Wissenschaftler schätzen, dass 80 Prozent der Landoberfläche der Erde Spuren menschlicher Aktivitäten aufweisen, von Straßen über Feldfrüchte bis hin zu Handytürmen.
Studien zeigen, dass die Gesellschaft unter den gegenwärtigen Landnutzungspraktiken einen immer größeren Teil der biologischen Ressourcen des Planeten beschlagnahmt, um die Bedürfnisse des Menschen zu befriedigen. Es wächst die Sorge, dass die daraus resultierenden Umweltveränderungen die natürlichen Funktionen der terrestrischen Ökosysteme ernsthaft beeinträchtigen könnten. Dies könnte ihre langfristige Fähigkeit, das Leben auf der Erde zu erhalten, gefährden, indem wichtige Dienstleistungen wie Nahrungsmittelproduktion, Wasser- und Luftfilterung, Klimaregulierung, Schutz der biologischen Vielfalt, Erosionsschutz und Kohlenstoffspeicherung erbracht werden.
"Letztendlich müssen wir uns fragen, wie viel von der Produktivität der Biosphäre wir erreichen können, bevor Planetensysteme zusammenbrechen", warnen Jonathan Foley und eine Gruppe von Mitautoren in einem Artikel, der im Juli letzten Jahres in den Proceedings der National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde ).
Foley, Direktor des Zentrums für Nachhaltigkeit und globale Umwelt an der Universität von Wisconsin-Madison, verwendet modernste Computermodelle und Satellitenmessungen, um Zusammenhänge zwischen Landnutzungsänderungen und Umweltbedingungen auf der ganzen Welt zu analysieren. Diese Forschung hat gezeigt, dass die Landwirtschaft heute die vorherrschende Form der menschlichen Landnutzung ist. Etwa 35 Prozent aller eisfreien Flächen werden jetzt für den Anbau von Getreide und die Viehzucht verwendet. Das ist ein Plus von nur 7 Prozent im Jahr 1700.
Das physische Ausmaß der Landumwandlung für menschliche Aktivitäten ist jedoch nur ein Teil der Geschichte. Auch die Intensität solcher Aktivitäten spielt eine große Rolle: Eine intensivere Landnutzung verbraucht in der Regel mehr Ressourcen.
Eines der bislang besten Bilder der kollektiven Auswirkungen der Menschheit auf terrestrische Ökosysteme stammt aus einer neuen Studie, die auch im Juli von einem europäischen Forscherteam durchgeführt wurde. Sie erstellten räumlich explizite Karten in Einheiten von 6, 2 Quadratkilometern, die nicht nur Aufschluss darüber geben, welche Arten von lokaler Landnutzung weltweit vorherrschen, sondern auch ungefähr, wie viel Biomasseenergie - oder natürliche Produktivität - die verschiedenen Landnutzungspraktiken verbrauchen. (Die verbleibende Biomasseenergie steht zur Unterstützung der biologischen Funktionen in allen anderen trophischen Ebenen oder Nahrungsnetzen von Ökosystemen zur Verfügung.)
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Mensch, nur eine von 2 bis 20 Millionen Arten auf dem Planeten, 25 Prozent der in allen terrestrischen Ökosystemen verfügbaren trophischen Energie verbraucht", sagt Hauptautor Helmut Haberl von der Universität Klagenfurt in Wien. "Das ist eine ziemlich dramatische Ungleichung."
Die Muster der menschlichen Landnutzung sind weltweit sehr unterschiedlich und werden von biophysikalischen und sozioökonomischen Bedingungen beeinflusst. In weiten Gebieten Asiens und Afrikas südlich der Sahara sind beispielsweise Subsistenzlandwirtschaft und kleine landwirtschaftliche Betriebe nach wie vor Standard. Im Allgemeinen gibt es heutzutage jedoch eine stetige Verschiebung hin zu einer intensiveren Landnutzung, getrieben von steigendem Lebensstandard und Bevölkerungswachstum, die die steigende Nachfrage nach Gütern und Dienstleistungen befeuern.
Die moderne Landwirtschaft bietet ein gutes Beispiel. In den letzten 40 Jahren hat sich die globale Getreideernte verdoppelt, obwohl die gesamte Anbaufläche nur um 12 Prozent gewachsen ist. Dank neuer Getreidesorten, chemischer Düngemittel, Mechanisierung und Bewässerung ist es möglich, den Ertrag von Ackerland zu steigern. Der Nachteil ist jedoch, dass die Umwelt stärker geschädigt wird, einschließlich Bodendegradation, vermehrter Pestizideinsatz und Wasserverschmutzung durch abfließende Nährstoffe.
Eine weitere neue Studie zeigt, welche massiven Umweltschäden moderne landwirtschaftliche Praktiken langfristig verursachen können. Der im August in PNAS veröffentlichte Bericht weist darauf hin, dass die landwirtschaftliche Nutzfläche des Planeten möglicherweise bereits anfälliger ist, als die Gesellschaft glaubt. Nachdem David Montgomery von der Universität von Washington in Seattle Aufzeichnungen aus aller Welt zusammengetragen hatte, gelangte er zu dem Schluss, dass herkömmliche pflugbasierte Anbaumethoden die globale Bodenerosion dramatisch beschleunigen. Es passiert, sagt er, mit Raten, die 10- bis 100-mal höher sind als die Raten, mit denen neuer Boden geschaffen wird.
"Dies bedeutet, dass wir in ein paar hundert bis ein paar tausend Jahren den Mutterboden entfernen können", sagt Montgomery. "Die derzeitige Erosionsrate ist eine, die die Zivilisation in den nächsten Jahrhunderten beunruhigen dürfte, aber das Problem spielt sich so langsam ab, dass es für die Menschen schwierig ist, ihre Köpfe darum zu wickeln."
Um dem Problem entgegenzuwirken, plädiert Montgomery für eine umfassende Einführung der Direktsaat. Dieser Ansatz verzichtet auf die Verwendung eines Pfluges zum Wenden des Bodens, wodurch der Mutterboden anfälliger für Erosion wird. Stattdessen schleudern die Landwirte die Getreidestoppel leicht in den Mutterboden. Obwohl für die Direktsaat unter bestimmten Bedingungen Pestizide und Herbizide erforderlich sein können, würde dies langfristig durch eine Reihe von Vorteilen aufgewogen, so Montgomery. Eine Direktsaat würde die Erosion auf Werte reduzieren, die denen der natürlichen Bodenproduktion nahe kommen. Weitere Vorteile sind eine verbesserte Bodenfruchtbarkeit und eine erhöhte Kohlenstoffspeicherung, da sich mehr organische Substanz im Boden ansammelt.
Wissenschaftler gehen seit Jahren weithin davon aus, dass die massive Bodenerosion durch die Landwirtschaft eine wichtige Rolle bei der Veränderung des Kohlenstoffgehalts in der Atmosphäre spielt. Die genaue Natur dieses Zusammenhangs ist jedoch nicht gut verstanden, und Beweise aus verschiedenen Studien waren höchst widersprüchlich. Einige Studien haben ergeben, dass die globale Bodenerosion durch die Landwirtschaft erhebliche Mengen an Kohlenstoff in die Atmosphäre abgibt. andere fanden einen beträchtlichen Kohlenstoff- "Senken" -Effekt.
Ein Oktober-Bericht in Science widerlegt beide Behauptungen. Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Kristof Van Oost von der Katholischen Universität Leuven in Belgien stellte mithilfe einer neuen Analysemethode fest, dass sich die globale Bodenerosion nur minimal auf den Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre auswirkt. Es fängt Kohlenstoff ab, sagen diese Forscher, aber nur ein Fragment, und zwar in Mengen, die weit unter einigen früheren Schätzungen liegen.
Diana Parsell von Falls Church, Virginia, schreibt häufig über wissenschaftliche Themen.
