Zwischenruf - Potsdam Institute for Climate Impact Research

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20.04.2004
14:57 Uhr
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Zwischenruf
Umweltforschung für
die politische Praxis
Klima
Naturschutz/
Biodiversität
Nachwachsende
Rohstoffe
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Jahresverzeichnis der Blindtexte und Musterheadlines.
Heft 1/2004
00. ZWISCHENRUF KPLT.
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20.04.2004
14:57 Uhr
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Hubert Wiggering, Leibniz-Zentrum für
Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung e. V., Müncheberg
Jürgen Zaske, Institut für Agrartechnik
Bornim e. V., Potsdam
Der Herausgeber und die Autoren übernehmen für die Richtigkeit von Angaben
und Hinweisen sowie für eventuelle
Druckfehler keine Haftung. Abdruck,
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März 2004
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14:58 Uhr
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Vorwort
Hans-Olaf Henkel, Präsident
Wichtige Umweltthemen, die kurzfristig auf großes gesellschaftliches und mediales
Interesse gestoßen sind, geraten leider schnell wieder in Vergessenheit. Beispiele
sind die Elbe-Flutkatastrophe vor zwei Jahren oder die großen Waldbrände in Kalifornien, die im Oktober 2003 mehr als 2.400 Quadratkilometer Lebensraum für
Pflanzen und Tiere zerstörten. Zwar sind die gravierendsten Spuren beider NaturEreignisse inzwischen beseitigt, trotzdem bleiben viele offene Fragen. Wie kann
es eigentlich zu derartigen Umweltkatastrophen kommen? Sind die Auslöser dafür
naturgegeben oder spielen menschengemachte Ursachen
vielleicht doch eine größere Rolle als bisher angenommen?
Was kann der Mensch tun, um sich zukünftig besser gegen
solche Phänomene zu wappnen?
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der
Leibniz-Institute, die sich mit dem Thema Umweltforschung beschäftigen, gehen solchen
Fragestellungen täglich in ihrer Arbeit nach.
Dabei ist es wichtig, dass nicht nur die Ursachen für Umweltereignisse erforscht werden.
Vielmehr müssen die gewonnenen Erkenntnisse ihren Eingang in eine
konkrete Umweltpolitik finden. Der „Zwischenruf“ rückt hartnäckig
bestehende Umweltprobleme immer wieder ins Licht der Öffentlichkeit und unterbreitet wissenschaftliches Know-how, damit in der Politik zukunftsweisende Entscheidungen getroffen werden können, die
unsere Umwelt nachhaltig schützen. Diese Initiative, die ihren Ausgang in der Sektion Umweltwissenschaften in der Leibniz-Gemeinschaft genommen hat, unterstütze ich sehr.
04
Nachhaltige regionale
Entwicklung im Klimawandel
05
07
12
15
Der Klimawandel erfordert Anpassungsmaßnahmen
Regionale Verwundbarkeit gegenüber dem Klimawandel
Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
Naturschutz und Biodiversität
in genutzten Landschaften
16
19
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24
26
Die zwei Seiten der Landnutzung für Tier- und Pflanzenarten
Was hemmt die Koexistenz von wirtschaftlicher Landnutzung
und erfolgreichem flächenhaftem Naturschutz?
Wo besteht Handlungsbedarf?
Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
Nachhaltige Entwicklung
durch nachwachsende Rohstoffe
27
30
35
37
Vier Gründe für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe
Stand der Technik
Hemmnisse auf dem Weg in das Biorohstoff-Zeitalter
Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
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Literatur
Hans-Olaf Henkel
Inhalt
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Vorwort
Politik sollte stets die Gelegenheit wahrnehmen, ihr
Handeln immer auch auf wissenschaftliche Erkenntnis zu stützen. Gerade eine Politik, die den
Anspruch nachhaltiger Entwicklung vertritt
(Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit, BMU 1992, Umweltbundesamt,
UBA 1997), benötigt eine verlässliche Fachexpertise zu Zuständen, Prozessen und Wechselwirkungen
in natürlichen Systemen. Mit dem fortan regelmäßig erscheinenden „Zwischenruf“ unternehmen die umweltwissenschaftlich ausgerichteten Institute der Leibniz-Gemeinschaft einen Brückenschlag zur Politik, um
neueste Forschungsergebnisse in den politischen Willensbildungsprozess einzuspeisen und den gesellschaftlich politischen Diskursen eine solide wissenschaftliche
Basis zu geben.
Die Texte der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bieten Analysen zu immer
wiederkehrenden, persistenten Problemen aus dem Umweltkontext. Wichtige,
bisher nicht genügend beachtete Teilprobleme werden herausgearbeitet. Daran schließt sich eine Defizitanalyse des Umgangs mit Umweltproblemen an, aus der Handlungsempfehlungen abgeleitet
werden. Die Texte verharren nicht in reiner Kritik, sondern zeigen
Optionen und neue Vorgehensweisen auf. Solange die angesprochenen Probleme nicht gelöst sind, wird der Zwischenruf sie immer
wieder in Erinnerung bringen. Gleichzeitig sollen zwischenzeitlich
ergriffene Maßnahmen bewertet werden.
2
Im ersten „Zwischenruf“ machen drei Leibniz-Institute aus der Sektion Umweltwissenschaften mit aktuellen Forschungsergebnissen rund um das Thema Nachhaltigkeit den Anfang:
- Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)
Thema: Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
- Leibniz-Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF)
Thema: Naturschutz und Biodiversität in genutzten Landschaften
- Institut für Agrartechnik Bornim (ATB)
Thema: Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
Angezeigt wird, dass Nachhaltigkeit regionale Eigenheiten berücksichtigen sollte;
regionale Vielfalt ist eine entscheidende Größe dieses Ansatzes. Die Politik ist herausgefordert, ein europäisches Umweltrecht zu gestalten, welches die Spielräume
für regional- bzw. standortangepasstes nachhaltiges Wirtschaften bietet, ohne dabei übergeordnete Standards preiszugeben.
Die Umweltforschung bleibt aufgerufen, einen
interdisziplinären Zugang zu ihren Fragen und Problemen zu wählen. In diesem Sinn will der
„Zwischenruf“ ein neues Instrument des Dialogs
zwischen Wissenschaft und Politik sein. Er gibt der
Politikberatung neue Impulse und formuliert umweltwissenschaftliche Expertise knapp, klar und
kompetent.
3
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Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
Nachhaltige
regionale
Entwicklung im
Klimawandel
4
Der Beitrag zur nachhaltigen regionalen Entwicklung im Klimawandel geht von einer nur im Ausmaß noch ungewissen, generell aber
unabwendbaren Klimaänderung aus. Grund der Unsicherheiten sind
die Entscheidungsspielräume bei Maßnahmen zur Senkung des globalen Ausstoßes klimarelevanter Gase und die großen Trägheiten
des Klimasystems in der Reaktion darauf. Zudem sind diese Maßnahmen häufig nicht genügend zielgerichtet oder nicht ausreichend.
In der Folge sind aber in einigen Regionen stärker oder häufiger auftretende Fluten, Hitzewellen, Waldbrände, Sturmschäden etc. zu
erwarten. Zur Vorsorge kann mittels Erhebungen der erwartbaren
Belastung seitens des Klimawandels, der Sensitivität der regionalen Systeme demgegenüber und dem Anpassungspotenzial die
Verwundbarkeit der Region ermittelt werden. Die mutmaßliche
Belastung aus der Klimaentwicklung kann die Wissenschaft bei kalkulierbarer Unsicherheit für einzelne Regionen berechnen. Die
Kenntnis der Sensitivität beruht auf den ökologischen, aber auch
sozioökonomischen Gegebenheiten der Region (u. a. Dichteverteilung von Bevölkerung und Sachwerten). Nach der Identifikation der
Einflussfaktoren können die gesellschaftlichen Handlungsweisen
durch gezielte Politiksteuerung verändert werden. Die Handlungsstrategien vorbeugender Anpassung reichen hier von der Verbesserung von Warnsystemen bis etwa zu veränderten Siedlungsstrukturen, Landnutzungsänderungen etc. Solche Anpassungsstrategien
werden nicht zuletzt auch die öffentliche Wahrnehmung des Problems erhöhen und tragen dadurch zur Steigerung umweltbewussten Verhaltens bei.
Der Klimawandel erfordert
Anpassungsmaßnahmen
G
lobal ändert sich das Klima aufgrund verschiedener natürlicher Faktoren
und vieler sich summierender anthropogener Ursachen, wie Treibhausgasemissionen und Landnutzung. Bild 1 skizziert die globale
Erwärmung von 1900 bis 2100.
Folgendes wird bei der Analyse
des aktuellen Stands der Wissenschaft immer deutlicher:
1. Anthropogene Emissionen von
Treibhausgasen haben am Klimawandel, im Vergleich zu natürlichen Ursachen, inzwischen einen
Klassifizierung der farbig
eingezeichneten Emissionsszenarien nach Struktur
und Entwicklung der Weltwirtschaft:
Eimssionsszenarien
Global
Regional
Ökonomisch
A1
A2
Ökologisch
B1
B2
A1F1 Business as usual,
BAU
A1B etwas weniger
fossile Anteile
als BAU
B1
Kyoto-Nachfolge
IS92a aus dem IPCCBericht 1996
Bild 1: Änderung der langjährigen mittleren globalen Temperatur an der Erdoberfläche relativ zu 1990: links aus Beobachtungsdaten vor 1990, rechts ab 1990 bis 2100
aus Computersimulationen für verschiedene Emissionsszenarien (farbige Kurven)
und Modelle (grauer Bereich). (IPCC; Climate Change 2001)
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Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
wesentlichen Anteil, der weiter zunehmen wird. Am stärksten trägt
die Freisetzung von Kohlendioxid
aus Verbrennung fossiler Energieressourcen dazu bei. Einen wesentlichen Beitrag liefert aber auch
die Ausweitung der Landnutzung
für Ansiedlungen, Verkehrserschließungen und industrialisierte
Landwirtschaft.
6
2. Maßnahmen zur Verminderung
der Emissionen werden kaum oder
nur zögerlich realisiert und führen
dann, wegen der Trägheit des Klimasystems, auch nur mit großer
zeitlicher Verzögerung zu einer
abgeschwächten Zunahme der
globalen Erwärmung. Dennoch
unterscheiden sich langfristig die
verschiedenen Szenarien ganz
wesentlich hinsichtlich möglicher
Risiken.
3. Selbst bei Umsetzung aller ins
Auge gefaßten Klimaschutzmaßnahmen wird der in den kommenden Jahrzehnten weiter gehende
Klimawandel voraussichtlich an
Ausprägung und Geschwindigkeit
alles übersteigen, was in den zu-
rückliegenden etwa 8000 Jahren
Menschheitsgeschichte an Klimaänderungen auftrat.
4. In vielen Regionen der Erde zeigen sich heute bereits deutliche
Auswirkungen, Verschiebungen
der Klimazonen und andere signifikante Veränderungen von Umwelt- und Lebensbedingungen. Ereignisse wie Fluten, Hitzewellen,
Dürren, Waldbrände, Sturmschäden scheinen ungewöhnliche
Häufungen und extremere Ausprägungen zu entwickeln. Diese
Entwicklung ist für die nächsten
Jahrzehnte vermutlich kaum mehr
aufzuhalten und wird sich wahrscheinlich noch verschärfen und
beschleunigen.
Den aktuellen Stand des Wissens
findet man im letzten, 2001 erschienenen Bericht des Intergovernmental Panel on Climate
Change (IPCC).
Regionale Verwundbarkeit
gegenüber dem Klimawandel
D
ie Verwundbarkeit einer
Region gegenüber dem
Klimawandel hängt von
verschiedenen Faktoren ab, die in
Bild 2 skizziert sind. Verschiedene
Regionen der Erde erfahren unterschiedliche Belastungen. Deren
potenzielle Auswirkungen hängen
davon ab, welche Wirtschaftsstrukturen, Öko- und Sozialsysteme bestehen und wie empfindlich
diese reagieren. Die regionale
Verwundbarkeit hängt dann wesentlich davon ab, wie heute die
Anpassungspotenziale genutzt
werden.
Regional unterschiedliche Belastungen durch den Klimawandel
Die konkret in Regionen zu erwartenden Folgen des Klimawandels werden aus globalen
Szenarien zum Anstieg von Temperatur und CO2-Gehalt mit drei
verschiedenen Methoden zur Berechnung regionaler Veränderungen ermittelt. Globale Klimamodelle liefern neben der mittleren
Temperaturentwicklung nur relativ grobe, allenfalls richtungsweisende Ergebnisse. Niederschläge,
Sonnenscheindauer und andere
meteorologische Parameter wer-
Bild 2: Verwundbarkeit von Regionen im Klimawandel.
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einstimmung zwischen Simulation
und Beobachtung mit Abweichungen unter 10%. Für die anderen
Verfahren ergeben sich wesentlich
größere Fehler.
Bild 3: Entwicklung der mittleren Jahresniederschläge in Berlin-Brandenburg von
Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
den heutigen Bedin-gungen (links: 1951-2000) zum Zustand im Jahrzehnt um 2050
8
(Mitte) und in der Differenz (rechts).
den nicht genau genug erfasst. Für
Auswirkungen sind aber diese Parameter und ihre Variabilität wichtig und werden in hoher regionaler
Auflösung benötigt. Die erste Methode zur Regionalisierung verwendet statistische Verfahren zur
Herunterskalierung der Ergebnisse
globaler Modelle, bei der aber
auch deren Fehler übertragen werden. Die zweie Methode verwendet aufwendige regionale Klimamodelle, die aber noch einigen
Entwicklungsbedarf haben, um die
benötigten Anforderungen zu erfüllen.
Eine dritte, am PIK entwickelte
Methode zur Berechnung regionaler Klimaänderungen, verwendet
nur diejenigen vom globalen Kli-
mamodell berechneten großräumigen Änderungen bestimmter
meteorologische Größen einer Region, wie z.B. Temperatur, die im
Mittel richtig wiedergegeben
werden. Langjährige Beobachtungsreihen des Klimas der Region
werden dann mit entsprechenden
statistischen Methoden so aufbereitet, dass sie o.g. Änderungen in
Form eines Szenariums wiedergeben. Alle relevanten meteorologischen Größen, wie Temperatur,
Niederschlag, Luftfeuchte, Strahlung, Bewölkung und Windgeschwindigkeit werden auf Tageswertbasis dazu konsistent ermittelt. So können vorhandene
Klimamodellfehler bei der Szenarienbildung deutlich reduziert
werden. Umfangreiche Testrechnungen zeigten eine gute Über-
Bild 3 zeigt als Beispiel den Rückgang der Jahresniederschläge für
Brandenburg im Jahrzehnt um
2050 gegenüber heute. Das bereits heute niedrige Niederschlagsniveau von deutlich unter 600 mm
sinkt weiter auf unter 450 mm.
Beim zugrundegelegten Szenarium
der globalen Erwärmung (A1B in
Bild 1) beträgt die Zunahme der
Jahresmitteltemperatur 1.4 °C zwischen 2001 und 2055. Für Brandenburg erhält man eine regionale
Zunahme der Temperatur von im
Mittel über 2 °C, mit der eine längere Sonnenscheindauer einhergeht. Das Zusammenwirken von
zurückgehenden Niederschlägen,
insbesondere im Sommerhalbjahr,
steigenden Temperaturen und
Sonnenschein verstärkt die Verdunstung überproportional und
führt zu einer negativen klimatischen Wasserbilanz der Region.
Hinzu kommen Verschiebungen in
jahreszeitlicher Verteilung und Art
des Niederschlags. Er fehlt hauptsächlich im Sommer und zur
Wachstumszeit der Vegetation
und Starkregenereignisse nehmen
gegenüber Dauerregen zu.
Spezifische Sensitivität von
Regionen gegenüber Klimaänderungen
In den Industrienationen hängen
bereits heute bis zu 10 % des Bruttosozialprodukts direkt oder indirekt vom Wettergeschehen ab. Mit
einem verstärkenden Trend durch
die globale Erwärmung ist zu rechnen, da eine Zunahme unvorhergesehener extremer Witterungsbedingungen zu erwarten ist.
Betroffen sind nahezu alle Wirtschafts- und Infrastrukturbereiche,
wie Wasser-, Land- und Forstwirtschaft, Naturschutz, Elektrizitätsund Energiewirtschaft, Bauwirtschaft, industrielle Produktion,
Verkehr, Tourismus, Verkehrswege- und Landnutzungsplanung.
Die Sektoren reagieren unterschiedlich auf die Belastungen je
nach Inventar und Standort.
Die Sensitivität von Regionen
gegenüber den Belastungen des
Klimawandels kann sehr differenziert hinsichtlich der Effekte sein.
An der Küste sind Meeresspiegelanstieg in Verbindung mit Sturmfluten zu beachten, in Gebirgsregionen sind Lawinen und Muren
von Bedeutung und für Flusstäler
und in Bachnähe sind Über-
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Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
schwemmungen und Sturzfluten
relevant. Die Dichteverteilung von
Bevölkerung und Sachwerten, die
ökonomischen,
ökologischen,
sozialen und administrativen Bedingungen spielen ebenso eine
wesentliche Rolle, wie nichtklimatische Belastungen durch Weltmarkt, demographischer Entwicklung oder administrative Randbedingungen.
10
Im Fallbeispiel Brandenburg erhöhen trockene, sandige Böden, geringe Wasserzuflüsse von außen,
ausgedehnte Wasserflächen und
nicht angepasste Wasserhaltung in
der Landschaft die Sensitivität der
Region gegenüber dem klimabedingten Niederschlagsrückgang.
Bild 4: Hochwasser in Meißen 15.08.
2002. (Mark Zebisch)
Wahrnehmung von Verwundbarkeit und Nutzung von
Anpassungspotenzialen
von Verwundbarkeit und Anpassungspotenzial. Letztere umfasst
die Fähigkeit der gesellschaftlichen
Institutionen zum Erkennen klimabedingter Risiken und zur Wahrnehmung Chancen, zu vorausschauender Planung und Entscheidungsfindung.
Die Folgen des Klimawandels sind
regional sehr unterschiedlich und
hängen wesentlich davon ab, wie
vorbereitet oder verwundbar eine
Region ist. Neben den Maßnahmen zum Klimaschutz sind daher
parallel zusätzliche, regional spezifische Maßnahmen zur vorbeugenden Anpassung an die zu
erwartende Klimaänderung erforderlich. Diese orientieren sich an
den Prioritäten der nachhaltigen
Entwicklung der Region und an
einer regional spezifischen Analyse
Die Flutkatastrophen vom Sommer
1997 an der Oder und vom
August 2002 an der Elbe (siehe
Bild 4) haben die Wahrnehmung
für regionale Verwundbarkeiten
geschärft. Fehler bei Planung und
Ausführung wasserbaulicher Maßnahmen, bei Ansiedlung von
Wohn- und Gewerbegebieten in
flutgefährdeten Zonen sowie mangelnde Reaktionsbereitschaft im
Katastrophenfall wurden offenbar.
Daraus ergeben sich wertvolle
Hinweise für Anpassungsmaßnah-
Bild 5: Schäden im Dresdener Hauptbahnhof als Folge des Hochwassers im August
2002.
men. Bereits ein rechtzeitig greifendes Warn- und Meldesystem
im Katastrophenfall hätte z.B. die
Schäden im Dresdener Hauptbahnhof (Bild 5) wesentlich vermindern können.
Eine andere Extremwettersituation
herrschte im heißen Sommer 2003
in Westeuropa, mit Hitzetoten,
ausbleibenden Niederschlägen
und extremen Dürreschäden.
Beim Fallbeispiel Brandenburg
zeigt die Klimastudie ebenfalls eine
Reihe möglicher Maßnahmen zur
Anpassung an den bevorstehenden Rückgang der Niederschläge
auf. In der Diskussion sind u.a.:
- Abkehr von überkommenen
Maßnahmen der Entwässerung
zugunsten verbesserten Wasserhaltung in der Landschaft,
- Formen angepasster Landbewirtschaftung in Abhängigkeit
von der Gewässernähe.
- Programm zum Waldumbau,
naturnah und an die Klimaentwicklung angepasst,
- funktionaler, nutzungsorientierter
Naturschutz auf der gesamten
Landesfläche,
- an Nachhaltigkeit orientierte
Wirtschaftsentwicklung mit Ausbau des Tourismus und Nutzung
landeseigener Ressourcen.
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Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
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Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
G
rundsätzlich sollte bei
allen Entscheidungen, die
weitreichende Regelungen oder bedeutende Investitionen mit einem langen Zeithorizont
betreffen, wie z.B. Infrastrukturmaßnahmen, die Perspektive
veränderter klimatischer Rahmenbedingungen stärker als bisher
berücksichtigt werden. Nur so
kann eine nachhaltige regionale
Entwicklung im Klimawandel sichergestellt werden, die Chancen
und Risiken gleichermaßen berücksichtigt.
Dieser Gesichtpunkt von Vorsorge
und Anpassung sollte strategisch
gleichrangig neben dem Klimaschutz stehen, der dadurch nichts
an Bedeutung und Dringlichkeit
verliert.
Zur Einstellung auf die Veränderungen, die der Klimawandel mit
sich bringen wird, lassen sich folgende allgemeine Handlungsempfehlungen geben:
1. Die regional spezifischen Sensitivitäten von Organisations-/Entscheidungsstrukturen, Wirtschafts-
zweigen, Siedlungs- und Infrastrukturen gegenüber Klimaänderungen und Extremwetterereignissen sollten analysiert werden. Eine
erste, vorläufige Einschätzung
kann man sich auf der Basis vorhandener Daten und Erfahrungen
mit Hilfe von Checklisten erarbeiten, z.B. durch Ausfüllen der Felder in Tabelle 1.
2. Ergeben sich aus der Analyse
mögliche Betroffenheiten, so empfiehlt sich eine ressortübergreifende Zusammenarbeit zu Klimaschutz und Klimawandel, um Risiken und Chancen, mögliche weitere Aus- und Nebenwirkungen
sowie den absehbaren Untersuchungs- und Entscheidungsbedarf
einzugrenzen.
3. Zur konkreten Evaluierung bestehender Verwundbarkeiten und
zur Setzung von Prioritäten im
Kontext übergeordneter Zielvorstellungen und Entwicklungspläne
wird die Hinzuziehung von Fachwissenschaftlern empfohlen, da
die Regionen sehr unterschiedlich
betroffen sind. Für bestimmte Gebiete, aber nicht für alle, ist Hoch-
wasserschutz wesentlich, bei
anderen, vor allem in Ostdeutschland, droht (z.T. außerdem) Wassermangel, was in Westdeutschland nur partiell eine Rolle spielt.
Daraus ergeben sich Ansätze für
Maßnahmen, einige Beispiele:
- Aktualisierte Ausweisung von
Risikozonen unter anderem für
Hochwasser, Sturmfluten, Sturmfolgen, Lawinen und Muren für
den internen Gebrauch,
- Wissenschaftliche und rechtliche
Absicherung im Falle veröffentlichter Ausweisung,
- Kosten-Nutzen-Analysen zur
effizienten Mittelverwendung
bei Maßnahmenbündeln, wie
Deichausbau- oder Verlagerung,
Ausweitung von Retentionsflächen, Versicherungen gegen
vertretbare Schäden oder Inkaufnahme seltener Extremereignisse,
- Maßnahmen zur Verbesserung
des Landschaftswasserhaushalts,
Wiedervernässung von Moorund Luchgebieten, Stärkung
kleinräumiger Wasser- und Stoffkreisläufe in der Landschaft
durch Waldumbau sowie geeignete Bepflanzung und Bewirtschaftung,
- Erhalt bestimmter bestehender
Wasserwerke zur Vorsorge gegen zukünftig zunehmende Trockenheit, deren Stilllegung infolge Verbrauchsrückgang überlegt
wird,
- Berücksichtigung neuer Erkenntnisse zur Klimaentwicklung beim
Ausbau von Wasserstraßen
(Projekt 17) hinsichtlich Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit.
4. Es wird empfohlen, einen abgestuften Maßnahmenkatalog zu erstellen, mit regionalem Monitoring, Ausweisung von Risikozonen,
vorbeugendem Katastrophenschutz,
Ertüchtigung der Warn- und Meldesysteme, weiterentwickelten
und verbesserten Regelungen zu
Landnutzung, Regionalplanung
und Investitionsentscheidungen.
5. Gewarnt wird vor einer kurzatmigen Reaktion auf einzelne
Extremwetterereignisse, wie das
Hochwasser an Elbe, Donau und
anderen Flüssen im Sommer 2002
oder der extremen Hitze- und
Trockenperiode in Westeuropa im
Sommer 2003. Solche Einzelereignisse helfen zwar dabei, Schwachstellen zu erkennen und abzustellen,
sollten aber nicht zu Überreaktionen verleiten oder dazu, den
klaren Überblick zur gesamten
Risikosituation zu verlieren.
6. Eine breite öffentliche Diskussion mit potenziell Betroffenen
erscheint angebracht, um die
Wahrnehmung von Risiken und
Chancen einer Klimaänderung und
die Ermittlung vorhandener An-
13
Lawinen-,
Murenabgänge
Erosion,
Degradation
Eis *)
Hagelereignisse
Schneesicherheit
Meeresspiegelanstieg,
Sturmfluten
Stürme
Algenblüte,
Infektionserreger, -überträger
Hochwasser
Starkrägen
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Wald- Torf-,
Buschbrand
Betroffene Sektoren
und Wirtschaftszweige
(unten)
Trockenperioden
Klimaentwicklung
und Folgen (rechts)
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Hitzewellen
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Temperaturanstieg
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Wasserver- und entsorgung
Naturschutz
und Biodiversität
in genutzten
Landschaften
Energieversorgung
Industrie, Handel
Raumplanung
Siedlungen
Verkehr, Infrastruktur
Versicherungen
Landwirtschaft
speziell Weinbau
Forstwirtschaft
Landschaftswasserhaushalt,
Gewässerschutz
Naturschutz
Gesundheit
Nachhaltige regionale Entwicklung im Klimawandel
Tourismus
14
Katastrophenschutz
*) Unter „Eis“ fallen Glatteis, Eis- und Schneeglätte sowie Eisablagerungen
Tabelle 1: Tabellarische Checkliste zur Ermittlung möglicher regionaler Brennpunkte
im Klimawandel. Die Zeilen erfassen betroffene Themenfelder und wirtschaftliche
Sektoren und die Spalten Stichworte zu Klimaentwicklung, Folgen und Extremereignissen.
passungspotentiale auf eine möglichst breite Grundlage zu stellen.
Zur konkreten Gestaltung und
Umsetzung dieser Empfehlungen
und zur Verminderung der Gefahr
von Fehleinschätzungen empfiehlt
sich eine gezielte Einbeziehung
wissenschaftlichen Sachverstands.
Hier kann die Leibniz-Gemeinschaft auch über den Kreis eigener
Experten hinaus Hinweise und Hilfestellungen geben und vermitteln.
Ansprechpartner:
Dr. Manfred Stock
Leiter Regionalforschung
Potsdam-Institut für
Klimafolgenforschung (PIK)
Postfach 601 203
D 14412 Potsdam
[email protected]
TEL: +49(0)331/288-2506
http://www.pik-potsdam.de
FAX: +49(0)331/288-2510
Flächenverbrauch und stoffliche Belastungen aus Industrie, Straßenverkehr etc. verringern Biodiversität. Vielfalt geht aber auch dort
verloren, wo die bisherige Landnutzung aus- und die Natur sich
selbst überlassen bleibt. Beides müsste nicht so sein. Beim heutigem Stand der politischen, wirtschaftlichen und technologischen
Entwicklung wären Bewirtschaftungsweisen möglich, die Landnutzung und flächenhaften Naturschutz verbinden, z.B. durch teilflächenspezifische Land- und Forstwirtschaft oder schlaginterne
Segregation. Deren Einsatz scheitert bislang am geringen öffentlichen Problembewusstsein, verhärteten Fronten der Akteure und
dem Vorrang der Produktion in der Landwirtschaft vor Belangen des
Naturschutzes. Wichtig wären daher Allianzen von Naturschützern
und Landnutzern ebenso wie die Schaffung nationaler Honorierungssysteme und Zertifizierungsverfahren. Die Schule sollte ein
besseres Verständnis von Lebensräumen vermitteln und bewusst
machen, dass der Erhalt von Kulturlandschaft eine wichtige gesellschaftliche Aufgabe ist. Ziel der agrar- und umweltpolitischen
Bemühungen muss eine „Naturwirtschaft“ sein, in welcher der
Gegensatz Naturschutz – Produktion aufgehoben ist.
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Lösungen für einen
jahrzehntelangen Gegensatz
Die zwei Seiten der Landnutzung
Naturschutz und Biodiversität in genutzten Landschaften
für Tier- und Pflanzenarten
16
S
eit Anfang des neunzehnten
Jahrhunderts nimmt die
Zahl der wildlebenden
Pflanzen- und Tierarten in den genutzten Landschaften von Mitteleuropa ab und dabei insbesondere
in den intensiv besiedelten Regionen, wie Deutschland. Die Biodiversität als Summe aller Unterschiedlichkeit von genetischer
Ausstattung, von Artenzahlen und
von Lebensräumen sinkt. Seit ca.
1850 verschwanden beispielhaft
im Mittel ca. 33 Pflanzenarten je
100 Jahre und erhebliche Anteile
der heimischen Tier- und Pflanzenarten sind in ihrer Existenz bedroht. Die stärksten Rückgänge
und Bedrohungen traten dabei erst
in den letzten 50 Jahren auf.
Nur in wenigen Fällen ist für einzelne Arten bekannt, welche unverzichtbare Rolle sie in den Ökosystemen ausüben. Auch ihre di-
rekte Bedeutung für den Menschen kann nur selten definiert
werden. Dennoch besteht eine
ethische Verpflichtung der Menschen, typische Artenvorkommen
zu fördern und zu erhalten. Das
Vorkommen der Arten hängt wesentlich von den auf diese Arten
wirkenden Lebensbedingungen,
also dem Vorhandensein geeigneter Lebensräume, den Biotopen ab
(Abb. 1). Die stärkste Wirkung auf
die typischen Arten unserer Landschaften haben die irreversible
Zerstörung aber auch die Verkleinerung der Lebensräume dieser
Arten sowie die Verringerung der
Qualität dieser Lebensräume für
die typischen Arten.
So bewirkt insbesondere die
weiterhin kontinuierlich ansteigende Flächeninanspruchnahme durch
Siedlung und Verkehr in Deutschland von ca. 120 ha/Tag einen
irreparablen Verlust an unter-
Abb. 1: ....
schiedlichen Lebensräumen. Zusätzlich verursacht der Eintrag von
anthropogenen Stoffen aus der
Atmosphäre in die Biotope bei diesen meist eine ungünstige Entwicklung. Insbesondere die aus
Verkehr, Industrie- und Hausbrand
sowie der Landwirtschaft stammenden verschiedenen Stickstoffverbindungen führen zur Erhöhung
des Grundernährungszustandes
(Eutrophierung) dieser Biotope.
Dadurch sinkt in der Regel ihre
Qualität als vielfältiger Lebensraum für seltene Pflanzen- und
damit auch Tierarten.
In den Landschaften waren früher
häufiger Unterschiede und Übergänge (Gradienten) im Feuchtigkeitsniveau und im Nährstoffangebot der Standorte, in kleinklimatischen Unterschieden einer
Landschaft sowie in einer großen
Zahl von Vegetationszuständen als
jeweils passender Schutz bzw. als
Nahrungsgrundlage für verschiedene Arten vorhanden. Viele
dieser Unterschiede sind in den
letzten 150 Jahren durch kulturbautechnische Maßnahmen und
die Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit verringert worden (Abb. 2).
17
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Was hemmt die Koexistenz von
wirtschaftlicher Landnutzung und erfolgreichem flächenhaftem Naturschutz?
Naturschutz und Biodiversität in genutzten Landschaften
Aktuelle Situation
18
D
Abb. 2: ....
Diese Schritte waren allerdings
wichtige Voraussetzungen zur ausreichenden Versorgung der Bevölkerung mit Nahrungsmitteln.
In gleicher Weise wie die produktionsorientierten Maßnahmen der
Landnutzung auf die Zahl der
Pflanzenarten wirken, gefährdet
auch das Ausbleiben der bisherigen Nutzungen wichtige Pflanzenarten. Hierdurch gehen vorhandene Biotope wie extensiv genutzte
Acker- oder Grünlandflächen,
Brachen oder Waldlichtungen verloren.
Die Landnutzung zeigt somit untrennbar die zwei dargelegten Seiten der Wirkung auf die wildlebenden Pflanzen- und Tierarten der
genutzten Landschaften. Diese
Wirkungen für die wirtschaftliche
Landnutzung und gleichzeitig für
den Naturschutz zu entwickeln ist
eine alte Forderung. Diese kann
unter den aktuellen wirtschaftlichen, politischen und technologischen Rahmenbedingungen zielgerechter gestaltet werden als je
zuvor.
ie Bemühungen der letzten Jahrzehnte, den Arten- und Lebensraumschutz in der Nutzung von Landschaften zu berücksichtigen zeigen
bisher unterschiedlichen Erfolg.
Die Raten der Artenverluste bzw.
die der Gefährdung von Arten
konnten nicht verringert werden.
Durchaus sind aber Erfolge im
Schutz einiger spezieller Tier- und
Pflanzenarten zu verzeichnen, deren Bestände wieder zunehmen.
Auch der Schutz von vielen kleineren lokalen aber auch großräumigen Biotopen (z.B. Niedermoore)
konnte durch gezielte Maßnahmen und regulierende Eingriffe
seitens Naturschützern, Landnutzern bzw. der Administration ermöglicht werden. Der auch auf
Naturschutzqualitätsziele ausgerichtete ´ökologische Umbau´ von
Wäldern ist in einigen Bundesländern begonnen worden. Alle diese
Erfolge bewirken aber noch bei
weitem keinen flächenhaft erfolgreichen Naturschutz. Dessen Realisierung wird u. a. gehemmt, da:
- die ablaufenden Prozesse beim
Bürger keine direkte Betroffenheit erzeugen, weil
- der Schutz von Arten und Lebensräumen kein geläufiges Problem der Lebenserfahrung des
Einzelnen ist;
- die Prozesse sehr langsam und
deshalb selten beobachtbar sowie in der Regel nicht auch direkt auffällig sind und sich erst
sehr langfristig auswirken.
- ein flächenhafter Naturschutz
bis heute nicht gelingt, weil
- die bisherigen Produktionstechnologien in der Landnutzung auf
hohe wirtschaftliche Effektivität
ausgerichtet sind und die Anpassung der Landnutzung an zusätzliche Ziele des Natur- und
Umweltschutzes oft nicht leicht
möglich ist und hierzu neue
Alternativen fehlen;
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- das Wissen zur Bedeutung von
Biodiversität und der Wirkung
von Landnutzung auf diese sehr
unvollständig ist; Dies erschwert,
eindeutige Ziele und Handlungsoptionen zu setzen;
- der gesellschaftliche Prozess
konsensualer Zielfindung erst in
Ansätzen begonnen wurde;
- der erhebliche wirtschaftliche
Druck für die Landnutzer aufgrund sehr niedriger Produktpreise zu deutlichen Abwehrreaktionen hinsichtlich zusätzlicher
neuer Vorgaben führt;
- objektive Verschlechterungen
der wirtschaftlichen Situation bei
den Landnutzern durch eine
stärkere Berücksichtigung von
Umwelt- und Naturschutzqualitätszielen in der Landnutzung
Abb. 3: ...
die erforderlichen Änderungsprozesse hemmt.
Überwindung bestehender
Hemmnisse
Die Landnutzung kann seitens der
Landnutzer (Landwirte, Forstwirte,
Wasserbauer etc.) mit den vorhandenen Kenntnissen und modernen
Systemen der Landnutzung so gestaltet werden, dass wichtige Qualitätsziele des Naturschutzes erreicht werden können. So erlauben
moderne Techniken in der landund forstlichen Produktion, von
der bisher in der Fläche einheitlichen Boden- und Pflanzenbewirtschaftung abzuweichen. Die Technologie der Teilflächenwirtschaft
(Precision Farming, Precision Fo-
Abb. 4: ...
Abb. 5: ...
restry) ermöglicht es, produktionstechnische Maßnahmen an die immer vorhandenen Unterschiede in
den Standorteigenschaften der
Acker-, Grünland- und gelegentlich auch Waldflächen anzupassen
(Abb. 3). Zudem kann die Landschaft in ihrer Zusammensetzung
mit genutzten und ungenutzten
Bereichen, ihrer Struktur und inneren Qualität für die dort typischerweise wildlebenden Pflanzen und
Tiere auch „artgerecht“ gestaltet
werden, wenn dies als zusätzliche
Leistung seitens der Landnutzer
erbracht werden soll. Dazu gehören der Schutz vorhandener Nichtkulturbiotope aber auch deren
Neuanlage wo sinnvoll und nötig
(Abb. 4).
In einigen Fällen können dazu
auch die vorhandenen Instrumente der Agrarpolitik (u.a. Flächenstilllegung) genutzt werden. Mit
dem Konzept der „schlaginternen
Segregation“ (Flächenausgrenzung) (Abb. 5) werden sogar Vorrangflächen für Naturschutz innerhalb von Schlägen geschaffen.
Diese und andere Systeme der
Landnutzung sind weiter zu entwickeln und günstige Rahmenbedingungen für ihre praktische
Umsetzung zu schaffen.
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Wo besteht Handlungsbedarf?
Geeignete institutionelle
Voraussetzungen schaffen
Naturschutz und Biodiversität in genutzten Landschaften
D
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ie vorhandenen öffentlichen Institutionen sind
in der Bearbeitung der
komplexen Systeme von Landnutzung und Biodiversität aufgrund
ihrer Ausbildung und ihrer fachlichen Ausrichtung sowie der sachlichen Aufgabeneingrenzung oft
überfordert. Häufig dominiert das
abgrenzende, disziplinäre oder ressortspezifische Planen und Handeln für einzelne Nutzungsbereiche, Landschaftsfunktionen oder
Schutzziele. Notwendig ist somit
die Schaffung gemeinsamer, problemorientierter und ressortübergreifender Strukturen.
Die Wissensbasis sukzessive
verbessern
Die Kenntnis über die Wirkung
von Landnutzungssystemen bzw. technologien auf Vorkommen und
Verbreitung von (regionsspezifischen) Arten und den Lebensräumen ist noch erheblich zu gering.
Insbesondere wird bisher wenig
verstanden, wie die komplexen
Systeme der Biosphäre und der sie
beeinflussenden Triebkräfte bzw.
wie die zahlreichen Einflussgrößen
interagieren. Damit sind die Gestaltungs- und Handlungsoptionen
äußerst beschränkt und sachgerechte Alternativen können nur
begrenzt formuliert werden.
Gezielt strategische Allianzen
aufbauen
Für die ähnlich ausgerichteten
Handlungsfelder, sollten zwischen
den Gruppen der Naturschützer
und der Landnutzer strategische
Allianzen gebildet werden, um die
Konfliktmenge zu reduzieren und
zudem Synergieeffekte zu nutzen.
Die Chance, mit solchen Allianzen
auch große Erfolge für jeweils den
einzelnen Allianzpartner zu erreichen werden bisher kaum gesehen
und nicht genutzt. Angestrebt
werden müssen deshalb gemeinsame Aktionen in der Landnutzungspraxis zur Förderung von
Naturschutzqualitätszielen. Diese
können zum Beispiel in Selbstver-
pflichtungen der handelnden Partner bestehen, mit denen ein gemeinsames Verständnis über
aufeinander abgestimmte, flächenbezogene Maßnahmen dargelegt wird.
von Mindestanforderungen bei
der Produktion führen.
Grundvoraussetzung für eine in
Deutschland erfolgreiche Umsetzung von Handlungskonzepten
ist die Gewährleistung internationaler Handlungskapazitäten
Das Verständnis zu Lebensräumen
und ihren Arten und dem damit
verbundenen Interesse für den
Biotopschutz sollte als wesentliches Bildungs- und Kulturziel tradiert werden. Natur- und Landschaftsschutz sind als Grundelemente und Normen der eigenen
nationalen Kultur zu entwickeln
und ein entsprechendes Verständnis ist zu fördern. Dabei sind u. a.
die besonderen Leistungen des
Einzelnen bzw. der Gruppen im
ehrenamtlichen Naturschutz herauszuheben und als Grundverständnis der gesellschaftlichen Kultur aufzubauen. Ebenso sind die
bisher selbstverständlichen und
kaum hervorgehobenen Leistungen der Landnutzer im Erhalt und
der Weiterentwicklung der Kulturlandschaft in der Gesellschaft zu
vermitteln bzw. die Konsequenzen
des Ausbleibens dieser Leistungen
zu erörtern und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen.
Nationale Lösungsstrategien scheitern an ihrer Umsetzung, wenn sie
zu Wettbewerbsverzerrungen für
die betroffenen Wirtschaftbereiche
im internationalen Bereich führen.
Wichtigste Aufgabe der nationalen
Politik bzw. der EU-Politik muss
deshalb in diesem Zusammenhang
darin bestehen, bei Verhandlungen zu internationalen Wirtschaftsabkommen (u.a. WTO)
globale Anpassungen bei den Umwelt- und damit auch Naturschutzstandards zu bewirken. Zudem gilt es die Entwicklung nationaler Honorierungssysteme, d.h.
Märkte für Umweltleistungen zuzulassen. Zu den möglichen ersten
Schritten in diese Richtung gehören auch die freiwilligen Zertifizierungsverfahren, die zur Einhaltung
Weiterentwicklung von gesellschaftlichem Konsens zum Artenund Lebensraumschutz
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Naturschutz und Biodiversität in genutzten Landschaften
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Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
Die richtigen Ziele setzen
- Eine eindeutig ´ökologisch richtige´ Bewirtschaftungsweise der
Landschaft gibt es nicht. Die politischen Kriterien für eine nachhaltige Entwicklung sind entsprechend anzupassen, indem
die jeweiligen Funktionen der
einzelnen Landschaftskompartimente bedacht sowie mehrere
Nutzungen an einem Standort
ermöglicht werden.
- Für die landwirtschaftlichen und
forstlichen Flächennutzer in
Deutschland sind künftig Verschlechterungen der wirtschaftlichen Situation zu erwarten.
Damit verbundene negative Effekte für Natur- bzw. Landschaftsschutz (z. B. Flächenstilllegungen in großem Maßstab)
sind zu vermeiden. Vielmehr
sind alternative Nutzungsmöglichkeiten wie etwa der Anbau
nachwachsender Rohstoffe mit
Schutzzielen in Einklang zu bringen.
- Für eine ökonomisch und ökologisch effektive Landnutzung
sind durch inhaltlich offene, unabhängige Forschung und Entwicklung technologisch günstige
Voraussetzungen zu schaffen
(z.B. Precision Agriculture).
- Bei der aktuellen Umsetzung der
europäischen Wasserrahmenrichtlinie sind Synergieeffekte
zum Schutz der Arten und ihrer
Lebensräume gezielt zu fordern
und zu fördern. Meist begünstigen Schutzbestrebungen für
Ökosysteme gleichzeitig die Zielerreichungen z.B. einer guten
Gewässerqualität.
- Als Pendant zur herkömmlichen
Land-, Forst- oder Wasserwirtschaft wäre eine pragmatische
´Naturwirtschaft´ zu entwickeln.
Die Instrumente zur Umsetzung
von Lösungsansätzen richtig
einsetzen
- Die Agrarumweltprogramme der
EU und die der Bundesländer
müssen vorrangig auf die Erreichung von Qualitätsstandards
aus naturschutzfachlicher Sicht
entwickelt werden.
- Die seitens der EU vorhandenen
bzw. die nationalen Umweltund
Naturschutzprogramme
sind stärker darauf auszurichten,
räumliche Besonderheiten zu berücksichtigen.
- Qualitätsstandards der Produktion in der Landnutzung sind
EU-weit einzuführen.
- Die Vielzahl der Regularien, die
auf die Landnutzung einwirken,
sind zu verringern.
- Aktivitäten in der Suche nach gemeinsam zwischen Landnutzung
und Naturschutz getragenen Lösungen seitens Politik und Administration müssen gezielter gefördert werden.
Vorhandene Vollzugsdefizite
abstellen. Das novellierte Bundesnaturschutzgesetz muss in den
Bundesländern mit einheitlichen
Ansätzen, aber regionsspezifischen Kriterien untersetzt und
umgesetzt werden
- In der Landschaftsplanung ist die
natürliche Dynamik der Flächen
stärker zuzulassen (auch Erosion,
Hangrutschung, Brachen, Auskolkung etc.).
- Bildung und Ausbildung müssten
stärker den komplexen Systemen der Landnutzung und deren Wechselwirkungen gelten,
und entsprechende Kompetenzen (beispielsweise in der Beratung) entwickeln.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hubert Wiggering
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF e. V.)
Eberswalder Str. 84
15374 Berlin
0049-33432-82-200
0049-33432-82-223
[email protected]
[email protected]
- Die Netto-Versiegelung der
Landschaften ist mit vorhandenen Rahmengesetzen mittelfristig auf Null zu senken. Weitere
Zerschneidungen der Kulturlandschaften sind zu unterlassen.
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Nachhaltige
Entwicklung
durch nachnach
wachsende
Rohstoffe
Vier Gründe für die Nutzung
nachwachsender Rohstoffe
Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
M
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Mit dem Beitrag Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende
Rohstoffe wird deutlich, wie Schonung der Rohstoffreserven und
Reduzierung der Umweltbelastung nicht nur mit einer Verbesserung
der Beschäftigungssituation im ländlichen Raum, sondern ebenso
mit dem Erhalt von Kulturlandschaften gekoppelt sein kann. Einer
Revue des Standes der Technik zu nachwachsenden festen, flüssigen und gasförmigen Energieträgern sowie zur stofflichen Nutzung
nachwachsender Rohstoffe folgt eine Analyse der Hemmnisse:
Noch sind die Kosten der Nutzung einschließlich der Bereitstellung
bei Rohstoffen und Energieträgern auf fossiler Basis niedriger als
bei nachwachsenden Rohstoffen; die relative Vorzüglichkeit von
Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen ist häufig nicht zu erkennen, auch fehlen zu den ökologischen Vorteilen der Nutzung
nachwachsender Rohstoffe und Energieträger belastbare Daten.
Die Empfehlungen plädieren insbesondere für eine Beendigung der
indirekten Wettbewerbsverzerrung zwischen nachwachsenden und
fossilen Rohstoffen und regen bewusstseinsbildende Kampagnen
an. Daneben wird ein größerer Beitrag seitens der Forschung zur
Verfahrensentwicklung für die Gewinnung und Nutzung nachwachsender Rohstoffe bzw. Energieträger sowie zur Technikbewertung
eingefordert. Die Umsetzung in die Praxis einschließlich Schaffung
geeigneter Logistiksysteme hat in enger Kooperation von Wirtschaft, Verbrauchern und Wissenschaft zu erfolgen. Fördermaßnahmen der unterschiedlichsten Form sind dabei als Starthilfe unerlässlich.
it dem Leitbild zur
nachhaltigen Entwicklung wird die umfangreiche und weit verbreitete Nutzung nachwachsender Rohstoffe
aus unterschiedlichen Gründen
favorisiert:
Nachwachsende Rohstoffe schonen begrenzte Rohstoffreserven
Die Nachhaltigkeitsdebatte macht
unter anderem die Endlichkeit natürlicher, insbesondere fossiler
Ressourcen deutlich. Sowohl in der
Wirtschaft als auch in der Öffentlichkeit ist eine zunehmende Besorgnis über die in Zukunft erschwerte Verfügbarkeit fossiler
Rohstoffe zu spüren. Das gilt vor
allem für die Energieträger Erdöl
und Erdgas. Die Abhängigkeit
einer modernen Gesellschaft von
diesen Rohstoffen hat zu einem
schonungslosen Konkurrenzkampf
geführt, der nicht mehr durch positive Prognosekorrekturen über
die Reichweite der Reserven gedämpft werden kann (Abb.1).
Abb. 1: Reichweiten verschiedener fossiler Energieträger. (Quelle: Reserven,
Ressourcen und Verfüg-barkeit von
Energierohstoffen. Bundesanstalt für
Geowissenschaft und Rohstoffe, 1998)
Vielfach werden kurzfristig orientierte Handlungsstrategien verfolgt, die den Zugriff auf die fossilen Erdöl- bzw. Erdgasreserven
sichern sollen. Langfristig jedoch
erscheint die Notwendigkeit einer
„Umkehr“, insbesondere in der
Energieversorgung, unabdingbar.
Eine forcierte Entwicklung im Be-
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Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
reich der nachwachsenden Rohstoffe kann dabei einen wesentlichen Beitrag zur Lösung der Energiefrage leisten. So wird z. B. das
Energiepotenzial aus Biomasse in
Deutschland auf mehr als zehn
Prozent des Primärenergieverbrauchs geschätzt.
28
Allerdings dürfen Fehler der Vergangenheit nicht wiederholt werden. Die Abholzung ganzer Subkontinente zur Gewinnung von
Baumaterial z. B. für ambitionierte
Flottenbauprogramme oder der
großflächige Anbau von Monokulturen zur Fasergewinnung haben
gezeigt, dass die Nutzung von
nachwachsenden Rohstoffen per
se kein Synonym für nachhaltiges
Wirtschaften ist. Eine standortgerechte, ökologisch wie ökonomisch sinnvolle Nutzung vorhandener Biomassepotenziale muss
deshalb eng mit dem Einsatz effizienter und nachhaltiger Technologien verbunden sein, sowohl bei
der Produktion als auch bei der
Verwendung.
Nachwachsende Rohstoffe
reduzieren die Umweltbelastung
Immer deutlicher spürbar sind die
vom Menschen beeinflussten globalen und lokalen Klimaveränderungen. Als Ursache hierfür werden u. a. die Kohlendioxid- und
Stickoxid-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Kraft- und
Brennstoffe zur Energiegewinnung
genannt. Durch den Einsatz von
nachwachsenden Rohstoffen bleibt
der Kohlenstoff in einem Kreislauf,
so dass die Netto-Emissionen
gegenüber fossilen Energieträgern
auf ein Minimum reduziert werden
können. Der gewünschte Einsparungseffekt wird jedoch wiederum
nur beim Einsatz effizienter und
nachhaltiger Verfahren sowohl bei
der Produktion als auch bei der
Nutzung nachwachsender Rohstoffe bzw. Energieträger erzielt.
Nachwachsende Rohstoffe tragen
zur Verbesserung der Lebens-,
Arbeits- und Einkommensverhältnisse bei
Der durch technischen Fortschritt
vorangetriebene Strukturwandel
hat einschneidende Veränderun-
gen der Beschäftigungsverhältnisse ganzer Bevölkerungsgruppen
zur Folge und führt dadurch häufig regional zu einer erheblichen
Verschlechterung der Lebens- und
Einkommensverhältnisse. Zudem
werden wertvolle Ressourcen im
Verlauf des Strukturanpassungsprozesses suboptimal genutzt, was
zum Beispiel durch Flächenstilllegungen offenkundig wird. Sich
etablierende, auf nachwachsenden
Rohstoffen basierende Produktionszweige bieten neue Investitions-, Einkommens- und Beschäftigungsmöglichkeiten, mit
entsprechend positiven Auswirkungen auf die sozialen Strukturen. Dieser Ansatz ist – historisch
gesehen – nicht neu. So haben die
Erzeugung von Alkohol in Brennereien in landwirtschaftlichen Großbetrieben oder überbetrieblich,
wie auch die Produktion von
Zucker oder die Milchverarbeitung
im ländlichen Raum eine lange
Tradition. Durch die Verwendung
heimischer Ressourcen bleibt die
Wertschöpfung in der Region. Auf
diese Weise können auch strukturschwächere Regionen von der Entwicklung profitieren.
Nachwachsende Rohstoffe
können einen Beitrag zum Erhalt
von Kulturlandschaften leisten
Die Nutzung gefährdeter Flächen
für die Gewinnung von nachwachsenden Rohstoffen ist eine mögliche Strategie zur Vermeidung von
Flächendegradierungen. Dadurch
können gegenüber einer reinen
Brache ökologische Vorteile erzielt
werden, z.B. hinsichtlich Biodiversität und Landschaftsgestaltung. In
Deutschland wird mittlerweile der
Anbau nachwachsender Rohstoffe
auf stillgelegten Flächen prämiert.
In der Praxis werden allerdings
überwiegend kritische, sogenannte „Grenzstandorte“ für die Stilllegung bzw. für die Produktion
nachwachsender Rohstoffe genutzt. Die Nachhaltigkeit derartiger Nutzungsstrategien ist in erheblichem Maße von der Verfahrensgestaltung bei der Produktion
von nachwachsenden Rohstoffen
abhängig.
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In der Landwirtschaft werden feste
Bioenergieträger u. a. aus Feldholz
gewonnen. Als Feldgehölze kommen in der Regel schnellwachsende Baumarten wie Weiden und
Pappeln in Frage (Abb. 3).
Stand der Technik
Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
S
innvollerweise unterscheidet
man die Verfahren zur
Nutzung nachwachsender
Rohstoffe nach dem jeweiligen
Nutzungsziel, in Rohstoffe und
Verfahren für die energetische
Nutzung sowie in Rohstoffe und
Verfahren für eine stoffliche Nutzung.
Holzhackschnitzel lassen dabei
eine bessere Automatisierung des
Verbrennungsprozesses zu. Andere Bioenergieträger, z.B. Stroh, erfordern zur besseren Handhabung
eine Pelletierung oder Brikettierung. Wegen des hohen spezifischen Energiegehalts werden zunehmend Getreide-Ganzpflanzen
Nachwachsende Rohstoffe
zur Energiegewinnung
energetisch genutzt. Hier besteht
allerdings noch akuter Bedarf an
der Entwicklung emissionsmindernder Verbrennungstechnologien. Des weiteren wird zur Zeit
die thermische Vergasung von Biofestbrennstoffen und die Synthese
des Gases zu flüssigen Kraftstoffen
für Verbrennungsmotoren nach
dem Fischer-Tropsch-Verfahren (FTDiesel/SUN FUEL) intensiv beforscht.
Mit dem Weißbuch-Richtlinienvorschlag zur Steigerung des Biokraftstoffeinsatzes auf 5,75 % des Ver-
Abb. 2: Derzeitiges Potenzial biogener
Traditionellerweise wird ein Großteil der Bioenergie aus der Forstwirtschaft gewonnen. Außerdem
werden feste, flüssige und gasförmige Bioenergieträger in erheblichem Umfang von der Landwirtschaft bereit gestellt (Abb. 2).
Bis zu 2,5 Millionen Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche könnten
derzeit zum Anbau von Energiepflanzen genutzt werden (DBV,
2003). Damit ließen sich langfristig
bis zu vier Prozent des deutschen
Gesamtenergiebedarfs umweltfreundlich erzeugen. Rund 28
Millionen Tonnen KohlendioxidEmission (CO2) aus fossilen Ener-
Energieträger für die Gewinnung von
Brenn- und Kraftstoffen. (Quelle: Erneuerbare Energien und nachhaltige
Entwicklung. Bundesministerium für
Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2002)
gieträgern könnten so vermieden
werden. Diese Annahmen könnten
noch günstiger ausfallen, da im
Zuge der anstehenden EU-Osterweiterung ein Rückgang der in
Deutschland für die Nahrungsmittelproduktion benötigten landwirtschaftlichen Fläche erwartet wird.
Damit stünden zusätzliche Flächen
für die alternative Nutzungsrichtung Rohstoffe für die Energiegewinnung zur Verfügung.
Abb. 3: Rohstoffanbau am ATB in Potsdam-Bornim: Langjährige Versuche zu Anbaueignung und zum Nutzungspotenzial von Rohstoff- und Energiepflanzen; verschiedene Kulturarten werden nach vier Düngestrategien mit Nährstoffen versorgt,
einschließlich Ascherückführung im Sinne des Stoffkreislauf-Gedankens.
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Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
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brauchs im Jahre 2010 rückt die
Europäische Kommission die flüssigen Bioenergieträger Biodiesel,
Ethanol und FT-Diesel erneut ins
Rampenlicht. Die erforderliche
Verfahrenstechnik zur Herstellung
flüssiger Bioenergieträger aus
Pflanzenölen und Zuckerpflanzen
ist weitgehend bekannt, bedarf
aber einer weitergehenden Optimierung, um deren Wettbewerbsfähigkeit am Markt sicherzustellen.
Dagegen befindet sich die verfahrenstechnische Entwicklung synthetischer Kraftstoffe noch in der
Anfangsphase.
Der bedeutendste gasförmige Bioenergieträger ist Biogas. Neben
den traditionell verwendeten Ausgangsstoffen Gülle, Klärschlamm
und sonstigen Reststoffen, z.B.
Abfall aus der „Biotonne“, werden
in Zukunft speziell für die Biogasgewinnung angebaute Energiepflanzen eine zunehmende Rolle
spielen (Abb. 2). Energiepflanzen
können sowohl in flüssiger Phase
fermentiert als auch gemeinsam
mit anderen Feststoffen, wie Festmist aus der tiergerechten Nutztierhaltung, in speziell entwickelten Verfahren zur Feststoffvergärung in Biogas umgewandelt werden. Diese Entwicklung muss noch
durch anwendungsorientierte Forschung begleitet werden, um sowohl aus prozesstechnischer Sicht
wie aus ökonomischer und ökologischer Sicht geeignete Energiepflanzen und Fruchtfolgen für die
Biogasgewinnung zu definieren.
Die mit Hilfe des „Energie-Einspeise-Gesetzes“ (EEG) zur Zeit wirtschaftlich arbeitende Biogaserzeugung muss sich der Herausforderung stellen, die Produktionskosten bis zum Jahr 2020 etwa zu
halbieren, um auf dem Strommarkt ohne weitere Förderung
konkurrenzfähig zu bleiben. Besonderes Augenmerk gilt in diesem
Zusammenhang der Entwicklung
von Nutzungs- und Speichermöglichkeiten für die in den üblichen
Block-Heizkraftwerken (BHKW)
anfallende Wärme. Darüber hinaus ist eine spürbare Verbesserung
der Wirtschaftlichkeit durch den
Handel mit CO2-Zertifikaten zu erwarten.
Neueste Forschungsaktivitäten
zielen darauf ab, Biogas zu „waschen“ und ins Gasnetz einzuspeisen bzw. über das Gas-Tankstellennetz zu vertreiben. Die Weiterentwicklung der Gasreinigungstechnik ist auch eine Voraussetzung für den Einsatz des „saube-
Abb. 4: Schematische Darstellung der Strom- und Wärmeproduktion aus Biogas über
eine Brenn-stoffzelle. (Biogas in der Landwirtschaft. Ministerium für Landwirtschaft,
Umweltschutz und Rau-mordnung des Landes Brandenburg, 2003; verändert nach
GEW Köln, http://www.brennstoffzelle-koeln.de)
ren“ Biogases zur Stromerzeugung
in Brennstoffzellen, mit entsprechend höheren Wirkungsgraden,
besseren Teillasteigenschaften und
geringeren Emissionen (Abb. 4).
Nachwachsende Rohstoffe
zur stofflichen Nutzung
Bei der stofflichen Nutzung von
nachwachsenden Rohstoffen sind
Naturfasern aus Flachs, Hanf und
Öl-Lein traditionell am attraktivsten. Die Vorzüge von Naturfasern
sind unter anderem die relativ hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht und gute biologische
Abbaubarkeit. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Naturfasern, zum Beispiel für die Herstellung von Isoliermaterialien, von
Formteilen etwa für Fahrzeuginnenverkleidungen oder Radkastenauskleidungen, sowie von Industrie- und „Geotextilien“, führten in den letzten Jahren zur Entwicklung innovativer Faseraufschluss- und Konservierungstechniken, die bessere Faserqualitäten
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Hemmnisse auf dem Weg
in das Biorohstoff-Zeitalter
Abb. 5: Pilotanlage zum Trockenaufschluss von Naturfasern am Institut für Agrartechnik Bornim (ATB), Potsdam-Bornim. Im Bild rechts ein Rundballen aus feldge-
Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
trocknetem Hanfstroh; links die aufgeschlossenen und gereinigten Hanffasern.
34
und Kosteneinsparungen ermöglichen (Abb. 5). Darüber hinaus ist
das Nebenprodukt aus der Fasergewinnung, die „Schäben“, am
Markt als Füllmaterial oder Einstreugut in der Tierhaltung sehr
gefragt.
Durch Fortschritte in der Biochemie und Biotechnologie werden
aktuell neue Nutzungsmöglichkeiten für nachwachsende Rohstoffe
zur Erzeugung von Chemikalien
für verschiedenste industrielle Anwendungen erschlossen. Als Ausgangsstoffe kommen stärke- bzw.
zuckerhaltige Agrarrohstoffe in
Frage. Wichtige Chemikalien für
die chemische Industrie sind beispielsweise die Milchsäure und
ihre Derivate. Milchsäure wird traditionell als Konservierungs- und
Reinigungsmittel eingesetzt. In Zukunft wird jedoch die Herstellung
von biologisch abbaubaren Kunststoffen durch Polymerisation von
größerer wirtschaftlicher Bedeutung sein. Ebenso wird der Einsatz
von „grünen“ Lösungsmitteln aus
der Veresterung von Milchsäure
mit Ethanol Einzug in die Farbenund Lackindustrie halten.
Ein sehr anspruchsvoller Bereich
der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist die Gewinnung von Aromastoffen und
medizinischen Wirkstoffen durch
Extraktion oder durch biotechnologische Verfahren. Die anfallenden
Reststoffe aus der Umwandlung
von nachwachsenden Rohstoffen
können darüber hinaus gewinnbringend genutzt werden, z.B. zur
Energieerzeugung. Die komplexe
Gewinnung und Umwandlung von
Inhalts- und Reststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen wird in
Zukunft in industriellem Maßstab,
in sogenannten „Bioraffinerien“,
stattfinden.
T
rotz der vielfachen Vorteile
nachwachsender Rohstoffe
gibt es für eine Markteinführung eine Reihe von Hemmnissen
- Noch sind Rohstoffe und Energieträger auf fossiler Basis sowie
die Kernenergie billiger – aber
nur, weil die sogenannten "externen Kosten" dieser Quellen,
zum Beispiel die Folgen der CO2Emmission, die Beseitigung von
Umweltverschmutzungen oder
die Entsorgung von radioaktiven
Rückständen nicht im Produktpreis enthalten sind.
- Die auf die Nutzung speziell von
Erdöl und Erdgas ausgerichteten
Wirtschaftssektoren
werden
nicht ohne weiteres ihre Bezugsgewohnheiten ändern, es sei
denn, dass sich die Rahmenbedingungen entscheidend verändern.
- Die Wettbewerbsfähigkeit von
nachwachsenden Rohstoffen
wird sich allerdings erst längerfristig deutlich verbessern, insbe-
sondere auf Grund der tendenziellen Verknappung fossiler
Rohstoffe.
- Häufig ist es für potentielle Abnehmer schwierig, die relative
Vorzüglichkeit von Produkten
aus nachwachsenden Rohstoffen zu erkennen, vor allem wenn
die chemischen und physikalischen Eigenschaften, sowie die
spezielle Nutzungseignung von
nachwachsenden Rohstoffen
nicht in ausreichendem Maße
vermittelt werden.
- Auch die ökologischen Vorteile
der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen sind nicht immer
deutlich zu belegen, insbesondere wenn es zu einzelnen Verfahren noch keine Referenzanlagen
im industriellen Maßstab gibt.
- Viele der Technologien zur Bereitstellung und zur Nutzung von
nachwachsenden Rohstoffen
bzw. Energieträgern befinden
sich noch in der Entwicklung, so
dass die theoretisch vorhandenen Potenziale noch mit Risiken
behaftet sind.
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Empfehlungen und Handlungsoptionen für die Politik
F
Nachhaltige Entwicklung durch nachwachsende Rohstoffe
ür
eine
beschleunigte
Markteinführung von nachwachsenden Rohstoffen sind
vorbereitende Maßnahmen erfolgsentscheidend.
36
Abb. 6: ....
- Genehmigungsschwierigkeiten –
unter anderem durch BundesImmissionsschutzgesetz, Baurecht oder steigende Sicherheitsanforderungen – behindern in
vielen Fällen den weiteren Ausbau der Nutzung nachwachsender Rohstoffe.
- Für die Belieferung großer Abnehmer (Energieerzeuger, Verarbeitungsindustrie) gibt es noch
keine etablierten Logistiksysteme
für nachwachsende Rohstoffe.
- Das bestehende Förderinstrumentarium ist zur Erreichung der
vorgegebenen politischen Ausbauziele nicht ausreichend. Dabei muss der zeitliche Vorlauf
eingeplant werden, der von der
Entwicklung bis zur Marktreife
neuer Technologien erforderlich ist.
- Es sind Maßnahmen der Politik
gefragt, die einen Ausgleich in
der derzeitig verzerrten Wettbewerbssituation zwischen nachwachsenden und fossilen Energieträgern bzw. Rohstoffen
schaffen. Dazu sind sowohl auf
EU-Ebene als auch im Bundesund Länderkontext die entsprechenden Programme zu harmonisieren (z. B. Mineralölsteuer,
Kohlensubventionierung, Stromund Gaseinspeisegesetzgebung).
- Potenzielle Nutzer, sowohl
Unternehmen als auch Haushalte, müssen die Vorteile von
nachwachsenden Rohstoffen und
deren Produkten für sich erkennen können. Das gilt auch für
die ökologische Vorzüglichkeit.
Hierzu muss die Wissenschaft
die notwendigen Fakten liefern
(z. B. Qualitätsstandards, ÖkoBilanzen).
- Wirkungsvolle Kampagnen zur
Nutzung nachwachsender Rohstoffe und Energieträger sollten
dann sowohl von Unternehmensspitzen aber auch von Verbraucherverbänden und von
politischer Seite ausgehen (Werbespots, Großposter, Anzeigen).
- Die Wissenschaft muss sich
verstärkt der Entwicklung von
Verfahren zur Gewinnung von
nachwachsenden Rohstoffen
einschließlich Qualitätssicherung
sowie der Bewertung der Verfahren in ökologischer, ökonomischer und sozialer Hinsicht
widmen (Anbauempfehlungen,
Kostenkalkulationsverfahren,
Technikbewertungs-Modelle).
- Das gleiche gilt für die Entwicklung von Technologien zur Nutzung von nachwachsenden
Rohstoffen und Energieträgern.
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Neu entwickelte Produktionsverfahren aber auch die Erzeugung
von Energie müssen im Sinne des
Nachhaltigkeitsgedankens zu
einer nachweislich besseren Produkt- und Umweltqualität führen, wirtschaftlich sein, und neue
Wertschöpfungs- und Beschäftigungsmöglichkeiten schaffen
(Emissionstabellen, Angaben zur
biologischen Abbaubarkeit).
- Die Forschung und Entwicklung,
insbesondere aber auch die Umsetzung der Ergebnisse in die
Praxis sollten in enger Zusammenarbeit von Wirtschaft,
potentiellen Anwendern und der
Wissenschaft erfolgen (gemeinsame Planungsrunden, „Runde
Tische“).
- Parallel zur Entwicklung von Erzeugungs- und Nutzungs-Technologien sind Logistiksysteme
aufzubauen, die ähnlich wie in
der Nahrungsmittelbereitstellung von der Produktionsmittelbeschaffung über Aufbereitung
und Lagerung bis zur Anlieferung des aufbereiteten Rohstoffs
reichen. Neben der Entwicklung
von Vertriebsstrukturen ist begleitende Beratung Voraussetzung für den Erfolg (Nutzung
der Erfahrungen bzw. der Struk-
turen des bisher auf Nahrungsmittelerzeugung zielenden „AgriBusiness“, Raiffeisen-Genossenschaft etc.).
- Aufgabe der Politik ist es, sowohl
für die Forschung und Entwicklung als auch für die Einführung
in die Praxis geeignete Fördermaßnahmen als Starthilfe vorzusehen, und einen Rechtsrahmen
zu schaffen, der für ein Engagement im Bereich nachwachsende
Rohstoffe durch Investitionshilfen, Anschubfinanzierungen,
Forschungsprogramme bzw. Gesetze und Vorschriften Anreiz
bietet.
Literatur
BMU – Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit (1992)
Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung im Juni
1992 in Rio de Janeiro. Dokumente – Agenda 21. Informationen des
Bundesumweltministeriums.
Intergovernmental Panel of climate Change (2001)
Climate Change.
UBA – Umweltbundesamt (1997)
Nachhaltiges Deutschland. Wege zu einer dauerhaft-umweltgerechten
Entwicklung. Berlin.
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Zaske
Wissenschaftlicher Direktor
Institut für Agrartechnik
Bornim e.V. (ATB)
Max-Eyth-Allee 100
14469 Potsdam
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