Die flächenmässige Entwicklung des tropischen Regenwaldes

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Semesterarbeit in Kontexte I: Formales Denken HS 2007
Die flächenmässige Entwicklung des tropischen Regenwaldes
Ein Ansatz zum systemdynamischen Modellieren
vorgelegt am Institut für Angewandte Medienwissenschaft IAM
an der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften
Silja Hänggi und Tobias Giger,
Studierende JO07
Winterthur, 11. Januar 2008
Tobias Giger, Silja Hänggi
Die flächenmässige Entwicklung des tropischen Regenwaldes - Ein Ansatz zum systemdynamischen
Modellieren
Die Autoren befassen sich in ihrer Arbeit mit der flächenmässigen Entwicklung des tropischen
Regenwaldes. In einem ersten theoretischen Teil umreissen sie das Thema generell und nennen
Gründe und Ursachen der Flächenabnahme. So betrachten sie zum Beispiel den Zusammenhang
zwischen den durch die einheimische Bevölkerung verursachten Brandrodungen und deren Einfluss
auf das regionale und globale Klima.
In einem zweiten Teil verwenden sie das vorgängig angeeignete Wissen zur Erstellung von
systemdynamischen Modellen. Diese Modelle dienen dazu, Teile des theoretischen Beschriebs zu
veranschaulichen und die verschiedenen Einflüsse auf die flächenmässige Entwicklung des
Regenwaldes mittels grafischer Darstellung zu beschreiben. Damit wird ein Ansatz für ein
Fortsetzungsmodell geschaffen, das z.B. menschliches Verhalten miteinbezieht.
Inhaltsverzeichnis
1.
Einleitung .................................................................................................................. 4
2.
Der Regenwald .......................................................................................................... 5
3.
2.1.
Definition von Regenwald ........................................................................................... 5
2.2.
Arten des Regenwaldes ............................................................................................... 5
2.3.
Der tropische Regenwald ............................................................................................ 5
2.3.1.
Tropischer Tieflandregenwald ............................................................................. 6
2.3.2.
Tropischer Gebirgsregenwald .............................................................................. 7
2.3.3.
Tropischer Nebelwald .......................................................................................... 7
2.4.
Die flächenmässige Entwicklung des tropischen Regenwaldes und deren Ursachen 8
2.5.
Folgen der Zerstörung von Regenwaldflächen .......................................................... 10
2.6.
Massnahmen zur Rettung des tropischen Regenwaldes .......................................... 12
Die Modellierung..................................................................................................... 14
3.1.
Dynamische Vorgänge ............................................................................................... 14
3.2.
Systemdynamisches Modellieren mit Hilfe von Stella .............................................. 14
3.3.
Modelle ...................................................................................................................... 16
3.4.
Interpretation und Kritik............................................................................................ 20
4.
Reflexion und Ausblick ............................................................................................ 22
5.
Quellenverzeichnis .................................................................................................. 24
1. Einleitung
Die Zerstörung des Ökosystems Regenwald ist bereits seit Beginn der Industrialisierung ein allzeit
gegenwärtiges Thema. Mit der Globalisierung und dem Fortschritt der technischen Mittel hat es
weiter an Wichtigkeit gewonnen. Nur leider ist diese nicht ausreichend, um der Zerstörung des
Regenwaldes Einhalt zu gebieten. Der Regenwald schwindet nach und nach. Dabei geht nicht nur
wichtiger Lebensraum für Menschen, Tiere und Pflanzen, sondern auch potenzielle, noch
unerforschte Gebiete für diverse Wissenschaften verloren. Zudem hat die Zerstörung des
Regenwaldes grosse Auswirkungen auf das regionale bzw. globale Klima. Mit der Brandrodung von
Regenwaldgebieten werden Unmengen an CO2 in die Atmosphäre abgegeben.
In der folgenden Arbeit wird die Thematik der Flächenabnahme des tropischen Regenwaldes
aufgenommen. In einem ersten Teil wird mit einer informativen Umreissung ins Thema Tropischer
Regenwald eingeführt. Welches sind die Gründe und Ursachen für den rasanten Rückgang der
Waldfläche? Wie würde sich die Abnahme verändern, falls bestimmte Ursachen eingedämmt
würden?
In einem zweiten Teil werden anhand von Stella, eines Programms zur Erstellung von
systemdynamischen Modellen, verschiedene Entwürfe zur besseren Veranschaulichung der Materie
erstellt. Anhand von konkreten Zahlen werden einfache Berechnungen in Grafiken dargestellt.
Aufgrund von diesen Daten und dem Grundmodell als Ausgangspunkt könnten weitere
Berechnungen oder Modelle weitergeführt werden. Diese Weiterführung wird in einem kurzen
Anriss angedeutet.
2. Der Regenwald
2.1.
Definition von Regenwald
Regenwald ist immergrüner Wald in ganzjährig feuchten Gebieten der Tropen (tropische
Regenwälder), der Subtropen (subtropische Regenwälder) und der frostfreien Aussentropen
(temperierter Regenwald)(vgl. Meyers Lexikonverlag).
2.2.
Arten des Regenwaldes
Auf dem Planeten Erde existiert eine Vielzahl von verschiedenen Regenwaldtypen. Eine einfache
Klassifizierung der verschiedenen Waldarten ist daher nicht möglich. Dies ist zurückzuführen auf
diverse Überschneidungen in strukturellen und ökologischen Eigenschaften und auf die Tatsache,
dass die Kriterien zur Bestimmung der Typen in den einzelnen Ländern voneinander abweichen.
Dennoch gibt es einige Hauptmerkmale, nach denen man die verschiedenen Regenwaldarten einteilt.
Diese sind gewöhnlich Klima, Höhenlage und Breitengrad. Die Feineinteilung basiert auf der
Artenzusammensetzung der Vegetation.
Im weiteren Verlauf der Arbeit wird sich ausschliesslich auf den tropischen Regenwald bezogen.
2.3.
Der tropische Regenwald
Der Begriff tropischer Regenwald wurde im Jahre 1898 vom deutschen Botaniker Andreas Franz
Wilhelm Schimper geprägt. Er bezeichnete den tropischen Regenwald als „immergrün,
feuchtigkeitsliebend, mindestens 30m hoch, reich an Lianen sowie holzigen und krautigen Epiphyten“
(Schimper 1898). Weitere den tropischen Regenwald charakterisierende Kriterien sind die hohe
Niederschlagsmenge, das konstante Klima und die hohe Luftfeuchtigkeit.
Tropische Regenwälder entstehen vorwiegend in immerfeuchten Gebieten entlang des Äquators.
Diese Gebiete erstrecken sich vorwiegend bis zum 10. Breitengrad beidseitig des Äquators, vereinzelt
aber auch darüber hinaus, wie zum Beispiel in Südamerika und Ozeanien. Laut dem Wissenschaftler
Josef H. Reichholf sei aber das Klima, und nicht unbedingt der Breitengrad, der ausschlaggebende
Faktor, damit ein Regenwald entstehen kann. Reichholf sagt: „In der Tropenzone zwischen den
Wendekreisen
können
sich
Tropische
Regenwälder
entwickeln,
wenn
die
jährliche
Niederschlagsmenge wenigstens 2000 Millimeter erreicht und keine Trockenzeit von mehreren
Monaten auftritt“ (Reichholf 1990:13).
Die grössten, heute noch weitgehend intakten Bestände von tropischem Regenwald liegen im
Amazonasbecken. Weitere Regenwälder findet man in Afrika, Mittelamerika sowie auf den
Westindischen Inseln, in Südostasien und der australasiatischen Inselwelt.
Unter dem Begriff des tropischen Regenwaldes ist, wie auch unter „Regenwald“, keine einzelne
Regenwaldart, sondern eine Vielfalt von Typen zu verstehen.
Man beschränkt sich im Weiteren auf die genauere Betrachtung von den drei Haupttypen tropischen
Regenwaldes. Dies sind der tropische Tieflandregenwald, der tropische Gebirgsregenwald und der
tropische Nebelwald.
2.3.1. Tropischer Tieflandregenwald
Die tropischen Tieflandregenwälder kommen in den warmen und feuchten Flachlandgebieten des
tropischen Regenwaldes bis zu 900 Metern Höhe vor und sind weltweit die flächenmässig am
meisten vorkommenden Regenwälder. Gleichzeitig sind diese Wälder aber auch am stärksten
zerstört. Dies liegt unter anderem daran, dass sie meist in relativ einfach zugänglichen Regionen
liegen und somit der Strassenbau und die Erschliessung der Gebiete weniger schwierig sind als zum
Beispiel in den Gebirgsregenwäldern.
Botaniker haben bis heute mehr als vierzig verschiedene Arten tropischen Tieflandregenwaldes
identifiziert. Sie werden nach den verschiedenen Bodenbeschaffenheiten, der Niederschlagsmenge
und der Vegetation definiert.
2.3.2. Tropischer Gebirgsregenwald
Der tropische Gebirgsregenwald in 1000 bis 2000 m ü.M. ist die höher gelegene Entsprechung des
tropischen Tieflandregenwaldes, mit nur zwei Stockwerken, bis 30 Meter hohen Bäumen und
grossem Anteil (über 50% der Blütenpflanzen) an Sträuchern und Kräutern sowie vielen Epiphyten
(v.a. Orchideen und Bromelien) (Brockhaus Enzyklopädie 1998: 168).
Die tropischen Gebirgsregenwälder sind artenärmer und die Bäume sind niedriger als diejenigen der
Tieflandregenwälder, dafür aber ist ihre Pflanzendichte sehr ausgeprägt. Sie beherbergen neben der
tropischen Flora auch viele Pflanzenarten, welche aus Pflanzengruppen der gemässigten Zonen
hervorgegangen sind.
Tropische Gebirgsregenwälder treten in allen tropischen Hochgebirgen auf, wie zum Beispiel auf den
hohen Vulkankegeln Südostasiens und Ostafrikas oder auf den hohen Inseln des Pazifiks.
2.3.3. Tropischer Nebelwald
Der tropische Nebelwald schliesst nahtlos an den tropischen Gebirgsregenwald an. Er entsteht ab ca.
2000 m ü. M. Aufgrund des feuchten und ziemlich kalten Klimas (10-15°C) leben im Nebelwald nicht
mehr viele Tierarten und auch die Pflanzendichte nimmt zunehmend ab. Die Bäume werden nur
noch bis zu 15 Metern hoch und da sie nicht mehr so dicht wachsen, fällt viel Licht auf den Boden. Es
bilden sich dichte, grüne Farne und Moose. Ab ca. 3000 Metern ü. M. findet man nur noch kleine,
verkrüppelte Bäume.
2.4.
Die flächenmässige Entwicklung des tropischen Regenwaldes und deren Ursachen
Der tropische Regenwald bedeckte vor 200 Jahren noch 16 Mio. km2, also 12% der Erdoberfläche.
Heute bedeckt er gemäss der Umweltschutzorganisation WWF nur noch die Hälfte, 6% der
Erdoberfläche.
Rate of change
Laut der neusten Statistik der Food and
in total deforestation rate
Agriculture Organization (FAO) der Vereinigten
2000-2005 period vs. 1990-2000
Nationen hat die Entwaldung der Tropengebiete
period
in der Periode 2000-2005 im Vergleich zur
Rate of
Country
change (%)
Zeitperiode 1990-2000 um 8.5% zugenommen.
Die FAO schätzt den jährlichen Verlust (20002005) tropischen Regenwaldes auf 10.4 Mio.
Hektaren, das entspricht 2.5-mal der Fläche der
Malaysia
85.7
Cambodia
74.3
Burundi
47.6
in der Periode 1990-2000)(mongabay.com).
Togo
41.6
Solche Zahlen sind aber nicht als abschliessend
Nigeria
31.1
anzusehen. Es handelt sich dabei immer um
Sri Lanka
25.4
Schätzungen, daher unterscheiden sich die
Benin
24.1
Brazil
21.2
Uganda
21.0
dass jedes Jahr 146000 km2, eine Fläche 3.5-mal
Indonesia
18.6
so gross wie die Schweiz, zerstört wird (vgl.
Schweiz. Davon seien 6.26 Mio. Hektaren
Primärwald (im Vergleich dazu 5.41 Mio. Hektar
Angaben diverser Institutionen untereinander
teilweise ziemlich frappant. So steht auf der
WWF Tropenwald).
Total
(62 tropical countries)
Webseite der Naturschutzorganisation WWF,
8.5
Doch wie kommt es dazu? Was sind die Gründe
und Ursachen für die unaufhaltsame Vernichtung dieses Ökosystems?
„Die Gründe dafür sind vielfältig. Sie reichen vom allgemeinen Wirtschaftswachstum, zunehmendem
Holzverbrauch oder der ständigen Suche nach neuen Ressourcen bis hin zu mangelnden
Landreformen, explosivem Bevölkerungswachstum und rücksichtsloser Planung von Grossprojekten
in der Dritten Welt“ (Blüchel/Schutzgemeinschaft Deutscher Wald e.V. 1991: 270).
Einen der Hauptgründe für die kontinuierliche Abnahme tropischer Regenwaldflächen sieht man in
der Rodung von Flächen zur wirtschaftlichen Nutzung durch die einheimische Bevölkerung und im
zunehmenden Holzverbrauch und somit in der wachsenden Holzindustrie. Die Regenwälder stellen
für die Länder des Tropengürtels natürliche Ressourcen dar, welche genutzt werden müssen, weil es
an landwirtschaftlichen Nutzflächen mangelt. So roden die schätzungsweise 140 Mio. Menschen, die
als Waldbauern leben, jährlich etwa 200'000 km2 Land, ungefähr die Hälfte davon ist Primärwald.
Dieser hohe Betrag an Rodungsfläche ist auf
die
nährstoffarme
Bodenstruktur
des
Regenwaldes zurückzuführen. Wird nämlich
eine Fläche des Regenwaldes gerodet, so ist
der Boden, der zuvor im Schatten vieler
Pflanzen
stand,
Sonneneinstrahlung
intensiver
und
starken
Temperaturschwankungen ausgesetzt. Das
grösste Problem ist dann die Auswaschung
des Bodens und der Nährstoffverlust. Somit
können die Böden nur so lange genutzt
werden
wie
mineralische
Nährstoffe
vorhanden sind. Daher beschränkt sich die Zeit der Nutzung der gerodeten Regenwaldflächen auf
zwei bis vier Jahre. Danach muss für den wiederholten Anbau von Nutzpflanzen neues Land gerodet
werden (vgl. Brockhaus Enzyklopädie 1998: 169).
Das Land, welches von den Waldbauern verlassen wird, da es aufgrund der nicht mehr vorhandenen
Nährstoffe unbrauchbar geworden ist, wird oft von Viehzüchtern aufgekauft. Häufig nehmen sie
zugleich auch die Waldstücke dazwischen in Besitz und setzen den restlichen Wald in Brand. Auf dem
verkohlten Boden wird dann Steppengras angepflanzt, denn diese Gräser können auf dem
nährstoffarmen Boden noch gedeihen. Da die Rinder sich nur von diesen wenig gehaltvollen Pflanzen
ernähren, brauchen sie ein grosses Weidegebiet. Nach etwa fünf Jahren ist die Erde durch das Gras
dann vollständig ausgelaugt und es müssen andere, grössere Weideflächen für das Vieh gefunden
werden.
Einer der weiteren Hauptursachen für das Schwinden des Regenwaldes, ist der internationale
Tropenholzhandel. Gemäss Schätzungen der Weltbank beläuft sich die Schädigung der
Tropenholzwälder
durch
den
Holzeinschlag
auf
jährlich
rund
5
Mio.
Hektar.
(vgl.
Blüchel/Schutzgemeinschaft Deutscher Wald e.V. (ca. 1991): 278) Indirekt spielt sie aber eine weit
grössere Rolle: Der Holzhandel öffnet mit dem Bau von Strassen oft als erster den Zugang zu den
sonst schwer zugänglichen Wäldern und schafft so die Infrastruktur für Plantagen, Brandrodung,
Viehzucht und Landspekulation. (vgl. Brockhaus Enzyklopädie 1998: 169)
2.5.
Folgen der Zerstörung von Regenwaldflächen
Die regionalen und internationalen Folgen der Regenwaldzerstörung sind aufgrund der Komplexität
der verschiedenen Wirkungszusammenhänge noch nicht vollständig geklärt. Trotzdem weiss man
bereits heute, dass der Rückgang der Regenwälder katastrophale Auswirkungen auf das Klima der
Erde haben wird.
In keinem anderen terrestrischen Ökosystem steckt so viel Kohlenstoffdioxid wie im Regenwald.
Studien haben gezeigt, dass die Abholzung von Regenwäldern zu knapp einem Drittel der vom
Menschen verursachten CO2-Emissionen beiträgt. Mit jedem abgebrannten Hektar Wald werden 220
Tonnen CO2 in die Atmosphäre freigesetzt.
Im Weiteren erwartet man im Zusammenhang mit der Abholzung von tropischen Wäldern, dass sich
häufiger Naturkatastrophen ereignen werden, wie zum Beispiel Überschwemmungen. Durch
Kahlschläge fällt der Regenwald als Auffangstation für die heftigen tropischen Regenfälle aus. Die
Folge davon ist die Überflutung grosser Gebiete, was oft zur Bedrohung vieler Menschenleben führt.
Zudem haben die tropischen Regenwälder eine Schlüsselfunktion für unsere zukünftige Ernährung
und die medizinische Forschung. Mit der Zerstörung von Regenwald gehen die wertvollen
natürlichen Ressourcen verloren, welche für die Medizin von grosser Bedeutung sein könnten. Das
nationale Krebsforschungsinstitut der Vereinigten Staaten zum Beispiel hat festgestellt, dass von den
bislang 3000 bekannten Pflanzenarten, welchen krebsheilende Eigenschaften zugeschrieben werden,
70% aus den Regenwäldern stammen. Den Amazonasindianern sind weit über tausend Heilpflanzen
bekannt, die von der Wissenschaft noch gänzlich unbekannt sind.
Hinzu kommt, dass die tropische Pflanzen- und Tierwelt eine hohe Bedeutung für die menschliche
Ernährung hat. Die Regenwälder bieten vielen Menschen ein reiches Angebot an Nüssen, Wild, Fisch,
Honig, Früchten und anderen natürlichen Nahrungsmitteln. Würde man tropische Pflanzen mit den
gezüchteten, oft sehr krankheitsanfälligen Kulturpflanzen kreuzen, so wäre das eine unschätzbare
Erweiterung und Absicherung der gesamten Nahrungsgrundlage (vgl. Blüchel/ Schutzgemeinschaft
Deutscher Wald e.V. 1991: 283).
Der Regenwald wird aufgrund seiner grossen Pflanzenvielfalt oft auch als „Apotheke der Welt“
betitelt (ebd.: 282).
Und nicht zuletzt stellt der Regenwald für viele indigene Völker den einzig möglichen Lebensraum
dar.
2.6.
Massnahmen zur Rettung des tropischen Regenwaldes
Bereits seit dem Jahre 1986 besteht ein Tropenwaldaktionsplan (TFAB= Tropical Forestry Action
Plan), der von der FAO und dem Entwicklungsprogramm der UN zusammen mit der Weltbank
erarbeitet wurde. Er hat zum Ziel, nationale Aktionspläne aufzusetzen und auszuführen. Im Jahre
1994 wurde ein aufgestelltes Tropenholzabkommen zur Kontrolle des Handels mit Tropenhölzern
von rund fünfzig Staaten unterzeichnet. Das Abkommen zielt darauf ab, dass sowohl die Export- als
auch die Importländer von Tropenhölzern darauf achten, nur mit Holz aus forstwirtschaftlich
kontrollierten Ländern zu handeln (vgl. Brockhaus Enzyklopädie 1998: 169).
Auch diverse Umweltschutzorganisationen haben Aktionspläne zur Rettung des Regenwaldes
aufgestellt. So führte die international tätige Umweltschutzorganisation WWF in Zusammenarbeit
mit der Holzindustrie ein Zertifikat für Tropenholz ein. Das so genannte FSC-Label vom Weltforstrat
FSC (Forest Stewardship Council) wird an Unternehmen vergeben, welche die nachhaltige
Waldbewirtschaftung berücksichtigen.
Diese
Unternehmen
werden
von
unabhängigen
Zertifizierungsfirmen auf die Einhaltung der FSC-Kriterien
kontrolliert.
Daneben setzt der WWF auf den Aufbau effektiver
Schutzgebiete, die unter Einbindung der Bevölkerung
entwickelt werden (vgl. WWF 2007: 2). Gemäss der
offiziellen
Website
von
WWF
Schweiz
ist
die
Umweltschutzorganisation momentan daran, einen Plan
zum nachhaltigen Anbau von Soja und Palmöl auszuarbeiten. Denn bis heute sind bereits riesige
Flächen von Tropenwäldern Palmöl-Plantagen und Sojafeldern zum Opfer gefallen. Lösungen dieses
Problems sieht man im bodenschonenden Anbau von Soja und Palmöl. Dies würde verhindern, dass
die Böden bereits nach wenigen Jahren ausgelaugt sind und erneut grosse Waldflächen für den
erneuten Anbau gerodet werden müssten.
Ein weiteres Hauptanliegen der Organisation ist es, die Papierindustrie der Welt auf das Problem
Waldzerstörung aufmerksam zu machen und sie zu Gegenmassnahmen zu bewegen. Denn gemäss
WWF werden mehr als 40% des abgeholzten Holzes zu Papier verarbeitet (vgl. WWF Tropenwald).
3. Die Modellierung
3.1.
Dynamische Vorgänge
Unsere Welt spielt sich in einem polaren Spannungsfeld ab. Dieses Spannungsfeld besteht zwischen
dynamischen Vorgängen und dessen erzeugten Muster, wobei diese Muster wiederum
Voraussetzung für dynamische Vorgänge sind. Zum Beispiel ist die Dynamik der Atmosphäre und der
oberen Erdschicht eng verknüpft mit dem Klimamuster der Erde (vgl. Weber 2004). Jeder Vorgang
auf unserem Planeten bewirkt etwas, jede Aktion hat auch ihre Reaktion.
Dementsprechend laufen in einem Ökosystem wie dem Regenwald dynamische Vorgänge ab, woraus
sich wiederum auch Muster ableiten lassen. Bei einem so gigantischen und komplexen Gebilde lassen
sich sogar unzählige Abläufe und Muster beobachten. Ein dynamischer Vorgang davon ist die
flächenmässige Entwicklung des Regenwaldes.
Ein dynamischer Vorgang, wie es das Wort an sich schon impliziert, ist ein Vorgang, der ständig in
Bewegung ist. Zu jedem Zeitpunkt ergibt sich ein anderes Bild. Dabei gibt es Erscheinungen, welche
sich zum Teil lange Zeit nicht wesentlich verändern (vgl. Weber 2004). Im Falle der
Flächenentwicklung ist von Tag zu Tag eine deutliche Veränderung zu erkennen. Dynamische
Vorgänge sind also auch abhängig von der Zeit.
Mit Hilfe der Systemdynamik können solche dynamischen Vorgänge innerhalb verschiedenster
Systeme im Zeitverlauf veranschaulicht werden. Ursprünglich wird als ein dynamisches System ein
mathematisches Modell eines zeitabhängigen Prozesses verstanden. Dabei wird erkenntlich
gemacht, welche Einflussfaktoren diese Vorgänge bestimmen und wie sich diese Vorgänge in Zukunft
entwickeln (vgl. Rutz 2006: 35). Modelle dienen aber nicht dazu, die absolute Wahrheit zu ergründen
(vgl. Weber 2004). Es ist wichtig, dass die folgenden Beschreibungen dynamischer Vorgänge als
Modelle betrachtet werden. Sie dienen dazu, das Wesentliche eines Erscheinungskomplexes zu
beschreiben um ihn mit anderen Vorgängen zu vergleichen und in Verbindung zu bringen.
3.2.
Systemdynamisches Modellieren mit Hilfe von Stella
Die Beschreibung von dynamischen Vorgängen in unserer Welt erfordert tieflegende mathematische
Kenntnisse. So ist das Modellieren dynamischer Systeme an sich ein komplizierter Prozess. Die
Computerentwicklung hat aber Werkzeuge geschaffen, die auf einfache Weise ermöglichen,
schwierige mathematische Sprache durch eine einfachere grafische Sprache zu ersetzen. Die
Mathematik macht einer einfachen grafischen Benutzeroberfläche Platz. Mit Worten beschreibbare
Systemelemente und ihre Verknüpfungen werden direkt in grafische Elemente umgesetzt (vgl.
Weber 2004). Ein solches Werkzeug ist STELLA1.
Im Folgenden wird mit Hilfe von STELLA die Flächenentwicklung des tropischen Regenwaldes anhand
folgender Fragestellungen grafisch dargestellt.

Zentralste Frage, die interessiert, ist, wann ist die Fläche des tropischen Regenwaldes erschöpft,
d.h. wann wird es keinen Regenwald mehr geben?

Welche Einwirkungen beeinflussen die Abnahme der Fläche (wie stark)?

Können Massnahmen, die den Flächenzuwachs beeinflussen, etwas bewirken?

Wie verhaltet es sich mit der Flächenentwicklung, wenn die heutigen Einflüsse zu- oder abnehmen
würden?
Vor dem eigentlichen Modellieren, müssen die Systemelemente (Parameter) bestimmt werden.
Folgende Tabelle gibt Aufschluss über die gewählten Parameter.
Parameter
Zahlen für die Simulation
Anfangsbestand Fläche (Stand:
100
heute)
Rodungen durch einheimische Fläche * Rodungsfaktor 1
Bevölkerung
zur
wirtschaftlichen Nutzung
Rodungsfaktor 1
0.0052
Rodungen für Viehzucht bzw. Fläche * Rodungsfaktor 2
Weideland
Rodungsfaktor 2
Rodungen durch Industrie
0.002925
Fläche * Rodungsfaktor 3
Rodungsfaktor 3
Abholzung
0.002275
Fläche * Abholzungsfaktor
Abholzungsfaktor
Anderes
1
0.00195
Fläche * A Faktor
Eine Demo-Version des Programms findet sich unter http://hps-inc.com (High Performance Systems, Inc.,
Hannover, New Hampshire.
A Faktor
0.00065
Überlegungen zu den einzelnen Parametern:
Der Anfangsbestand der Fläche ist 100, ausgehend vom heutigen Flächenbestand, der 100%
ausmacht. Es spielt keine Rolle wie gross die Observale Fläche gewählt wird. Wichtig ist es zu wissen,
dass sie die eigentliche Grösse von 8 Mio. km2 darstellt.
Bezüglich der Einflüsse von Menschenhand stützt sich die Berechnung auf die Zahlen der FAO. Das
sind Durchschnittswerte von der Periode 2000 – 2005. Die FAO schätzt den Verlust auf 10,4 Mio.
Hektaren pro Jahr(vgl. oben 2.4). Auf die Gesamtfläche des tropischen Regenwalds gesehen sind dies
1.3 %, die der Regenwald jährlich an Substanz verliert.
Ausgehend vom jährlichen Verlust sind die Anteile der einzelnen Hauptgründe der Zerstörung
berechnet worden. Dazu dienten wiederum Angaben der FAO, die eine Unterteilung der
Zerstörungsgründe in Prozenten angeben. Diese Angaben auf die Gesamtfläche des Regenwalds
bezogen, führten zu den einzelnen Faktoren.
3.3.
Modelle2
Als Grundmodell steht die Flächenentwicklung des reinen Ökosystems Regenwald ohne äusserliche
(menschliche) Einwirkungen. Dabei werden Zunahme und Abnahme der Fläche gleich gesetzt, da
davon ausgegangen wird, das sich die natürlichen Faktoren aufheben, d.h. z.B. dass die
Regenerierung des Regenwaldes gleich gross ist wie das natürliche Waldsterben (Krankheitsbefall).
Dabei können noch andere Faktoren eine Rolle spielen, die hier aber nicht unbedingt erwähnt
werden müssen.
natürliche Zunahmerate
natürliche Abnahmerate
Fläche des Regenwalds
Flächenzunahme
2
Flächenabnahme
Bei der Modellierung wird von einem homogenen System ausgegangen. Die interessierten Grössen (Fläche)
sind bei homogenen Systemen nicht vom Ort abhängig. Das heisst, es wird die Gesamtfläche des tropischen
Regenwaldes weltweit dargestellt, ohne Berücksichtigung über die unterschiedliche (Flächen-)Verteilung über
die Erde.
1: Fläche des Regenwalds
1:
100
1:
50
1:
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1
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1
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500.00
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Untitled
Fortan werden nun verschiedene (menschliche) Einwirkungen ins Grundmodell eingefügt.
Als erster Einfluss wird die Zerstörung durch Rodungen durch die einheimische Bevölkerung
eingefügt. Laut der FAO sind 35 – 45% der Flächenabnahme des Regenwalds darauf zurückzuführen.
natürliche Zunahmerate
natürliche Abnahmerate
Fläche des Regenwalds
Flächenzunahme
Flächenabnahme
Rodungsrate durch Einheimische
Rodungsf aktor 1
1: Fläche des Regenwalds
1:
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1
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1
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1:
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Zur Komplettierung wurden die weiteren Einflüsse in das Modell hinzugefügt:
20 – 25 %
Rodungen für Weideland (Viehzucht)
15 – 20 %
Rodungen durch Industrie (Plantagen, etc.)
10 – 15 %
Abholzung (zur Weiterverarbeitung für Papier, Möbel, etc.)
5%
Anderes (Urbanisierung, etc.)
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natürliche Zunahmerate
natürliche Abnahmerate
Fläche des Regenwalds
Flächenzunahme
Flächenabnahme
Rodungsrate durch Einheimische
Rodungsf aktor 1
Rodungsrate f ür Viehzucht
Rodungsf aktor 2
Rodungen durch Industrie
Rodungsf aktor 3
Abholzungsrate
Abholzungsf aktor
Anderes
A Faktor
1: Fläche des Regenwalds
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1
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In einem letzten Schritt wurden die verschiedenen Faktoren im Prozentsatz verändert, um die
Wirkungen auf die Flächenentwicklung zu beobachten.
1: Fläche des Regenwalds
1:
100
1
1:
50
1
1:
1
0
0.00
125.00
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250.00
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Zunahme der Zerstörung um 5%
1: Fläche des Regenwalds
1:
100
1
1:
50
1
1
1:
1
0
0.00
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125.00
250.00
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10:02
500.00
Don, 10. Jan 2008
Abnahme der Zerstörung um 10%
3.4.
Interpretation und Kritik
Ausgehend vom Grundmodell des sich erhaltenden Ökosystems Regenwald ist schon mit einem
einzelnen Einfluss menschlichen Wirkens eine regelrecht rasante Abnahme der Flächenerhaltung zu
erkennen. Die Fläche nimmt exponentiell ab und tendiert gegen Null. Zu berücksichtigen ist, dass von
der Annahme ausgegangen wurde, dass in den folgenden Jahren die jährliche prozentuale
Flächenabnahme konstant bleibt. In Tat und Wahrheit nimmt die jährliche prozentuale
Flächenabnahme zu. Messungen der FAO haben von der Periode 1990 – 2000 zur Periode 2000 –
2005 eine Zunahme der Entwaldung um 8,5% gemessen (vgl. oben 2.4).
Des Weiteren ist es ein mathematisches Modell, bei dem ein exponentielles Wachstum oder eine
Abnahme gegen Null tendiert, aber nie Null sein wird. Das steht einem realistischen Bild entgegen.
Zum Beispiel würde ein mathematisches Modell eine Menschenpopulation mit einer exponentiellen
Abnahme auch nie aussterben lassen, obwohl es bekannt sein dürfte, dass ein einzelner Mensch sich
nicht fortpflanzen kann (Fuchs 2008).
Bei Hinzufügen der restlichen Faktoren, die zur Entwaldung führen, hat die Erhaltungsdauer
(logischerweise) zusätzlich abgenommen. Nach dem erstellten Modell fällt die Gesamtfläche nach
407,25 Jahren unter 1% der heutigen Fläche. Dies ist doch einiges früher als wenn nur ein Faktor
wirkt. Werden die Faktoren erhöht oder verringert, sind ähnliche Änderungen zu beobachten. Die
beiden letzten modellierten Beispiele zeigen einerseits die Veränderung der Erhaltungsdauer, wenn
die durchschnittlichen heutigen Einwirkungen um 10% abnehmen bzw. verringert würden und wenn
sie um 5% ansteigen bzw. erhöht würden. Jedoch folgt es auch hier den einfachen mathematischen
Gegebenheiten, dass die Abnahme (logischerweise) einfach schneller oder eben weniger schnell
vorangeht.
Somit liefern die hier aufgezeigten Modelle einzig grafische Darstellungen der Prozesse des Waldes
bzw. der Flächenabnahme. Dies in einem eng umschriebenen Umfeld, nämlich genau bei gleich
bleibenden Verhältnissen. Das Programm STELLA erledigt die dafür aufwendigen Rechenschritte.
4. Reflexion und Ausblick
In dieser Arbeit wurden die Prozesse des Waldes bzw. Gründe zur Entwaldung bewusst gemacht.
Anhand von effektiven Zahlen und Prozentsätzen wurde mittels einfachen mathematischen
Zusammenhängen, eine exponentielle Entwicklung der Regenwaldfläche grafisch aufgezeigt. Die
Kritik zu diesem Modell wurde in der Interpretation festgehalten. Es handelt sich minder um ein
(wirkliches) dynamisches Modell, vielmehr um ein umfangreiches Ansatzmodell um den Faden nun
noch weiterspinnen zu können.
Als Ansatz für die Weiterentwicklung des Modells könnten die Wirkungen auf den Regenwald von
menschlichem Verhalten abhängig und beeinflussbar gemacht werden. So wie es sich auch in der
Realität verhält.
Dabei geht man von einem logistischen Wachstum für die Zahl von Menschen aus.
1: Menschen
1:
120000
1
1
1
1:
110000
1
1:
100000
0.00
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Logistisches Wachstum der einheimischen Bev ölkerung
Als zweiter Schritt macht man die Rodungen, Abholzungen und anderen Gründe für die Abnahme der
Regenwaldfläche von der Zahl der Menschen abhängig. Im angefügten Beispiel wird dieses Szenario
mit den Rodungen durch die einheimische Bevölkerung durchgespielt. Dabei sind sie sich ihres
Verlustes vorerst nicht bewusst und roden jedes Jahr (oder im Modell gesehen in jeder Zeitperiode)
unbeschwert weiter. Mit der Zeit passen sie jedoch ihr Rodungsverhalten an. Diese Verhaltensweise
sieht so aus, dass die Menschen bei einem grossen Anteil an vorhandener Fläche
(hypothetischerweise bis 80% von der ursprünglichen Fläche) gleich viel Wald gerodet, d.h. dass der
gleiche Faktor zur Berechnung verwendet wird, wie in der ersten Zeitperiode. Erst mit allmählichem
Abnehmen der Fläche roden die Mensch weniger. Der Rodungsfaktor nimmt nun von Zeitperiode zu
Zeitperiode ab (Fuchs 2008). Diese Überlegung wird im Modell beim Rodungsfaktor mittels eines
Graphen definiert.
natürliche Zunahmerate
natürliche Abnahmerate
Fläche des Regenwalds
Menschen
Flächenabnahme
Flächenzunahme
Zuwachsrate Mensch
Zuwachs f rei
Rodungsrate durch Einheimische
f
~
Rodungsf aktor 1
1: Fläche des Regenwalds
1:
2:
100
120000
1:
2:
50
110000
maximaler Zuwachs
rf 1
f2
2: Menschen
2
2
1
2
2
1
1:
2:
1
0
100000
1
0.00
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Rodungen in Abhängigkeit v on der einheimischen Bev ölkerung
Als unangefochtenes Schlusswort bleibt, dass etwas unternommen werden muss, sonst stirbt wie so
vieles auf dieser Welt auch der tropische Regenwald aus.
„Die wenigsten Menschen haben begriffen, dass es nicht um das Überleben einiger Bäume geht.
Wenn der Wald einmal tot ist, wird unsere Welt kaum mehr bewohnbar sein“ (Würmli 1984:132).
Dynamische Systeme hin oder her.
5. Quellenverzeichnis
Brockhaus, Enzyklopädie in 24 Bänden (1998) 20., überarbeitete und aktualisierte Aufl. – Leipzig. F.A.
Brockhaus
Büchel, Kurt G./Schutzgemeinschaft Deutscher Wald e.V. (1991): Der Garten Eden darf nicht sterben.
München.
Fuchs, Hans U. (2008): Private Mitteilung.
Meyers Lexikonverlag In: http://lexikon.meyers.de/index.php?title=Regenwald&oldid=153024
(14.12.2007).
Mongabay.com o.A.: A world imperiled: Forces behind forest loss. In:
http://rainforests.mongabay.com/0801.htm (14.12.2007).
Reichholf, Josef H. (1990): Der tropische Regenwald. Die Ökobiologie des artenreichsten Naturraums
der Erde. München.
Rutz, Katharina (2006): Systemdynamik – Mittel zur Kommunikation. Diplomarbeit. Zürcher
Hochschule für angewandte Wissenschaften Winterthur.
Schimper, A.F.W. (1898): Pflanzengeographie. In. Lebenswelt Regenwald (2004), Kapitel Begriff und
Klima (CD ROM).
Weber, Karl (2004): Dynamische Systeme, Einführung. In: Kontexte I: Formales Denken HS07.
Manuskript. Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften Winterthur.
Würmli, Markus (1984): das Silva Familienbuch Wald. Zürich.
WWF (2007): Die Wälder der Welt – Ein Zustandsbericht. In:
http://assets.wwf.ch/downloads/2007_03_20_summary_studie_status_wald_d.pdf
(14.12.2007).
WWF: Tropenwald. In: http://www.wwf.ch/de/derwwf/themen/wald/gefahr2/tropenwald/index.cfm
(14.12.2007).
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