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Seeheim-Jugenheim 5.6.2008 Wie lange reicht die Ressource Wasser? Wolfram Mauser Lehrstuhl für Geographie und geographische Fernerkundung Dept. für Geographie.

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1 Seeheim-Jugenheim Wie lange reicht die Ressource Wasser? Wolfram Mauser Lehrstuhl für Geographie und geographische Fernerkundung Dept. für Geographie LMU München Vorsitzender Nationales Komitee für die Global Change Forschung der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)

2 Seeheim-Jugenheim Einstieg Wasserkreislauf 2025 sind zwei Drittel der Weltbevölkerung betroffen

3 Seeheim-Jugenheim Fakten, Thesen und Kernfragen Ist Wasser wertvoll? Welchen Preis hat es? Wasser ist eine Naturressource. Man sagt, Wasser wird knapp. Was bedeutet das? Wo? Warum? Wasser ist eine Schlüsselsubstanz und Voraussetzung für ein funktionierendes Erdsystem. Die Versorgung der Menschen mit sauberem Wasser ist eine kostenlose Dienstleistung des Erdsystems. Diese Dienstleistung wird zur Zeit von der Menschheit nicht nachhaltig genutzt.

4 Seeheim-Jugenheim Die Erde ist der Wasserplanet Ozeane Salzwasser 96.5% Eisschilde und Gletscher 1.77% Grundwasser 1.7% 3.5% Bodenwasser Sümpfe, Permafrost, und Flüsse 0.03% Atmosphäre 0.001%

5 Seeheim-Jugenheim Komponenten des Wasserkreislaufs

6 Seeheim-Jugenheim Der Wasserkreislauf ist ein dynamisches System Wettergeschehen im Juni 1995

7 Seeheim-Jugenheim Vegetation und Wasserkreislauf interagieren dynamisch

8 Seeheim-Jugenheim Wie stabil ist das Erdsystem? Ohne Leben besitzt die Erde wegen ihrer Wasservorkommen zwei stabile Zustände: 1.bei etwa -80 Grad Durchschnittstemperatur 2.bei etwa +320 Grad Durchschnittstemperatur Das Leben hat einen dritten, empfindlichen Gleichgewichtszustand geschaffen: 3.bei etwa +15 Grad Durchschnittstemperatur

9 Seeheim-Jugenheim Schwankungen im 3. Gleichgewicht Quelle: Petit et al., (1999) Nature 399 Was wissen wir? haben zu tun mit komplexen Wechselwirkungen des Wasserkreislaufs, der Vegetation und der Atmosphäre mit Veränderungen der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. das Erdsystem reagiert darauf und verändert die Zusammensetzung der Spurengase der Atmosphäre. es entsteht ein komplexer Regelmechanismus, der die Kreisläufe auf der Erde (Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff, etc.) offenbar in stabilen Bereichen hält. IPCC Projektionen Jahr 2100 CO 2 ( ) CH 4 ( ) heute der Mensch greift massiv ein

10 Seeheim-Jugenheim Die Bedeutung des Wassers im Erdsystem Wasser ist die Grundlage des Lebens: Wasser löst alle Gase bio-geo-chemische Vorgänge finden in wässrigem Milieu statt Wasser ist Transportmittel für fast alle Substanzen Lebewesen bestehen vorwiegend aus Wasser Fazit: Alle Dienstleistungen des Lebenserhaltungssystems der Erde sind wasserabhängig. Die Frage, wie belastbar das Lebenserhaltungssystem der Erde ist, ist eng verbunden mit der Belastbarkeit des Wasserhaushalts. Alles hängt am Niederschlag!! Wasser verrichtet wichtige Dienstleistungen im Lebenserhaltungssystem der Erde: Der Wasserkreislauf reguliert zusammen mit den Kohlenstoffkreilauf die Erdtemperatur auf einem lebensfreundlichen Niveau Wasser löst mineralische Pflanzennährstoffe aus Gesteinen Wasser verwittert Gestein zu Böden Lebewesen bestehen vorwiegend aus Wasser Erdsystem

11 Seeheim-Jugenheim Regionale Auswirkungen Wasserreserven in Gletschern: Vernagt-Ferner in den Alpen Erdsystem

12 Seeheim-Jugenheim Regionale Auswirkungen Wasserreserven in Gletschern: Kilimandjaro Erdsystem

13 Seeheim-Jugenheim Niederschlag verteilt sich nicht gleichmäßig Die Menschen leben, wo es Wasser gibt

14 Seeheim-Jugenheim Was passiert mit dem Niederschlag Das Konzept des blauen und grünen Wassers Quelle: Falkenmark (2004) Es existieren zwei völlig unterschiedliche Pfade des Niederschlags durch das Erdsystem: in Form von Abfluss durch aquatische Ökosysteme (blaues Wasser) in Form von Transpiration durch die Vegetation (grünes Wasser) Mensch und Wasserkreislauf

15 Seeheim-Jugenheim Menschlicher Eingriff in die Flüsse Nil vor und nach Bau des Aswan Damms (Bewässerung, Wasserkraft) Jahreszeitenabfluß vor und nach Einrichtung des Aswan-Damms Burntwood River in Manitobe, Kanada durch Umleitung von Wasser aus dem Churchill- Einzugsgebiet (Wasserkraft) Abfluß des Syr-Darya Flusses, der in den Aralsee mündet. (Bewässerung) Beeinflussung des Wasserhaushalts durch Nutzung des blauen Wassers Mensch und Wasserhaushalt

16 Seeheim-Jugenheim Wie nutzten Mensch und Natur den Niederschlag? offensichtlich nicht so gravierend für den blauen Wasserfluss (ca. 8%) Gravierende Nutzung des grünen Wasserkreislaufs durch den Menschen (Weidewirtschaft, Landwirtschaft, z.T. Wälder, ca. 50% des grünen Wassers) grünes Wasser stellt den überwiegenden Anteil des Wasserkreislaufs auf dem Festland

17 Seeheim-Jugenheim Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? 1.Wir werden mehr – Wachstum mit Grenzen? ,600,411, ,606,949, ,613,487, ,619,814, ,626,352, ,632,679, ,639,217, ,645,755, ,651,871, ,658,409, ,664,737, ,671,275, ,677,602,292 Gute Nachricht! Stabilisierung in Sicht Mensch und Wasserhaushalt Jedes Jahr ein Deutschland zusätzlich!

18 Seeheim-Jugenheim Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? Landnutzung

19 Seeheim-Jugenheim Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? Landnutzung

20 Seeheim-Jugenheim Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? Landnutzung

21 Seeheim-Jugenheim Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? Landnutzung

22 Seeheim-Jugenheim Fazit: Landnutzungsänderungen finden zur Sicherung der Nahrungsmittelproduktion statt Sie bestehen fast ausschließlich in Entwaldung zugunsten von Ackerland Sie haben fast ausschließlich dazu geführt, dass der Fluss an grünem Wasser reduziert und der Fluss an blauem Wasser vergrößert wurde. -> Reduzierung der Dienstleistungen des Lebenserhaltungssystems zugunsten der Nahrungsmittelproduktion Wie verändert der Mensch die Nutzung des grünen Wassers? Landnutzung

23 Seeheim-Jugenheim Grünes Wasser und Landwirtschaft Wasser und CO 2 benutzen die gleichen Diffusionspfade enge Beziehung zwischen grünem Wasserstrom und Kohlenstofffixierung NutzpflanzeTranspirationskoeffizient (l/kg Trockenmasse) Kartoffel250 – 500 Zuckerrübe350 – 450 Hafer400 – 600 Mais300 – 400 Weizen250 – 550 Roggen400 – 700

24 Seeheim-Jugenheim Menschen handeln anders als das Erdsystem Stickstoff als Treiber des Wasserkreislaufs heute In der Natur herrscht Nährstoffmangel, der Mensch tut alles, um ihn zu beheben! Der Mensch hat seit etwa 1980 die natürlich Stickstofffixierung übertroffen!! ca. 70% des globalen Stickstoffkreislauf wird z.Zt. vom Menschen bestimmt in Tg N pro Jahr, Kroeze(1998) Green (2002)

25 Seeheim-Jugenheim Ertragssteigerung im Getreideanbau

26 Seeheim-Jugenheim Virtueller Wassergehalt von Produkten ProduktGehalt an virtuellem Wasser [Liter] 1 Tomate (70g)10 1 Kartoffel (100 g)25 1 Glas Bier (250 ml)75 1 Tasse Kaffee (125 ml)140 1 kg Weizenmehl Hamburger (150 g) Paar Schuhe8000 LandWeizen [l/kg] Rindfleisch [l/kg] USA China India Russia Indonesia Australia Brazil Japan Mexico Italy Netherlands Global Average Bottom Line: Wenns nach dem Wasser geht ist ein Glas Bier besser als eine Tasse Kaffee! Es ist wichtig für den Gehalt an virtuellem Wasser eines Produktes, wo und wie es produziert wurde!

27 Seeheim-Jugenheim Wie nutzen die Menschen des Wasser? Globaler durchschnittlicher Wasserverbrauch pro Tag: Blaues Wasser: Trinken, Hygiene, Industrie Grünes Wasser: Nahrung 2400 kcal vegetarisch 600 kcal Fleisch 1200 liter vegetarisch 2300 liter Fleisch Frage zum globalen grünen Wasserverbrauch stehen in engem Zusammenhang mit Fragen der Nahrungsmittelproduktion und Essgewohnheiten!!

28 Seeheim-Jugenheim Ernährung als Treiber des Wasserkreislaufs Wasserverbrauch: 500 Liter für 1 kg Brot, 20 Liter für einen Burger bis zu 7000 Liter für 100 g Rindfleisch, 700 Liter für einen Burger Wasserverbrauch wird zu einer Funktion der Ernährungswünsche und Lebensstile LandVerbrauch von Grünem Wasser [m³/p/Jahr] USA2400 Deutschland1700 China700 Indien500

29 Seeheim-Jugenheim Abhängigkeit von Ländern von virtuellem Wasser LandInterner Wasser- verbrauch (10 9 m³/yr) Externer Wasser- verbrauch (10 9 m³/yr) Wasser-Autarkie % Abhängigkeit vom Import virtuellen Wassers % Indonesien Ägypten Südafrika Mexiko Spanien Deutschland Japan UK Jordanien Holland Handel realer Güter heisst auch Handel mit virtuellem Wasser!

30 Seeheim-Jugenheim Was kommt auf uns zu? ZweckGlobaler Fluss von grünem Wasser 2050 [km³/Jahr] Nahrungsmittelproduktion heute7 800 Beseitigung des weltweiten Hungers2 200 Nahrungsmittel für weitere 3 Milliarden Menschen3 900 Summe Wenn im Jahr 2050 Jeder genug zu Essen und sauberes Wasser haben soll und die Konsumgewohnheiten bei Nahrungsmitteln sich in den industrialisierten Ländern nicht ändern und die Art, wie wir Nahrungsmittel erzeugen sich nicht ändert dann brauchen wir 6000 km³ mehr grünes Wasser pro Jahr Woher nehmen? Viel mehr grünes Wasser für viel mehr Menschen:

31 Seeheim-Jugenheim Keine Wunderlösung! Niederschlag [mm/a] Bevölkerungsdichte [Menschen/km²] Aber mehrere Optionen für 2050: Ausweitung der landwirtschaftlichen Anbauflächen: keine wirkliche Option, fast alles Land ist bereits genutzt.

32 Seeheim-Jugenheim Land kann oft nur für einen Zweck genutzt werden! Wo liegt das Dilemma? 70 Mio. Mehr Menschen pro Jahr auf der Erde brauchen jedes Jahr 3 Mio. Hektar mehr Landwirtschaftsfläche. Bis 2050 sind das ungefähr 120 Mio. Hektar mehr. Das ist doppelt so viel, wie die gesamte Agrarfläche der EU. Aber es geht noch weiter: Jedes Auto braucht zwischen 0.07 Hektar (USA) und 0.02 Hektar (Europa, Indien) zum Parken und zum Fahren. Eine Million neue Autos (z.B. in Indien) verwandeln Hektar Land in versiegelte Flächen, verhindern damit 75 Mio m³ Verdunstung von grünem Wasser pro Jahr damit Tonnen Weizen. Mit Tonnen Weizen kann man ungefähr Menschen ernähren. Hochgerechnet werden bis 2050 weitere 60 Mio. Hektar Land für Autos gebraucht, die gesamte Landwirtschaftsfläche der EU.

33 Seeheim-Jugenheim Was kommt auf uns zu? Zukunft der Ressource Wasser Szenarien zukünftiger Entwicklung bis 2050: Anwachsen der Erdbevölkerung auf 9.5 Milliarden Menschen Mehr Autos Anstieg des Erdtemperatur um 1.2 bis 2.3 Grad (IPCC). Auftauen von Permafrostböden in Kanada, Skandinavien und Sibirien, Reduzierung der Niederschläge im Mittelmeerraum Ausweitung der Wüsten um km²/Jahr (~ Fläche Bayerns) Moderate Veränderungen des Niederschlags in Mitteleuropa Anstieg des Lebensstandards in China und Indien mit Erhöhung des Fleischkonsums in China und Indien

34 Seeheim-Jugenheim Future Perspectives heißt: Die landwirtschaftliche Fläche für jeden Menschen auf der Erde nimmt stetig ab Bewässerte Flächen pro Person nimmt nicht zu

35 Seeheim-Jugenheim Keine Wunderlösung! Aber mehrere Optionen für 2050: Ausweitung der Bewässerungsfläche: FAO sagt, das ist in moderatem Umfang in den nächsten Jahrzehnten möglich, Grenze liegt bei 150 % der heutigen Fläche Wassernutzungseffizienz steigern: –Kofi Annan: More crop per drop = Reduzierung von Verschwendung und Wasserverlusten in der Landwirtschaft durch besseres Wirtschaften –Verbesserung der Wassernutzung der Pflanzen durch Züchtung (gentechnisch oder konventionell) –Wasser sparen durch Handel mit virtuellem Wasser –Veränderung der Lebensstile und Konsummuster

36 Seeheim-Jugenheim More Crop per Drop Möglichkeiten für Effizienzsteigerungen sind riesig: Der durchschnittliche Ertrag liegt weltweit bei ca. 1 Tonne Nahrungsmittel pro Hektar. Der Ertrag in Europa liegt bei etwa 9 Tonnen pro Hektar Theoretisch sind unter optimalen Bedingungen 20 Tonnen pro Hektar möglich

37 Seeheim-Jugenheim Handel mit virtuellem Wasser spart grünes Wasser Beispiel Mexiko: Mexiko importiert Getreide, Mais und Hirse aus den USA. Dazu benötigen man in den USA 7.1 Milliarden m³ grünen Wassers Wenn Mexiko die importierten Nahrungsmittel selbst erzeugen würde, dann würde es dazu 15.6 Milliarden m³ grünen Wassers benötigen Der Handel von Nahrungsmitteln zwischen USA und Mexiko hat dem Planeten also den Verbrauch von 8.5 Milliarden m³ grünen Wassers erspart!

38 Seeheim-Jugenheim Effiziente, nachhaltige und gerechte Wassernutzung in einer globalisierten Welt Ein paar Gedanken: Der globale Wasserkreislauf würde zusammen brechen, wenn jeder Menschauf der Erde einen Wasser-Fußabdruck eines Europäers oder Amerikaners hätte (USA: 2400 m³/Jahr, China: 700 m³/Jahr) Der Handel mit virtuellem Wasser kann dazu beitragen, Wasserresssoucen in den Trockengebieten zu schützen (z.B. Jordanien, das 4x so viel virtuelles Wasser importiert, wie es auf seinem eigenen Staatsgebiet verbraucht) Allerdings: der Schutz der Naturressourcen erzeugt eine erhöhte Abhängigkeit von importierten Wasser (z.B. virtuelles Wasser für reales Öl im Sudan und im Tschad!) Die Abhängigkeit von importiertem virtuellem Wasser steigt in den Industrieländern durch wasserintensive Lebensstile (Deutschland importiert 53% des verbrauchten virtuellen Wassers) Dabei ist das eigentliche Problem für die Nachhaltigkeit: die Schäden bei der Nutzung von virtuellem Wasser zur Erzeugung von importierten Futtermitteln entstehen in Regionen, von denen wir keine Ahnung haben (Externalisierung). Der beste Schutz der regionalen Wasserressourcen in den Trockengebieten ist Import von Nahrungsmitteln und Export von Energie d.h. Intensivierung des Welthandels

39 Seeheim-Jugenheim Effiziente, nachhaltige und gerechte Wassernutzung in einer globalisierten Welt Ein paar Notwendigkeiten: Wir alle müssen uns auf ein paar wichtige Sachen verständigen: Kleinbauern unterstützen um ihnen zu helfen, grünes Wasser zu sparen, Wieviel Wasserverbrauch steht einer Person auf der Erde zu? Faire Wasserpreise: Wieviel soll der persönliche Wasserverbrauch kosten. Der Preis sollte die vollen Kosten der Nutzung des Wasserkreislaufs beinhalten (Investitionen, Betrieb, Wartung, eine spezielle Abgabe, wo Wasser knapp ist, die Kosten der Schäden am Erdsystem durch Übernutzung der Wasserressurcen) Minimale Wasserrechte: –Zugang zu sauberem Drink- und Sanitärwasser –Für jeden Menschen einen minimalen Zugang zu grünem Wasser, um die lebenswichtigen Nahrungsmittel zu produzieren

40 Seeheim-Jugenheim Wie lange reicht die Ressource Wasser? Zwei mögliche Antworten: 1.Ewig, Wasser gehorcht nämlich einem Kreislauf! 2.So lange, bis der Kreislauf nicht mehr funktioniert! Solange Wasser als Naturressource in allen Gesellschaften einen zu geringen ökonomischen Wert besitzt, gibt es wenig Anreiz, den Kreislauf zu erhalten! Ihm (dem Wasserkreislauf) den angemessenen Wert zu geben ist der Schlüssel zum nachhaltigen Umgang mit Wasser. Ein intakter Wasserkreislauf und ein darauf aufbauendes funktionierendes Lebenserhaltungssystem der Erde ist ökonomisch so wertvoll, wie z.B. Entwicklung, Bau und Betrieb einer globalen Klimaanlage Entwicklung, Bau und Betrieb einer globalen Sauerstoff-Maschine Entwicklung, Bau und Betrieb einer globalen CO 2 -Fress-Maschine Entwicklung, Bau und Betrieb einer globalen Denitrifizierungs-Maschine......

41 Seeheim-Jugenheim Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!


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