Vorlesung "Integratives Umweltmanagement" Integratives Umweltmanagement.

Vorlesung "Integratives Umweltmanagement"

Integratives Umweltmanagement


Wozu „Integratives Umweltmanagement“

• „Die menschlichen Aktivitäten haben als Ganzes einen Punkt erreicht, an dem weiteres Handeln wie bisher zu absehbaren Schäden des Lebenserhaltungssystems der Erde führen werden“ (IPCC 2007)

• Die Lebensgrundlagen zukünftiger Generationen sind nur zu sichern, wenn das Lebenserhaltungssystem der Erde in seiner Funktion erhalten bleibt (FAZ 23.8.03).

• Die Entwicklung der Weltbevölkerung und des Verbrauchs vieler Ressourcen weist immer deutlicher darauf hin, dass wir uns den Grenzen der natürlichen Tragfähigkeit des Planeten Erde nähern und damit die Entwicklungsmöglich-keiten künftiger Generationen beschneiden (BMU 1998)

• Ziel ist deshalb die nachhaltige Entwicklung der Gesellschaften der Erde! Um vom heutigen Zustand in ein zukünftig nachhaltige Entwicklung zu kommen wird Management benötigt

Die Vorlesung und Übung soll Antworten geben auf Fragen wie:

• Was heißt in diesem Zusammenhang „Lebenserhaltungssystem der Erde“, was heißt „nachhaltige Entwicklung“, wie sieht „Management“ von Umwelt aus, wie sehen praktische Ansätze dazu aus?


Was ich erwarte

1. Die Veranstaltung ist eine Pflichtveranstaltung, wenn man Bachelor Geographie studieren will

2. Integratives Umweltmanagement besteht aus drei Teilen

1. Der regelmäßigen Teilnahme an der Vorlesung (max. 2x Fehlen)2. Der regelmäßigen Teilnahme an den Übungen ( max. 2x Fehlen)3. Dem erfolgreichen Ablegens der Klausur am Ende des Semesters

3. Die Übungen sind Projektarbeiten in Gruppe, die

1. praktische Arbeiten im Bereich Integratives Umweltmanagement fördern sollen,

2. Dazu gehören Projektausschreibungen, Angebote, Recherchen und vor allem Berechnungen,

3. die Teamfähigkeit verbessern sollen,

4. Die Klausur behandelt in ihrem Stoff

1. Die Vorlesung2. Die Übungen


Inhalt der Vorlesung

Inhalt der Vorlesung:

1 Begriffsbestimmung, Problembeschreibung, Ziele des Umweltmanagements

2 Das Erdsystem: Globale und regionale Diagnose1 Die Dynamik des Erdsystems

2 Das Anthtopozän: wie Menschen die Erde verändern

3 Wie das Erdsystem auf die Menschenen reagiert

4 Konsequenzen der Umweltveränderungen

3 Grundlagen des Integrativen Umweltmanagements1 Umweltethik

2 Umweltökonomie

3 Umweltpolitik

4 Umweltrecht

4 Globale und regionale Beispiele 1 Kyoto-Protokoll und Kopenhagen Prozess

2 EU-Wasserrahmenrichtlinie

3 Umweltcluster Bayern


Das Erdsystem


Begriffe

• Integrativ

Integration ist die Zusammenführung einzelner, abgrenzbarer Teile zu einem funktionierenden Ganzen

z.B. „in einer Autofabrik werden Teile von Zulieferern zu einem Fahrzeug „integriert“, übertragen auf Umweltfragen heißt das die Zusammenführung von Erkenntnissen aus unterschiedlichen Wissenschaftsbereichen zur Lösung von Umweltmanagementproblemen

• Umwelt

Umwelt ist die das jeweilig betrachtete Lebewesen umgebende Geo- und Biosphäre. Das betrachtete Lebewesen tritt mit seiner Umwelt in Wechselwirkung, d.h. es nutzt die Umwelt zur Lebenserhaltung, verändert damit durch wechselseitigen Austausch die Umwelt und wird von ihr verändert

• Management

Management ist das dynamische Gestalten von Prozessen zur Erreichung eines Ziels. Management unterscheidet sich damit von Planung indem es zu jedem Zeitpunkt versucht, Entscheidungen so zu treffen, dass ein vorgegebenes Ziel erreicht wird.


Begriffe

• Erdsystem

Das Zusammenwirken aller Prozesse auf, über und unter der Erdoberfläche in

den geschlossenen Stoffkreisläufen der Erde. Der Mensch ist Teil des

Erdsystems und beansprucht kostenlos Dienstleistungen des Erdsystems, die

sein Überleben sichern (sauberes Wasser, Sauerstoff, Nahrungsmittel, etc.).

Die Prozesse im Erdsystem bilden das Lebenserhaltungssystem für den

Menschen.

• Global Change

Global Change beschreibt und erfasst das Phänomen der sich

beschleunigenden globale Veränderung der Umwelt, der Wirtschaft und der

Gesellschaft durch die wachsende Erdbevölkerung und ihre Auswirkungen auf

das Erdsystem. GC Forschung behandelt in vier großen Forschungsprogram-

men den Globalen Wandel:

– Das Weltklimaprogramm (WCRP)– Das Internationale Programm zur Geo- und Biosphäre (IGBP)– Das Internationale Programm zur Biodiversität (DIVERSITAS)– Das Internationale Programm zur menschlichen Dimension (IHDP)


Begriffe

• Nachhaltige Entwicklung (sustainable development)

Brundtland Kommission: definiert „Nachhaltige Entwicklung“ als die Fähigkeit der Menschheit „to ensure that it meets the needs of the present without comprising the ability of future generations to meet their own needs“

(WCED (World Commission on Environment and Development). 1987. Our Common Future, New York: Oxford University Press. Seite 43)

Wenn man weiterliest in diesem Report stößt man auf bemerkenswerte Aussagen:

• „no single blueprint of sustainability will be found, as economic and social systems and economic conditions differ widely. Each nation, region and community will have to create custom designed approaches“ (S.40)

• „without re-orientation of attitudes and emphasis little can be achieved. People should have no illusion about ‚quick-fix‘ solutions. The Commission tried to point out some pathways to the future. But there is no substitute for the journey itself, and there is no alternative to the process by which we retain a capacity to respond to the experience it provides.“ (S.309)

• „The search for common interest would be less difficult if all development and environment problems had solutions that would leave everyone better off. This is seldom the case, and there are usually winners and losers.“ (S.48)


Nachhaltigkeit

Zwischen 1987 und heute lag:

• der Erdgipfel in Rio de Janeiro (1992)

• der Weltgipfel über nachhaltige Entwicklung in Johannisburg (2002)

Nachhaltige Entwicklung wird inzwischen als Schlüssel zum längerfristigen

Überleben der Zivilisation angesehen. Methoden zu entwickeln, um sie zu

erreichen ist Hauptaufgabe der nächsten Generationen.

Trotzdem können nur ca. 15% der Deutschen sinnvoll erklären, was

Nachhaltigkeit meint!!


Besteht aus (mindestens) drei Aspekten

Ökologische Nachhaltigkeit: natürliche Lebensgrundlagen (Wasser, Luft, Boden, Vegetation) als begrenzender Faktor für die Ausgestaltung der ökonomischen und sozialen Leistungsfähigkeit von Gesellschaften, hat damit Schlüsselrolle!

Ökonomische Nachhaltigkeit: Aufbau von Wirtschaftsstrukturen, die auch in Zukunft möglich sind (z.B,. Kreislaufwirtschaft)

Soziale Nachhaltigkeit: Generationengerechtigkeit der Sozialsysteme

Nachhaltigkeit

Ökologie

SozialesÖkonomie


Nachhaltigkeit

Für nachhaltige Entwicklung stehen drei Prinzipien zur Verfügung:

• Regeneration

Erneuerbare Naturgüter dürfen auf Dauer nur im Rahmen ihrer

Regenerationsfähigkeit genutzt werden, anderenfalls gingen sie zukünftigen

Generationen verloren

• Substitution

Nichterneuerbare Naturgüter dürfen nur in dem Maß genutzt werden, wie ihre

Funktion durch andere Materialien oder durch andere Energieträger ersetzt

werden können

• Anpassungsfähigkeit

Die Freisetzung von Stoffen oder Energie darf auf Dauer nicht größer sein als

die Anpassungsfähigkeit der Ökosysteme – z.B. des Klimas, der Wälder und

der Ozeane


Nachhaltigkeit

Das ist reichlich abstrakt! Fragen bleiben:

– Was sind die Bedürfnisse? (heute und morgen)– Was beinhaltet das Lebenserhaltungssystem des Planeten – Wie kann man wissen worüber man spricht? Wie kann man Nachhaltigkeit messen?– Sind das richtige Ziele? Ist das prinzipiell überhaupt möglich?

Bedürfnisse des Menschen:

– Nahrung und Nährstoffe– Behausung– Erziehung und Bildung– Arbeit

Lebenserhaltungssystem des Planeten

– Sicherstellung von Verfügbarkeit und Qualität von Süßwasser– Kontrolle der Emissionen in die Atmosphäre– Sicherstellung der Leistungsfähigkeit der Bodenressourcen– Schutz der Ozeane– Erhaltung der Arten und der Ökosysteme


Ziele des Umweltmanagements

• Management ist das dynamische Gestalten von Prozessen zur Erreichung eines Ziels. Management unterscheidet sich damit von Planung indem es zu jedem Zeitpunkt versucht, Entscheidungen so zu treffen, dass ein vorgegebenes Ziel erreicht wird.

• Umweltmanagement ist das dynamische Gestalten von Prozessen in Umwelt und Gesellschaft mit dem Ziel der nachhaltigen Entwicklung.

– auf unterschiedlichen Skalen:• Global: Treibhausgase, Wasserknappheit, Bildung, Hunger, etc. Dazu gehören

internationale Abkommen (Kyoto Protokoll, UN Framework Convention on Climate Change, etc.). Wie sehen diese Vereinbarungen aus? Auf welchen Erkenntnissen beruhen sie? Wie setzt man diese Vereinbarungen um?

• Regional: Landwirtschaft, Industrieproduktion, Wasserversorgung, Verkehr, in verschiedenen Regionen der Erde (z.B. EU-Wasserrahmenrichtlinie, Klimapakt Bayern)

• Lokal: Betriebe, Gemeinden, lokale Agenda 21, regenerative Energie. Wie sieht eine nachhaltig wirtschaftende Gemeinde aus?

Nur integrative Ansätze, die verschiedene Fachdisziplinen zusammenbringen,liefern erfolgreiche Antworten => Integratives Umweltmanagement


Das Erdsystem

Wie funktioniert das Erdsystem?

•Viel Verständnis liegt in der Vergangenheit• Milliarden Jahre des Ausprobierens• große Transformationen am Beginn

• von reduzierenden zu oxidierenden Verhältnissen!!

• Lebenswentwicklung• trotzdem hat sich das Leben stabil

entwickelt (seit mind. 3 Mrd. Jahrenkein Tag ohne Leben auf der Erde!)

•Was sagt die Vergangenheit?• ist durch Dokumente zugänglich• im Allgemeinen Ablagerungen:

• Bohrkerne in •Gesteinen•Seesedimenten, •Eis.

• komplexe Analyse der Dokumente:z.B. der Vostok-Eiskern in der Antarktis:(aus Petit et.al., Nature, 1999)


Das Erdsystem

• Was zeigen die Meßwerte:

– Proxies für die lokale Temperatur, z.B. 18O

18O ist das Verhältnis von 16O zu 18O. Es

verändert sich mit der Temperatur des

Niederschlags. Ist damit ein Proxy für die

Lufttemperatur.

– CO2-Gehalt in den Luftblasen des Eises

– CH4 (Methan) in den Luftblasen des

Eises

– Offensichtlich: • laufen die Maxima der verschiedenen

Proxies parallel• Treten die Maxima zyklisch auf, mit einer

Periode von 100 000 Jahren• Variieren die Maxima und Minima kaum

zwischen den Phasen

– Was verursacht diese Oszillation?

– Wie kommt es zu den plötzlichen

Erwärmungen?


Das Erdsystem

• Vorstellung vom Erdsystem als System globaler Kreisläufe schon lange

bekannt:

– Globaler Wasserkreislauf (seit ca. 2500 Jahren vermutet, seit ca. 500 Jahren bekannt, seit ca. 60 Jahren bewiesen).

– Globaler Kohlenstoffkreislauf (viel kürzer erst erkannt, Grundlage der Vegetation)

– Nährstoffkreisläufe (Stickstoff, Phosphor)

– Spurenstoffkreisläufe (Eisen, Magnesium, Mangan, Molybdän)???

Werden Spurenstoffe verbraucht?

• Naive Vorstellung des Erdsystems:

alle Kreisläufe drehen sich regelmäßig in einem stabilen Gleichgewicht. Diese

Vorstellung ist etwa so wahr, wie dieselbe Vorstellung vom Leben eines

Menschen als stetiges glückliches Gleichgewicht.

Diese Vorstellung ist sicher falsch!!!


Das Erdsystem

Das natürliche Selbstregulierungssystem der Erde

• Untersuchungen der Geologischen

Wissenschaften zeigen, dass das Erdsystem

sich h kontinuierlich auf allen Zeitskalen

verändert

• Abb. zeigt die Eis-Akkumulationsraten

der letzten Eiszeiten in verschiedenen

zeitlichen Auflösungen. Es fällt auf,

dass auf allen zeitlichen Skalen

Veränderungen in der Akkumulationsrate

stattfinden.


Das Erdsystem

• Die hauptsächlichen Phasen liegen bei:

– ca. 19000 Jahre und ca. 23000 bei der Präzesion der Erdachse– ca. 40000 Jahre durch die Neigung der Erbahnebene und – ca. 100000 Jahre durch die Exzentrizität der Erdumlaufbahn um die Sonne

• Die Veränderungen der Erddrehung und Erdbahn ändern sich stetig und

langsam, die Bewegungen überlagern sich und führen zu den beobachteten

Eiszeiten.


Das Erdsystem

• Exkurs: Erdbewegungen und Erdbahn

– Präzession: eine Verlagerung der Rotationsachse der Erde als Folge des von Sonne und Mond ausgeübten Drehmoments, dadurch dreht sich die Erdachse rechtsläufig um den Pol der Ekliptik, Periode ca. 25.850 Jahre (platonisches Jahr), 3. MZ

– Nutation: eine der Präzession der Erdachse überlagerte Störung mit einer Periode von 18.6 Jahren (wird auf die Drehung der Mondbahn

zurückgeführt)

– Neigung der Erdbahnebene: periodische Veränderung des Neigungswinkels der Ekliptik, Periode ca. 40. 000 Jahre zwischen etwa 21°55' und

24°18‘2. MZ

– Exzentrizität der Erdumlaufbahn: periodische Veränderung der ellipsenförmigen Erdumlaufbahn (Stauchung der Ellipsenbahn zwischen 0 und 5

Prozent, derzeit 3), hervorgerufen durch Gravitationswirkung anderer Planeten, Periode ca. 100.000 Jahre, 1. MZ

Milankovic-Zyklen, weitgehend als Auslöser der Eiszeiten anerkannt (aber nicht unumstritten)


Das Erdsystem

• Nicht alles ist durch die leichten Veränderungen der Erdumlaufbahn zu erklären:

• Kurzzeitige Schwankungen (mehrere Jahre bis Tausende Jahre)– Vulkanismus (weniger als 10 Jahre)– Erdbeben– Umlenkung von Meeresströmungen– etc.

• Manche Veränderungen laufen

sehr schnell ab:

man sieht hier eine Oszillation des sog.

Dansgaard/Oschger Zyklus, die mit der

Bewegung der Erde zu tun hat. Sie wurde

in Zentral-Grönland gemessen

• Was heißt das? In Zentral-Grönland hat zu einem bestimmten Zeitpunkt die Temperatur in weniger als 10 Jahren um 15 Grad Celsius zugenommen!! Das hat so sicher nichts mit der Bewegung der Erde zu tun.


• Exkurs: Dansgaard-Öschger-Zyklen

– Untersuchungen am Grönland-Eiskern von Hans Oeschger und Willi Dansgaard– während der letzten Eiszeit über zwanzigmal drastische Erwärmung in einem Turnus

von etwa 7.000 Jahren– Temperaturanstieg innerhalb von ein bis zwei Jahrzehnten um bis zu 10°C– Ereignisse dauerten einige Jahrhunderte an

• Die Vorstellung einer gleichmäßig kalten Eiszeit musste aufgegeben werden

– Zeitlich korrespondierend dazu fanden Sedimentologen in nordatlantischen Tiefseesedimenten Lagen von Gesteinsmehl und –grus (sog. Heinrich-Lagen)

• Material stammt aus driftenden und abschmelzenden Eisbergen

– Ursachen der Zyklen noch nicht geklärt, man vermutet eine Veränderung der Meeresströmung im Nordatlantik (verstärkte Fracht von Warmwasser aus dem Süden)

– Verstärkte Schmelzwasserproduktion stört die thermohaline Zirkulation (geringerer Salzgehalt geringere Dichte Verhinderung der Bildung kalten Tiefenwassers Unterbrechung der Ausgleichsströmungen (wie z.B. Golfstrom))

– damit hochgradig relevant für Climate Change und Global Change Forschung

Das Erdsystem


• Bei allem Zick-Zack fallen zwei Dinge auf:– Die CO2- und CH4-Konzentrationen haben sich offensichtlich während der letzten

vier Eiszeiten nicht außerhalb enger Grenzen bewegt.– Die drei Kurven laufen im Wesentlichen

parallel

• Das ist sicher kein Zufall !!

• Möglicher Erklärungsansatz: die massiven Klimaveränderungen beim Übergang von Glazial zum Interglazial haben sich in einem stark selbst-limitierenden System abgespielt.

• Das Erdsystem reguliert sich über interne Mechanismen offensichtlich soweit selbst, dass die Temperaturen und Gaskonzentrationen bestimmte untere und obere Grenzen nicht verlassen.

Das Erdsystem


Das Erdsystem

• War das auf der ganzen Erde so wie in der Antarktis?

Antarktis:

Arktis: Zentralgrönland

Schon so ähnlich! Aber eben nicht gleich!


Das Erdsystem

Nord- und Südhalbkugel lassen

sich synchronisieren! Hier sieht

man den Durchgang der letzten

Eiszeit.

Was sieht man:

Nord- und Südhemisphäre sind oft

nicht in Phase, oft sind sie sogar in

Gegenphase


Das Erdsystem

Und wie korrespondieren diese Kenntnisse aus den Polbereichen mit den Mittelbreiten?

In den Signalen aus den Sedimenten im Ammersee lässt sich ablesen, dass in Grönland undin den Mittelbreiten ein ähnlicher Temperatureinbruch stattgefunden hat.


Das Erdsystem

Zusammenfassung der vergangenen Variabilitäten im Erdsystem

• Auf allen zeitlichen und räumlichen Skalen ist Variabilität ein Charakteristikum des Erdsystems


Das Erdsystem

• Zusammenfassung:

• Was zeigen die Bohrkerne:

– Sie geben einen detaillierten Aufschluss über das Klima der Vergangenheit– Sie speichern Temperatur und Niederschlag mit oft sehr hoher Auflösung– Sie zeigen, dass es Variationen dieser Parameter sowie der Zusammensetzung der

Erdatmosphäre auf allen zeitlichen Skalen gab• 10tausende von Jahren Erdbahn um die Sonne, Bewegung der Erde um ihre Achse• Tausende von Jahren • Jahrhunderte • Dekaden

– Sie zeigen, dass die Konzentrationen klimawirksamer Treibhausgase ohne menschliche Aktivitäten in den letzten 500000 Jahren obere und untere Grenzen aufweisen

– Dies ist Ausdruck eines komplexen Regelungssystems, das dafür sorgt, dass mindestens seit dieser Zeit ab bestimmten Konzentrationen der Gase Mechanismen zu deren Erhöhung bzw. Reduzierung anspringen

– Welche Teile des Erdsystems sind dafür verantwortlich: momentane Vermutung• Verschiebung der Kontinente zu langsam, zyklisch verstärkter Vulkanismus nicht

nachgewiesen • Die biotische Komponente des Erdsystems

• Wie funktioniert das?

Vorlesung "Integratives Umweltmanagement" Integratives Umweltmanagement.

Documents

Transcript of Vorlesung "Integratives Umweltmanagement" Integratives Umweltmanagement.