Umweltauswirkungen der Wirtschaftstätigkeit reduzieren (z. B. Ayres, 1978 National Research Council, 1985 Haefele et al., 1986 US Office of Technology Assessment, 1986 Friedlander, 1989). Und ein beobachteter Trend in den Vereinigten Staaten, in dem sich die Hauptverschmutzungsquelle von Produktionsaktivitäten auf Konsumaktivitäten verlagert hat, hat Auswirkungen auf die gesamte Ökonomie-Umwelt-Beziehung, die noch nicht klar sind (Ayres und Rod, 1986, Ayres, 1978).

Die Umweltwirkung des Wirtschaftswachstums kann auch von politischen Organisationsformen abhängen. Der Vergleich der CO .-Emissionen2 und Schadstoffe in Ost- und Westeuropa legt nahe, dass demokratische Länder möglicherweise effektiver mit den Auswirkungen von Abfällen umgehen können als nichtdemokratische Länder. Wenn Menschen, die die Auswirkungen spüren oder sich über die Auswirkungen auf andere Sorgen machen, leichten Zugang zu politischer Macht haben, können ihre Bedenken möglicherweise mehr Einfluss auf die Politik haben. Wenn diese Hypothese zutrifft, werden politische Trends in Richtung Demokratie, wie in Osteuropa, tendenziell die Degradation durch das Wirtschaftswachstum dort verringern.

Nationale Politiken tragen auch dazu bei, die Umweltkosten des Wirtschaftswachstums zu bestimmen. In vielen Entwicklungsländern hat die Politik die extensive Nutzung von „nicht genutzten“ Ressourcen und „unterbevölkertem“ Land begünstigt, um die nationale Macht zu stärken und das Wohlergehen ihrer Bürger zu verbessern. Länder wie die Vereinigten Staaten, Kanada, Argentinien und Australien hatten eine solche Politik in Phasen der schnellen Entwicklung, und andere Länder sind dem Beispiel gefolgt. Dieses Entwicklungsmodell durch Grenzbesetzung und rasche Vermögensbildung erforderte billige Nahrungsmittel und Rohstoffe aus den ländlichen Gebieten, eine Straßen- und Verkehrsinfrastruktur zur Erschließung dieser Gebiete und riesige Kapitalspritzen für Unternehmen und Ansiedlungen. Ein alternatives Entwicklungsmodell erzeugt eine gesteigerte Produktion pro Landeinheit durch landwirtschaftliche Intensivierung und nicht durch extensive Landnutzung wie landwirtschaftliche Verlagerung oder Viehzucht (Boserup, 1990 Turner et al., o. J.). Eine solche Entwicklung kann nachhaltig durchgeführt werden (Conway und Barbier, 1990, Sublet und Uhl, 1990).

Forschungsbedarf

Die Auswirkungen der wirtschaftlichen Entwicklung auf die unmittelbaren Ursachen des globalen Wandels scheinen unter anderem abhängig zu sein von

die Struktur der Konsumnachfrage, die Bevölkerungs- und Ressourcenbasis für die landwirtschaftliche Entwicklung, die Formen der nationalen politischen Organisation und die Entwicklungspolitik. Die Natur dieser kontingenten Beziehungen, insbesondere die Beziehungen zwischen der Politik und den anderen Variablen, wird jedoch nicht im Detail verstanden. Es besteht dringender Forschungsbedarf über die Art und Weise, wie sich die Verbrauchernachfrage mit steigendem Einkommen ändert, die Auswirkungen nationaler Politiken auf Produktionsmuster und Verbrauchernachfrage, die Auswirkungen der landwirtschaftlichen Intensität auf das Wirtschaftswachstum und die Umwelt und die Ursachen für die Verlagerung von mehr zu weniger Energie - und materialintensive Volkswirtschaften. Diese Fragen erfordern fach- und fachübergreifende Forschung.

TECHNOLOGISCH CHÄNGEN

Der technologische Wandel beeinflusst die globale Umwelt in dreierlei Hinsicht. Erstens führt es zu neuen Wegen, natürliche Ressourcen zu entdecken und zu nutzen. Zweitens verändert es die Effizienz von Produktions- und Konsumprozessen, indem es die Menge der benötigten Ressourcen pro produzierter Produktionseinheit, die produzierten Abwässer und Abfälle sowie die relativen Kosten und damit die Bereitstellung verschiedener Güter und Dienstleistungen verändert. Drittens haben unterschiedliche Arten von Technologien unterschiedliche Umweltauswirkungen des gleichen Prozesses (z. B. haben die Produktion von fossilen Brennstoffen und Kernenergie unterschiedliche Abwässer). Einige Technologien haben überraschende und schwerwiegende sekundäre Auswirkungen, wie die Geschichte der Kältetechnik zeigt (siehe auch Brooks, 1986).

Einerseits tendiert die technologische Entwicklung dazu, die Erschöpfung der Ressourcen zu beschleunigen und die Schadstoffemissionen zu erhöhen. Aus dieser Sicht ist die gegenwärtig entwickelte Technologie ein faustischer Handel, der den gegenwärtigen Gewinn gegen das zukünftige Überleben eintauscht (z. B. Commoner, 1970, 1972, 1977). Moderne Technologien werden als wesentlich wichtigerer Verursacher der Umweltzerstörung angesehen als das Bevölkerungs- oder Wirtschaftswachstum. Ein Grund dafür ist, dass moderne technologische Innovation viel schneller voranschreitet als das Wissen über ihre schädlichen Auswirkungen, sowohl weil die Auswirkungen an sich schwer zu verstehen sind als auch weil die mächtigen wirtschaftlichen Interessen, die von neuen Technologien profitieren, die Forschungsagenden beeinflussen, um das Wissen über den Nutzen gegenüber dem Wissen über die Kosten (Schnaiberg, 1980).

Drei Argumente werden vorgebracht, um dem faustischen Thema entgegenzuwirken oder es zu qualifizieren. Im ersten Fall wird der Beitrag der Technologie zu Umweltveränderungen als relativ unwichtig erachtet (Ehrlich und Holdren, 1972). Im zweiten Fall sind technologische Innovation und Akzeptanz

als von anderen Kräften, insbesondere der Nachfrage der Bevölkerung (Boserup, 1981) oder des Marktes (Ruttan, 1971) induziert und daher nicht als treibende Kraft angesehen. Das dritte Argument ist, dass der technologische Wandel ein Nettonutzen für die Umwelt ist, weil er Umweltschäden durch effizientere Ressourcennutzung und Verringerung der Abfallemissionen mildern kann (zB Simon und Kahn, 1984 sowie Ausubel et al., 1989 Gray, 1989 Ruttan , 1971).

Diese widersprüchlichen Argumente, die alle plausibel sind, können nur durch eine spezifische Forschung (z. Der technologische Fortschritt wird beispielsweise durch die relativen Preise für Energie, Material und Arbeit beeinflusst, wobei Erfinder und Unternehmer einen eingebauten Anreiz haben, Technologien zu entwickeln, die mit den teureren Produktionsfaktoren sparen. Infolgedessen wird die technologische Entwicklung, die in Ländern mit kostengünstiger Energie beginnt, energieintensiver sein als Technologien, die in Ländern entwickelt werden, in denen Energie teuer ist und daher mit größerer Wahrscheinlichkeit negative Auswirkungen auf die Umwelt hat. Die Auswirkungen der Technologie auf die Umwelt in armen Ländern können die Tatsache widerspiegeln, dass ein Großteil der in armen Ländern eingeführten technologischen Innovationen aus reichen Ländern stammt, die mit unterschiedlichen wirtschaftlichen und ökologischen Problemen konfrontiert sind. Nationale Wirtschaftspolitiken sowie Umwelt- und Energiepolitiken können bestimmte Arten technologischer Innovationen begünstigen und so die Umweltzerstörung beschleunigen oder verhindern. In den Vereinigten Staaten waren Debatten über die Aufteilung von staatlichen Energieforschungsmitteln auf nukleare, fossile, umweltfreundliche und erneuerbare Energien immer zum Teil Debatten über die Auswirkungen dieser Technologien auf die Umwelt. Und die Umweltauswirkungen der Technik sehen je nach betrachtetem Zeithorizont oder Umweltwissen zum Zeitpunkt der Analyse ganz unterschiedlich aus. So sehen beispielsweise die Umweltauswirkungen der Kältetechnik heute ganz anders aus, als sie in einer Analyse in den 1950er Jahren ausgesehen hätten.

Forschungsbedarf

Wie bei anderen menschlichen Einflüssen auf die globale Umwelt werden die Auswirkungen der Technologie wahrscheinlich von den anderen treibenden Kräften abhängen. Folglich muss die Forschung zu den Auswirkungen von Technologie auf den globalen Wandel den gesellschaftlichen Kontext berücksichtigen. Mehrere kritische Themen für die Forschung liegen auf der Hand: Zum einen geht es um

Vorformulierungen der Umweltauswirkungen verschiedener Technologien für Energieerzeugung und -verbrauch, Nahrungsmittelproduktion und andere menschliche Aktivitäten, die große Auswirkungen auf die globale Umwelt haben können, ein Thema, das in der Vergangenheit einige Aufmerksamkeit erhalten hat (z. B. Inhaber, 1978 Holdren et al ., 1979, zur Energieerzeugung). Solche Studien sollten zunächst spezifisch sein, sich auf die an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit verfügbaren Alternativen konzentrieren und die Technologien untersuchen, wie sie in tatsächlichen sozialen Systemen und nicht unter idealisierten Bedingungen implementiert werden. Eine andere betrifft die Verbreitung von Produktionstechnologien über nationale Grenzen hinweg, insbesondere von höher entwickelten zu weniger entwickelten Ländern: Wie unterscheiden sich die Umweltauswirkungen zwischen den Innovationsländern und den übernehmenden Ländern und wie hängen die Unterschiede von den sozialen Organisationen ab, die die Technologien verwenden ( zB Covello und Frey, 1989)? Ein drittes betrifft die Auswirkungen staatlicher Politiken auf die Entwicklung, Einführung und Nutzung von Technologien mit unterschiedlichen Umweltauswirkungen: Welche politischen Entscheidungen beeinflussen die Technologie und ihre Nutzung auf umweltzerstörende oder nutzbringende Weise, und wie hängen die Auswirkungen der Politik von den politischen, wirtschaftlichen und sozialen Kontext, in dem sie übernommen werden (zB Zinberg, 1983 Clarke, 1988 Jasper, 1990)?

POLITISCH-EKONOMISCH ichGESELLSCHAFTEN

Es erscheint vernünftig, dass die sozialen Institutionen, die den Austausch von Gütern und Dienstleistungen kontrollieren und die Entscheidungen großer menschlicher Gruppen strukturieren, einen starken Einfluss auf die Auswirkungen menschlichen Handelns auf die globale Umwelt haben.Diese Institutionen umfassen Wirtschafts- und Regierungsinstitutionen auf allen Aggregationsebenen.

Eine zentrale Institution ist der Markt. Die neoklassische Wirtschaftstheorie argumentiert, dass freie Märkte Güter und Dienstleistungen effizient den wertvollsten Zwecken zuordnen. Somit können Umweltprobleme im Hinblick auf Marktversagen analysiert werden, dh Bedingungen, die das freie Funktionieren der Märkte verhindern. Für Umweltprobleme sind verschiedene Arten von Marktversagen relevant. Erstens können die Kosten der Transaktionen, die zur optimalen Lösung von Umweltproblemen erforderlich sind, aufgrund der Kosten für die Sammlung von Informationen, beispielsweise über den Kapitalwert für alle Betroffenen der zukünftigen Auswirkungen der Ressourcennutzung (z. B. Coase, 1960 Baumol und Oates, 1988). Zweitens ist das Problem der "Äußerlichkeiten". Personen, die nicht am Kauf oder Verkauf einer Ware oder Dienstleistung beteiligt sind, können dennoch von der Transaktion betroffen sein, z.

ausreichend, wenn es die Ozonschicht der Erde verändert. Da sie jedoch nicht wissen, was die Auswirkungen sein werden, beteiligen sie sich möglicherweise nicht an Transaktionen, um ihre Präferenzen zu maximieren. Drittens können staatliche Maßnahmen den Markt verdrängen (z. B. Burton, 1978, Coase, 1960), was zu Ineffizienzen führt, beispielsweise zu übermäßigem und unwirtschaftlichem Abholzen von US-amerikanischen Staatsforsten oder zu verschwenderischem Verbrauch von Kohle in China aufgrund künstlich niedriger Preise und einer Produktion Quotensystem, das keine Prämie für Qualität gibt. Viertens kann das Fehlen klar definierter privater Eigentumsrechte niemandem den Anreiz geben, zu zahlen, um eine Verschlechterung zu verhindern. Diese Situation kann aufgrund traditioneller sozialer Vereinbarungen entstehen, die allen freien Zugang ermöglichen (Hardin, 1968) oder aufgrund der unteilbaren Natur von Ressourcen wie der offenen Meeresfischerei (Gordon, 1954) und der Weltatmosphäre.

Die Analyse, die die Umweltzerstörung auf das Fehlen freier Märkte zurückführt, wird aus mehreren Gründen kritisiert. Erstens führen selbst reibungslos funktionierende Märkte wahrscheinlich zu unerwünschten Ergebnissen. Es wurden Fragen bezüglich der theoretischen Annahme aufgeworfen, dass ein Dollar unabhängig vom Reichtum einer Partei den gleichen Wert hat und der Moral, Verschmutzer und Umweltverschmutzungsempfänger als symmetrische und gegenseitige Schadensquellen zu behandeln (Kelman, 1987, Mishan, 1971). Zweitens kollidiert die Tendenz der Märkte, mögliche Auswirkungen in naher Zukunft höher einzuschätzen als solche in ferner Zukunft, mit dem Ziel der langfristigen Nachhaltigkeit und reduziert die Rechte künftiger Generationen effektiv auf null (Weiss, 1988 Pearce and Turner, 1990). Drittens werden Güter, die keinen Preis haben, deren Produktion höchst ungewiss ist oder die von Nichtteilnehmern an Märkten geschätzt werden, beispielsweise das Überleben nichtmenschlicher Spezies, auf Märkten systematisch unterbewertet (z. B. Krutilla und Fisher, 1975). Viertens vergleicht die Theorie des Marktversagens nicht die Umweltauswirkungen verschiedener Arten unvollkommener Märkte. Das Wissen stützt nicht die einfache Schlussfolgerung, dass ein Markt umso mehr von den Vorteilen freier Märkte bietet, je mehr er der theoretischen Perfektion ähnelt (Lipsey und Lancaster, 1956 Dasgupta und Heal, 1979). Dies ist eine ernsthafte Einschränkung, da für Umweltressourcen wie die stratosphärische Ozonschicht die einzigen Märkte unvollkommen sind.

Einige Analysten führen die Wurzeln von Umweltproblemen auf das System des freien Unternehmenswettbewerbs zurück, das den Märkten zugrunde liegt (z. B. Schnaiberg, 1980). Sie argumentieren, dass das kapitalistische, bargeldbasierte Marktsystem diejenigen belohnt, die die Umwelt für den maximalen kurzfristigen Gewinn ausnutzen, eine Anreizstruktur, die im Wesentlichen bei

mit Erhaltung und langfristiger Nachhaltigkeit unvereinbar ist und dass die Kapitalistenklasse den Prozess durch ihren starken Einfluss auf die öffentliche Ordnung verschlimmert. Das Argument wird manchmal am Fall der Entwicklung im Amazonas veranschaulicht.

Der Kapitalismuskritik kann vorgeworfen werden, dass sie sich auf einen globalen, stark verallgemeinernden Gegensatz zwischen kapitalistischen Marktwirtschaften und vorkapitalistischen, sozial undifferenzierten Subsistenzgruppen stützt, die vermutlich ein empfindliches Gleichgewicht mit der natürlichen Umwelt halten. Es trägt nicht der Tatsache Rechnung, dass nichtkapitalistische Gesellschaften ohne Privateigentum groß angelegte Umweltverletzungen aufrechterhalten können, wie im Fall der Trocknung des Aralsees zu Bewässerungszwecken in der Sowjetunion (Medvedev, 1990) oder der Abhängigkeit von ineffizienter Kohle Brenntechnologie in China. Es berücksichtigt nicht den Widerstand der Arbeiter gegen den Umweltschutz, wenn dies den Verlust von Arbeitsplätzen zu bedrohen scheint, wie z. Und sie erkennt nicht die Existenz stabiler, intensiv produzierender Familienbauern und kleinbäuerlicher Landnutzungsregime innerhalb voll integrierter Marktwirtschaften an, die ihren Lebensraum verändern, aber nicht dauerhaft degradieren.

Einige Analysten führen die Umweltverschlechterung, insbesondere in Entwicklungsländern, auf eine internationale Spaltung zwischen reichen westlichen Industrieländern und armen rohstoffproduzierenden Nationen der Dritten Welt zurück, die die politisch-ökonomische Abhängigkeit fördert. Ungleiche Handelsbedingungen lassen Kapital aus Rand- oder Satellitenregionen in Kerngebiete abfließen. Unterentwicklung und Armut werden durch Marktmechanismen "entwickelt" und erhalten (Wallerstein, 1976, Frank, 1967). Diese Analyse betont die Auswirkungen ausländischer Investitionen, Kredite, der Tätigkeit großer Unternehmen und quantifizierbarer Bewegungen von Kapital, Arbeit, Importen und Exporten auf bestimmte Umweltveränderungen. Auch hier wird manchmal der Amazon-Koffer als Beispiel angeführt.

Dieses Abhängigkeitsmodell unterstreicht die wichtige Rolle von ausländischem Kapital und extraktiven Industrien, aber da es einen monolithischen globalen Kapitalismus einer ähnlich undifferenzierten und weitgehend passiven Dritten Welt gegenüberstellt, kann es die historische Besonderheit einzelner Fälle oder die Variabilität der internen Dynamik als Systeme nicht berücksichtigen anpassen (Wolf, 1982). Abhängigkeitstheoretiker übersehen oft die Rolle und Komplizenschaft nationaler Eliten (Hecht und Cockburn, 1989). Das Modell wurde als ungenau kritisiert, da der Begriff der ungleichen Handelsbedingungen unzureichend definiert ist. Und entgegen der einfachen Ansicht von Abhängigkeit beginnt nun der Druck internationaler Kreditinstitute, die Region zu beeinflussen.

zonian Landnutzung positiv (Schmink und Wood, 1987:50, aber siehe Price, 1989). Einige lateinamerikanische Länder, wie Costa Rica, haben trotz hoher Verschuldung und Abhängigkeit von Exporten in die USA eine Führungsrolle bei der Ausweisung tropischer Wälder als Parks und Naturschutzgebiete übernommen [Gamez und Ugalde, 1988]. Neben der Abhängigkeit müssen eine Reihe weiterer Faktoren berücksichtigt werden, um die Vielfalt der Ressourcennutzungsmuster in der Dritten Welt zu berücksichtigen.

Der Staat ist eine wichtige Institution, die globale Umweltveränderungen beeinflusst, da staatliche Maßnahmen wirtschaftliche Institutionen verändern und eine breite Palette menschlicher Handlungen beeinflussen, einschließlich solcher mit globalen Umweltauswirkungen. Wie bereits erwähnt, reagieren demokratische Staaten möglicherweise stärker auf den Druck der Bevölkerung, Maßnahmen gegen Umweltprobleme zu ergreifen, als nichtdemokratische Staaten. Im letzteren Fall kann es für Nicht-Elite-Gruppen schwieriger sein, Umweltthemen auf die nationalen politischen Agenden zu bringen und dann den Gesetzgebungsprozess durch die öffentliche Meinungsäußerung zu beeinflussen. Eine weitere kritische Dimension kann der Grad der Zentralisierung des politischen Systems sein. Eine Perspektive argumentiert, dass Systeme, in denen Entscheidungen dezentralisiert werden, hauptsächlich über Märkte, eher auf Ressourcenbeschränkungen reagieren. Unter Umständen kann jedoch eine stärker zentralisierte, staatlich kontrollierte Form der Entscheidungsfindung eine langfristige und breitere Perspektive einnehmen.

Bestimmte öffentliche Maßnahmen können sowohl absichtlich als auch unabsichtlich erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben. Viele Regierungen haben eine Politik verfolgt, die auf eine maximale Ausbeutung der natürlichen Ressourcen im Streben nach Wirtschaftswachstum abzielt, wobei Umweltbelangen eine geringe Priorität eingeräumt wird. Viele Regierungen, vor allem im Westen, haben jedoch auch Maßnahmen ergriffen, um die Auswirkungen des industriellen Wachstums auf die Umwelt zu mildern. Staatliches Handeln kann auch große unbeabsichtigte Auswirkungen auf die Umwelt haben. Beispielsweise wurden die Emissionen von Treibhausgasen und Luftschadstoffen in den Vereinigten Staaten stark durch die vielen politischen Entscheidungen der US-Regierung beeinflusst, die die Nutzung des Automobils als persönliches Transportmittel gefördert haben. In ähnlicher Weise hat sich die Politik von Bundesbehörden wie dem Army Corps of Engineers, dem Department of the Interior und der Atomic Energy Commission auf die Umweltqualität ausgewirkt, auch wenn die Umweltqualität bei ihren politischen Überlegungen kein Thema war. Das Wissen darüber, warum verschiedene Regierungen unterschiedliche Umweltpolitiken entwickeln, wird in Kapitel 4 ausführlicher erörtert.

Forschungsbedarf

Es ist klar, dass politisch-ökonomische Institutionen die globale Umwelt entlang vieler kausaler Pfade beeinflussen können. Wir haben einige der wichtigen Bereiche identifiziert, in denen mehr Wissen erheblich zum Verständnis der Ursachen des globalen Wandels beitragen könnte. Eine davon ist die vergleichende Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Methoden des Umweltmanagements mit unvollkommenen Märkten&mdash, einschließlich der verschiedenen Preissysteme und Regulierungsansätze, die weltweit im Einsatz sind, marktähnlicher Ansätze, die nicht in Gebrauch, aber potentiell verwendbar sind, und verschiedener Mischungen&mdash, um ihre Auswirkungen auf die globale Umwelt zu bestimmen Variablen in Abhängigkeit davon, wo und wann sie verwendet werden und auf welche menschlichen Aktivitäten. Theoretische Arbeiten zur Klassifizierung und Analyse der Spielarten von Marktunvollkommenheiten könnten ebenfalls einen großen Beitrag zum Verständnis leisten, wenn sie sich auf die Arten von Marktunvollkommenheiten beziehen, die für globale Umweltressourcen charakteristisch sind. Ein zweiter wichtiger Forschungsbereich betrifft den Vergleich nationaler Politiken hinsichtlich ihrer Herkunft und ihrer Umweltwirkungen. Ein drittes betrifft die allgemein behauptete Kurzsichtigkeit von unternehmerischen Umweltentscheidungen. Unter welchen Bedingungen übernehmen kapitalistische Akteure Praktiken der Nutzung natürlicher Ressourcen oder der Abfallwirtschaft, die Umweltwerte bewahren? Welche nationalen Politiken wirken sich auf die Wahrscheinlichkeit aus, dass sie solche Praktiken übernehmen? Eine vierte betrifft die Unterschiede in der Entwicklungspolitik von Ländern, die sich in Bezug auf Entwicklungsstand und Abhängigkeit ähnlich sind. Inwieweit hängt eine solche Variation von der politischen Struktur des Staates, der nationalen politischen Kultur, dem Grad der Zentralisierung der Entscheidungsbefugnisse und anderen Variablen auf nationaler Ebene ab?

EINTTITUDES UND BELIEFS

Weit verbreitete kulturelle Überzeugungen und Einstellungen können auch als Grundursachen für globale Umweltveränderungen fungieren. Viele Analysten konzentrieren sich auf breite Systeme von Überzeugungen, Einstellungen und Werten im Zusammenhang mit der Bewertung materieller Güter. Ein frühes Argument in dieser Richtung führte die moderne Umweltkrise auf die Trennung von Geist und Natur in der jüdisch-christlichen Tradition zurück (White, 1967), ein anderes führt den Aufstieg des Kapitalismus mit seinen materialistischen Werten und sozialen und wirtschaftlichen Strukturen auf die protestantische Theologie zurück (Weber , 1958). Eine ähnliche Rolle maß die Frankfurter Schule der Kritischen Theorie der Verbreitung rein instrumenteller Rationalität zu (Hab-

ermas, 1970 Offe, 1985). Wachstumsneigung und eine überhebliche Missachtung physikalischer Grenzen, so argumentierten andere, sind heute die wichtigsten Triebkräfte (z. B. Boulding, 1971, 1974, Daly, 1977). Einige verweisen auf "humanistische" Werte, die aus der Aufklärung stammen, die den menschlichen Wunsch über die Natur stellen und davon ausgehen, dass menschliches Handeln (insbesondere die Technik) alle auftretenden Probleme lösen kann (Ehrenfeld, 1978). Einige behaupten, dass erhöhte Umweltbelastungen mit materialistischen Werten der modernen Gesellschaft verbunden sind (z. B. Brown, 1981), was darauf hindeutet, dass der Materialismus in der sozialen Atmosphäre der westlichen Welt verstärkt wird. Sack (1990) argumentiert, dass die Umweltzerstörung eng mit sozialen Formen und Mechanismen verbunden ist, die den Verbraucher vom Bewusstsein der Produktionsrealitäten getrennt haben, was zu unverantwortlichem Verhalten führt, das den globalen Wandel verschärft. Und einige Analytiker haben Umweltprobleme auf eine Reihe von Werten zurückgeführt, die in patriarchalen Gesellschaftssystemen verwurzelt sind, die Frau und Natur identifizieren und Zivilisation und Fortschritt im Sinne der Herrschaft des Mannes über beide definieren (z. B. Merchant, 1980, Shiva, 1989).

Einige Forscher argumentieren, dass in vielen modernen Gesellschaften ein säkularer Wandel der Grundwerte stattfindet. Inglehart (1990) präsentiert Umfragedaten, die darauf hindeuten, dass in fortgeschrittenen Industriegesellschaften ein Werteübergang von materialistischen zu postmaterialistischen Werten stattfindet, der erhebliche Auswirkungen auf die Fähigkeit von Gesellschaften hat, mit Minderungsstrategien, die Veränderungen des Lebensstils beinhalten, auf den globalen Wandel zu reagieren ( siehe auch Rohrschneider, 1990). In ähnlicher Weise haben Dunlap und Catton argumentiert, dass ein „dominantes soziales Paradigma“, das den Menschen von der Natur unterscheidet, umweltzerstörerisches Verhalten fördert, dass jedoch ein „neues Umweltparadigma“ entsteht, das den Menschen als Teil eines empfindlichen Gleichgewichts der Natur betrachtet ( Dunlap und Van Liere, 1978, 1984 Catton, 1980 Catton und Dunlap, 1980). Andere Autoren behaupten, dass eine Änderung der Umweltethik notwendig ist, um eine globale Umweltkatastrophe zu verhindern (z. B. Stone, 1987, Sagoff, 1988).

Kurzsichtige und eigennützige Denkweisen können auch als Ursachen für die Umweltzerstörung dienen. Die unaufhaltsame Zerstörung einer unerschöpflichen Ressource, die allen offen zur Verfügung steht, was Hardin (1968) die "Tragödie des Gemeinguts" nannte, ist auf psychologischer Ebene ein logisches Ergebnis dieser Denkweise. Individuen, die ihr kurzfristiges Eigeninteresse suchen, nutzen oder degradieren Open-Access-Ressourcen viel schneller, als wenn sie im längerfristigen oder kollektiven Interesse handeln würden (Dawes, 1980, Edney, 1980, Fox, 1985).

Direkte Herausforderungen für diese Analysen sind gering, teilweise weil sie mit Analysen kompatibel sind, die die Rolle anderer treibender Kräfte betonen. Kulturelle Werte, Kurzsichtigkeit und Eigeninteresse können andere wichtige gesellschaftliche Kräfte wie politisch-ökonomische Institutionen und technologische Veränderungen sowohl verursachen als auch darauf reagieren. Beispielsweise wird die globale Expansion des Kapitalismus von manchen als untrennbar mit einer Veränderung der Einstellung zur materiellen Produktion verbunden (Cronon, 1983 Merchant, 1991 Worster, 1988). Ökonomen behandeln das Marktverhalten als Ausdruck von Präferenzen, die letztlich Einstellungen sind, so dass der Umgang mit der Umwelt auch in der ökonomischen Analyse ein indirektes Ergebnis von Einstellungen ist. Kontroversen entstehen tendenziell über den relativen Vorrang und die hierarchische Ordnung von Einstellungen und Überzeugungen im Verhältnis zu anderen kausalen Faktoren, insbesondere über den Grad, in dem Überzeugungen und Einstellungen eigenständige kausale Kraft haben oder Produkte fundamentalerer Kräfte sind. Auch die empirischen Assoziationen, die einigen Behauptungen zugrunde liegen, wurden in Frage gestellt (z. B. Tuan, 1968, on White, 1967). Auf der Seite der menschlichen Reaktion ist jedoch zumindest ein gewisses Gefühl der Autonomie von Einstellungen und Überzeugungen in jeder Analyse enthalten, die explizite Handlungsempfehlungen bietet.

Forschungsbedarf

Wie bei den anderen treibenden Kräften betreffen die interessantesten Forschungsfragen die Art und Weise, wie die zentralen Variablen–hier kulturelle und psychologische&ndash mit anderen treibenden Kräften zusammenwirken, um die unmittelbaren Ursachen des globalen Wandels hervorzubringen. Beobachtende und experimentelle Studien dieser Beziehungen wurden durchgeführt, wenn auch fast immer mit relativ kleinen Zahlen von Individuen in kulturell und zeitlich begrenzten Umgebungen (siehe z. B. Stern und Oskamp, ​​1987, für eine Übersicht). Sie weisen darauf hin, dass Einstellungen und Überzeugungen manchmal einen signifikanten Einfluss auf das Ressourcennutzungsverhalten auf individueller Ebene haben, selbst wenn sozialstrukturelle und ökonomische Variablen konstant gehalten werden, und dass Einstellungs-, Wirtschafts- und andere Variablen manchmal auch interaktive Effekte haben. Aber diese Studien erklären nicht die Ursachen der Variation in den individuellen Einstellungen. Es scheint wahrscheinlich, dass Einstellungen und Überzeugungen von Bedeutung sind unabhängig Auswirkungen auf die globale Umwelt hauptsächlich auf lange Sicht&mdashon die Zeitskala menschlicher Generationen oder länger&mdass innerhalb einzelner Lebenszeiten Einstellungen als intervenierende Variablen zwischen Aspekten der vergangenen Erfahrungen einer Person und der Ressourcennutzung dieser Person fungieren.

Um diese Hypothese zu testen, wären Forschungen über längere Zeiträume erforderlich, als dies in der psychologischen Forschung üblich ist.

SCHLUSSFOLGERUNGEN

In diesem Abschnitt werden einige allgemeine Schlussfolgerungen oder Grundsätze aus dem Kapitel herausgearbeitet und deren Implikationen für die Festlegung von Forschungsprioritäten skizziert.

TER PROXIMATE CAUSES

Die Erforschung der menschlichen Ursachen globaler Umweltveränderungen sollte auf wichtige nahegelegene Quellen gerichtet sein. Es ist von entscheidender Bedeutung, einigermaßen genaue Einschätzungen der relativen Auswirkungen verschiedener Klassen menschlicher Aktivitäten als unmittelbare Ursachen des globalen Wandels zu entwickeln. Dieses Kapitel bietet eine solche Analyse&mdash, was wir eine baumstrukturierte Darstellung&mdash für den menschlichen Beitrag zur Ansammlung von Treibhausgasen auf der Erde nennen. Ähnliches gilt für die menschlichen Beiträge zu anderen Problemen des globalen Wandels. Die Aufgabe ist insofern relativ einfach, als die Anfangsabrechnungen nicht sehr genau sein müssen. Für den Beginn einer sozialwissenschaftlichen Arbeit reicht es aus zu wissen, ob eine bestimmte menschliche Aktivität in der Größenordnung von 20 Prozent, 2 Prozent oder 0,2 Prozent des Gesamtbeitrags der Menschheit zu einem globalen Wandel beiträgt. Dieses Wissen wird es Sozialwissenschaftlern ermöglichen, lohnende Forschungsprioritäten zu setzen, bis mehr Präzision verfügbar ist.

Der aktuelle Einfluss ist nicht das einzige Kriterium von Bedeutung. Die Abschätzung des relativen Beitrags verschiedener zukünftiger menschlicher Aktivitäten zu globalen Veränderungen ist ein schwierigerer, aber ebenso wichtiger Teil der Einschätzung der Bedeutung proximaler Ursachen. Die Schwierigkeit liegt in der Vorhersage zukünftiger menschlicher Aktivitäten, insbesondere der Erfindung und Einführung neuer Technologien. Zunächst reichen Projektionen der Zukunftsrechnungen auf der Grundlage einfacher Modelle aus, um den Forschungsplan für die menschlichen Dimensionen zu leiten. Forscher sollten sich jedoch ihrer Grenzen bewusst sein und ihre Analysen gelegentlich mit einer Vielzahl von Szenarien zukünftiger menschlicher Beiträge zum globalen Wandel testen. Obwohl es schwieriger ist, andere wichtige Aspekte zu quantifizieren, können diese eine starke Begründung für die Forschung liefern. Zum Beispiel menschliche Handlungen, die unmittelbare Ursachen für . sein können irreversibel Umweltveränderungen müssen über das Ausmaß der Veränderungen hinaus, die sie verursachen können, als wichtig angesehen werden.

Forscher sollten in der Lage sein, die Bedeutung von

ihre gewählten Fächer nicht nur in Bezug auf die theoretischen und empirischen Fragen in ihren Fachgebieten, sondern auch in Bezug auf die Bedeutung für den globalen Umweltwandel. Alle in diesem Kapitel identifizierten Forschungsbedürfnisse setzen voraus, dass das Wichtigkeitskriterium auf besondere Bemühungen zur Deckung des Bedarfs angewendet wird.

SOZIAL DRIVING FORCES

Das Verständnis der menschlichen Ursachen von Umweltveränderungen erfordert die Entwicklung neuer interdisziplinärer Teams und nimmt sich Zeit, um das notwendige Verständnis aufzubauen.Im Folgenden sind einige zentrale Überlegungen zur Orientierung der Forschung aufgeführt.

Die treibenden Kräfte des globalen Wandels müssen klarer konzeptualisiert werden. Unterschiedliche Arten des technologischen Wandels und des Wirtschaftswachstums haben eindeutig unterschiedliche Auswirkungen auf die globale Umwelt, aber es muss noch viel darüber gelernt werden, welche Aspekte des Wandels dieser und anderer Variablen den Umweltwandel vorantreiben. Es ist eine bessere Typologie der Entwicklungspfade erforderlich, damit die Forscher erkennen können, wie sich verschiedene Entwicklungsstile auf die Umwelt auswirken und unter welchen Bedingungen ein Land oder eine Region den einen oder anderen Weg einschlägt. Gleiches gilt für die Erforschung der Art und Weise, wie Nationalstaaten das Management natürlicher Ressourcen organisieren.

Antriebskräfte wirken in der Regel in Kombination miteinander. Wie die Fallstudien zeigen, sind die treibenden Kräfte des globalen Wandels hochgradig interaktiv. Die brasilianische Entwaldung ist auf die kombinierten Auswirkungen von wirtschaftlichen Anreizen, Landbesitzinstitutionen und Regierungspolitik zurückzuführen Die chinesische Kohlenutzung hängt von den kombinierten Auswirkungen der wirtschaftlichen Entwicklung, des technologischen Zustands des Landes, seiner politischen Struktur und seiner Wirtschaftspolitik ab Die Entwicklung von FCKW war a Funktion der Bevölkerungsmigration, wirtschaftliche Anreize und neue Technologien. Ein additives Modell dieser Zusammenhänge ist nicht praktikabel, so dass die isolierte Untersuchung einzelner kausaler Faktoren irreführend ist.

Die verschiedenen Triebkräfte sollten in Kombination mit multivariaten Forschungsansätzen untersucht werden. Dazu gehören quantitative multivariate Studien, die bestimmte unmittelbare Ursachen (z. B. Emissionen von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen) als eine gemeinsame Funktion von Bevölkerung, wirtschaftlicher Aktivität, technologischem Wandel sowie politischen Strukturen und Politiken behandeln. Solche Studien können sowohl mit Daten auf nationaler Ebene zu demografischen und wirtschaftlichen Variablen als auch mit Indikatoren für politische und sozialstrukturelle Unterschiede durchgeführt werden.

von denen einige möglicherweise für diesen Zweck gebaut werden müssen. Wichtig sind auch detaillierte Fallstudien mit qualitativen Methoden, wie die Fallzusammenfassungen in diesem Kapitel verdeutlichen. Qualitative Methoden können ein tiefes Verständnis bieten, das bei quantitativen Analysen nicht verfügbar ist, die naturgemäß auf die bereits quantifizierten Variablen beschränkt sind. Darüber hinaus dient jede Methode als Überprüfung der Schlussfolgerungen, die aus der anderen gezogen werden.

Triebkräfte können sich gegenseitig bedingen. Zum Beispiel können neue Technologien das Wirtschaftswachstum fördern, was wiederum eine weitere technologische Entwicklung ermöglicht. Materialistische Ideologien trugen zum Aufstieg des Kapitalismus bei, der materialistische Ideen fördert. Zwischen mehreren treibenden Kräften bestehen auch komplexere gegenseitige Kausalzusammenhänge. Solche Zusammenhänge sind schwer zu entwirren und erschweren die Analyse der menschlichen Ursachen des globalen Wandels zusätzlich. Um die Natur dieser interaktiven Beziehungen zu verstehen, ist es wichtig, verschiedene Orte zu vergleichen und die Beziehungen im Laufe der Zeit zu verfolgen.

Die Kräfte, die Umweltveränderungen verursachen, können ebenfalls davon beeinflusst werden. Das Bevölkerungswachstum ist ein gutes Beispiel für Rückkopplungen zwischen menschlichem Handeln und der globalen Umwelt. Das Bevölkerungswachstum erhöht die Nachfrage nach Nahrungsmitteln, wodurch der Druck entsteht, die Landwirtschaft sowohl intensiver als auch extensiv zu gestalten. Diese Veränderungen führen schließlich zu sinkenden Erträgen, reduzieren die Nahrungsmittelproduktion pro Kopf und erzeugen einen Abwärtsdruck auf die Bevölkerung. Die sinkenden Erträge können durch verbesserte Technik hinausgezögert werden, aber die Technik interagiert auch mit der Umwelt. Menschen können die Nahrungsmittelproduktion durch den Einsatz von Traktorkraft, chemischen Düngemitteln, Pestiziden und Herbiziden steigern, aber diese Technologien basieren auf fossiler Energie und stoßen daher irgendwann an Grenzen, die durch Knappheit, Preise oder Umweltfolgen auferlegt werden.

Beziehungen zwischen den treibenden Kräften hängen von Ort, Zeit und Analyseebene ab. Das Prinzip lässt sich leicht veranschaulichen. Für Orte: Das Wirtschaftswachstum in China war stärker von fossilen Energieträgern abhängig als in anderen Ländern, selbst in anderen Entwicklungsländern unterscheiden sich die Ursachen der Entwaldung in Brasilien von den Ursachen in anderen Ländern. Zeitweise stieg der fossile Energieverbrauch in den Industrieländern seit den 1970er Jahren fast im Gleichschritt mit der Wirtschaftstätigkeit, die Korrelation ist nahezu Null (siehe Kapitel 4). Auch die langfristigen Auswirkungen einer Technologie wie der Kühlung mit FCKW auf die globale Umwelt unterscheiden sich stark von den Auswirkungen über einen kürzeren Zeitraum&ndash nicht nur aufgrund des zunehmenden Einsatzes der Technologie, sondern auch aufgrund der sekundären Auswirkungen von Migrationen

durch die Technik möglich. Für Analyseebenen auf lokaler Ebene kann die Ineffizienz der chinesischen Energienutzung als veraltete Technologie und fehlende Mittel für deren Ersatz auf nationaler Ebene verstanden werden, niedrige Kohlepreise und das System von Produktionsquoten erscheinen als kritische Faktoren bei auf der Weltebene ist das gesamte System der Befehlsökonomien involviert. Alle Beziehungen sind gleichermaßen real und wichtig, doch die auf jeder Ebene abgeleiteten Antworten sind unvollständig.

IchANWENDUNGEN ZUM RSUCHE

1. Oberste Priorität für die Forschung hat das Verständnis der Prozesse, die menschliche Aktivitäten und Umweltveränderungen verbinden. Für eine effektive integrative Modellierung der menschlichen Ursachen des globalen Wandels sind bessere Studien mit Fokus auf die treibenden Kräfte und deren Verbindungen zu den unmittelbaren Ursachen erforderlich. Quantitative Modelle werden ohne bessere Kenntnisse der Prozesse von begrenztem Vorhersagewert sein, insbesondere für den Zeitraum von Jahrzehnten bis Jahrhunderten.

Über die Ursachen des Bevölkerungswachstums, der wirtschaftlichen Entwicklung, des technologischen Wandels, der Regierungspolitik, der Einstellungen und der Kultur und der treibenden Kräfte des globalen Wandels ist allgemein mehr bekannt als über deren Zusammenhänge und Umweltauswirkungen. Dies liegt daran, dass die Erforschung der treibenden Kräfte von organisierten Teildisziplinen oder interdisziplinären Feldern der Sozialwissenschaften wie Bevölkerungsstudien, Entwicklungsstudien und Politikanalyse unterstützt wird, während ein interdisziplinäres Feld der Umweltsozialwissenschaften, das die Umweltauswirkungen der noch nicht organisierten treibenden Kräfte untersucht. Es besteht ein dringender Bedarf an Unterstützung der Forschung, die dieses Feld bilden würde. Die Erforschung der Prozesse, durch die menschliches Handeln Umweltveränderungen verursacht, sollte von dem Grundprinzip ausgehen, dass die Beziehungen kontingent sind: Der Einfluss von Variablen wie der Bevölkerung auf die Umweltqualität hängt von anderen menschlichen Variablen ab, die sich im Laufe der Zeit und des Ortes ändern. Diese Tatsache hat drei wichtige Implikationen für die Forschungsstrategie: Das Verständnis der menschlichen Ursachen ist ein intrinsisch interdisziplinäres Projekt die wichtigen menschlichen Ursachen des globalen Wandels sind nicht alle global und vergleichende Studien zur Spezifizierung der Eventualitäten sind dringend erforderlich (siehe Nr. 2 und Nr. 3 unten). Forschung auf globaler Ebene ist wichtig, aber bei weitem nicht ausreichend, um die menschlichen Ursachen des globalen Wandels zu verstehen.

2. Kurzfristig sollte die Erforschung der menschlichen Ursachen von Umweltveränderungen den Schwerpunkt auf vergleichende Studien zu globalen

al skala. Wir können drei Arten globaler Analysen unterscheiden: aggregierte, systemische und vergleichende. Die Aggregatanalyse auf globaler Ebene untersucht Mensch-Umwelt-Beziehungen anhand von Maßzahlen des gesamten Planeten. Eine solche Analyse verwendet eine kleine Anzahl von Zeitreihendatenpunkten und betrachtet den gesamten Planeten als Analyseeinheit. Zum Beispiel kann das gesamte atmosphärische Kohlendioxid mit der globalen Verbrennung fossiler Brennstoffe über einen bestimmten Zeitraum korreliert werden.

Die systemische Analyse von Mensch-Umwelt-Beziehungen betont Facetten menschlicher Aktivität, die als globales System funktionieren (d. h. eine Störung an einer beliebigen Stelle des Systems hat überall Konsequenzen). Der Weltölmarkt ist beispielsweise insofern ein globales System, als Änderungen in der Ölförderung überall durch das System widerhallen und globale Umweltauswirkungen haben können, beispielsweise durch Änderung des Verbrauchs von Öl oder anderen Brennstoffen. Analysen solcher Beziehungen können global aggregierte Daten oder lokale und regionale Daten verwenden, die mit den interessierenden Phänomenen verknüpft sind.

Vergleichende Analysen auf globaler Ebene können verschiedene Formen annehmen. Es kann eine große Anzahl lokaler oder regionaler Datenpunkte mit weltweiter Abdeckung verwenden. Zum Beispiel können die Beziehungen von Bevölkerung, wirtschaftlicher Entwicklung und Regierungspolitik zur Entwaldung untersucht werden, indem Daten mit dem Nationalstaat als Analyseeinheit verglichen werden (z. B. Rudel, 1989). Dieser Ansatz wird durch die Verfügbarkeit und Vergleichbarkeit relevanter Daten begrenzt (siehe Kapitel 6). Im Gegensatz dazu können fallbasierte Vergleichsstudien so gewählt werden, dass eine Stichprobe von Einheiten die Bandbreite der sozioökonomischen und ökologischen Kontexte der Welt repräsentiert. Der Fallvergleichsansatz ermöglicht mehr kontextbezogene Details auf Kosten einer vollständigen Abdeckung. Beispielsweise könnte eine Reihe von Fällen verwendet werden, um die verschiedenen Wege zu untersuchen, die zur Umwandlung von Feuchtgebieten in andere Nutzungen führen.

Aggregierte Studien auf globaler Ebene haben nur begrenzten Wert, da die geringe Anzahl von Datenpunkten es unmöglich macht, die kontingenten Beziehungen zu identifizieren, die die unmittelbaren menschlichen Ursachen des globalen Wandels prägen. Systemische Ansätze sind prinzipiell wertvoller, aber nur wenige menschliche Aktivitäten haben einen systemischen Charakter, der allgemeine Zirkulationsmodelle atmosphärischer Prozesse wertvoll macht. Selbst der Weltölmarkt, einer der global systemischsten umweltrelevanten menschlichen Systeme, wird von nationalen Politiken wie Handelsbeschränkungen und Steuerpolitiken beeinflusst, die die weltweiten Ströme beeinträchtigen. Die vielleicht wertvollste Forschung in naher Zukunft wird aus vergleichenden Studien stammen, die entweder eine große Anzahl repräsentativer Datenpunkte oder eine kleinere Anzahl ausgewählter regionaler Fallstudien aus der Umgebung umfassen

die Welt. Die Sozialwissenschaften haben eine lange Tradition vergleichender Forschung und können die von ihnen entwickelten konzeptionellen und methodischen Werkzeuge sinnvoll auf das Problem des globalen Umweltwandels anwenden.

3. Die Forschung zu menschlichen Dimensionen sollte an prominenter Stelle Vergleiche menschlicher Systeme umfassen, die sich in ihren Umweltauswirkungen unterscheiden. Vergleiche zwischen Ländern oder Orten oder am selben Ort zu unterschiedlichen Zeiträumen können zeigen, warum einige Sozialsysteme genauso viel menschliches Wohlergehen produzieren wie andere mit weniger negativen Auswirkungen auf die globale Umwelt. Eine Reihe wichtiger Fragen bietet sich für vergleichende und Längsschnittansätze an, darunter:

die Ursachen der Entwaldung (Studien können die Entwaldungsraten in Ländern vergleichen, die sich in ihren Landbesitzsystemen, ihrer Entwicklungspolitik und ihren Regierungsstrukturen unterscheiden)

die Auswirkungen unvollkommener Märkte auf die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen (Studien können die Emissionen von Ländern oder Branchen mit unterschiedlichen Regulierungs- oder Preissystemen vergleichen)

die Nachhaltigkeit verschiedener landwirtschaftlicher Managementsysteme (Studien könnten nahegelegene Orte im selben Land vergleichen)

die Auswirkungen verschiedener industrieller Entwicklungspfade auf die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen (Studien könnten Zeitreihendaten für verschiedene Länder vergleichen)

die Determinanten für die Einführung umweltfreundlicher Technologien oder Praktiken (zum Beispiel könnten Studien Branchen oder Unternehmen vergleichen, die Abfallprodukte recyceln und nicht recyceln)

das Verhältnis von Einstellungen zu Umweltqualität und Materialismus zur Umweltpolitik in verschiedenen Ländern.

Solche Studien können weitreichende Konzepte wie technologischer Wandel, Wirtschaftswachstum und Bevölkerungswachstum „entpacken“, die häufig als Erklärungen dafür angeboten werden, wie menschliche Aktivitäten den globalen Wandel verursachen. Vergleichende Studien bieten den besten Weg, um in die allgemeinen Konzepte einzudringen und die Merkmale des Wachstums und der Veränderung menschlicher Aktivitäten, die den Umweltwandel vorantreiben, genauer zu identifizieren.

4. Forscher sollten die Ursachen für große Umweltveränderungen sowohl weltweit als auch auf niedrigeren geografischen Ebenen untersuchen. Globale Aggregatanalysen können ein ganz anderes Bild zeigen als Analysen auf niedrigeren Aggregationsebenen. Es ist wichtig, beide Bilder zu haben, da aggregierte Daten die Vielfalt der kausalen Prozesse verschleiern können, die zum gleichen Ergebnis führen können. Zum Beispiel die globale Beziehung zwischen Wirtschaftswachstum und Treibhausgasen

-Emissionen können sich erheblich ändern, wenn zentral geplante Volkswirtschaften aussterben. Um das Ausmaß eines solchen Effekts abzuschätzen, sind Studien auf nationaler Ebene erforderlich. Darüber hinaus erfordern politische Reaktionen, insbesondere Maßnahmen zur Minderung, ein Verständnis der Aktivitäten, die den globalen Wandel auf der Ebene, auf der die Reaktionen erfolgen werden, vorantreiben. Je nach Thema kann es wichtig sein, Studien auf der Ebene des Nationalstaates, der Gemeinschaft, der Industrie, des Unternehmens oder des Einzelnen durchzuführen. Für Studien unterhalb der globalen Ebene sollten Prioritäten auf der Grundlage des Potenzials gesetzt werden, das globale Bild zu verstehen oder signifikante Antworten auf den globalen Wandel zu geben. Daher könnte eine Studie mit hoher Priorität eine Studie sein, die sich auf ein Land oder eine Aktivität konzentriert, die für sich genommen erheblich zum globalen Wandel beiträgt oder von der erwartet wird, dass sie auf eine ausreichende Anzahl von Einzelpersonen, Unternehmen oder Gemeinschaften verallgemeinert wird, um auf globaler Ebene von Bedeutung zu sein, oder eine, die Variablen beleuchtet, die wichtige Unterschiede zwischen den Akteuren auf der gewählten Analyseebene erklären. Auf jeder Analyseebene sind Projekte, die solche Kriterien erfüllen, förderungswürdig, unabhängig davon, was auf globaler Ebene bekannt ist.

5. Wichtige Fragen sollten auf verschiedenen Zeitskalen untersucht werden. Die vollen Auswirkungen technologischer und sozialer Innovationen&mdash sowohl auf die Gesellschaft als auch auf die natürliche Umwelt&mdash werden oft über Jahrzehnte oder Jahrhunderte hinweg nicht erkannt. Der CFC-Fall zeigt, dass die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten je nach Analysezeitraum sehr unterschiedlich aussehen können: Eine Technologie, die zum Kühlen von Lebensmitteln entwickelt wurde, hatte mehrere Jahrzehnte später viel umfassendere globale Auswirkungen, nachdem sie auf die Kühlung von Gebäuden angewendet wurde. Solche Fälle müssen gesammelt werden, damit sie systematisch untersucht und überprüfbare Hypothesen abgeleitet werden können, welche Arten von Innovationen wahrscheinlich die gesellschaftliche Dynamik erhalten, die lang anhaltende und zunehmende Auswirkungen auf die globale Umwelt hat, wie sie beispielsweise durch die FCKW-Technologie oder durch die brasilianische Entwicklungsstrategie im Amazonasbecken. Die Theorie ist für diesen Zweck besonders schwach. Historiker können überzeugende Darstellungen der gegenwärtigen Auswirkungen von Veränderungen der fernen Vergangenheit vorlegen, aber Sozialwissenschaftler haben kaum die Möglichkeit, die Auswirkungen gegenwärtiger Veränderungen in menschlichen Systemen gleichermaßen in die Zukunft zu projizieren.

6. Die Forschung sollte ein Verständnis für die Verbindungen zwischen Analyseebenen und Zeitskalen aufbauen. Soziale Bewegungen vermitteln zum Beispiel zwischen individuellen Einstellungen und nationaler Politik, die Interaktionen von Individuen und Unternehmen können zur Schaffung nationaler und globaler Märkte führen, und nationale Politiken können stehen oder fallen, je nachdem, ob Tausende von Unternehmen oder Millionen von Einzelpersonen bereitwillig mitmachen. Aufgrund dieser Verknüpfungen

Menschenhandlungen auf einer Aggregationsebene können von Ereignissen auf einer anderen Ebene abhängen. Die Theorie über diese Zusammenhänge ist relativ schwach, aber das Problem ist für Sozialwissenschaftler in mehreren Disziplinen von aktivem Interesse. Wenn exzellente Datensätze zusammengestellt werden, kann das Problem der Verbindung von Analyseebenen führende disziplinäre Forscher für das Thema des globalen Wandels anziehen, um Theorien zu entwickeln, die dazu beitragen, ihn zu verstehen und gleichzeitig ihre eigenen Gebiete voranzutreiben.

Die Verknüpfung von Zeitskalen ist auch für die Agenda des globalen Wandels von entscheidender Bedeutung. Die Frage ist: Welche gesellschaftlichen Veränderungen, die sich auf der Zeitskala von Monaten bis Jahren vollziehen, werden voraussichtlich andauern oder sich im Laufe der Zeit so weit verstärken, dass sie auf einer Skala von Jahrzehnten bis Jahrhunderten für die globale Umwelt von Bedeutung sein werden? Umgekehrt, welche kurzfristigen Veränderungen werden wahrscheinlich im Laufe der Zeit verschwinden? Physiker wissen, welche Halogenkohlenwasserstoffe langlebige Katalysatoren für die Zerstörung von stratosphärischem Ozon sind und welche schnell zerstört werden Sozialwissenschaftler wissen noch nicht viel darüber, welche sozialen Veränderungen andere Veränderungen katalysieren oder relativ irreversibel sind. Historische Fälle, wie der CFC-Fall, legen einige interessante kurzfristige Hypothesen nahe. Bemühungen, solche Hypothesen zu katalogisieren und zu vergleichen, wären ein nützlicher erster Schritt in Richtung einer Theorie der langfristigen Auswirkungen des sozialen Wandels. Das allgemeine Problem wurde von Sozialwissenschaftlern nur sehr wenig beachtet. Ein verbessertes Verständnis der menschlichen Analoga langlebiger Katalysatoren könnte zu einem verstärkten Interesse an Langzeitphänomenen in den Sozialwissenschaften beitragen.

ANMERKUNGEN

Einige Arten, wie zum Beispiel Rosenholz, werden aus wirtschaftlichen Gründen selektiv aus dem Wald entfernt. Es ist vernünftig zu erwarten, dass in einem Ökosystem, das von vielen kleineren Arten geprägt ist, wie Insekten, die von einer einzigen Art als Nahrung abhängig sind, das selektive Fällen einer Baumart zu mehreren Aussterben führt.

Der Mechanismus ist ziemlich komplex. Die Evapotranspiration im Amazonaswald scheint eine regionale klimatische Zunahme der Niederschläge zu verursachen. In einem solchen Regime wird eine großflächige Rodung, die die Evapotranspiration pro Landfläche reduziert, selbst wenn Bäume durch andere Vegetation ersetzt werden, den Niederschlag in Windrichtung verringern. Da die Artenvielfalt in Amazonien direkt mit der Niederschlagsmenge zusammenhängt, ist davon auszugehen, dass geringere Niederschläge in jeder Region die Artenzahl in dieser Region reduzieren.

Arten mit großem Flächenbedarf sind bei fragmentierten Waldrodungen überproportional betroffen, wie es typischerweise im Amazonasgebiet der Fall ist. Unter diesen Bedingungen findet ein Individuum oder eine funktionelle Gruppe von Individuen mit einem großen Flächenbedarf weniger wahrscheinlich angemessene Waldressourcen


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