Bevölkerungsdynamik & Versorgungssysteme aus Sicht der Syndromanalyse Matthias K. B. Lüdeke, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung, Abt. Integrierte Systemanalyse Syndromkonzept: typische Muster - Diagnose des derzeitigen Globalen Wandels - Prognose und Handlungsoptionen Syndrome und deren Bezug zu Bevölkerungsdynamik und Versorgungssystem Sahel-Syndrom: Bäuerliche Armut, mangelnde Entwicklung der Ressourcen- produktivität und Landflucht Favela-Syndrom: Unkontrolliertes Stadtwachstum durch Migation Urban Sprawl-Syndrom: Zersiedelung der Landschaft zu Lasten des Gemeinwohls Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Syndrome Approach An Intermediate Complexity Analysis of Global Change Typical Functional Patterns Matthias K.B. Lüdeke www.pik-potsdam/~luedeke

Global Distribution of Selected Syndromes Based on 60 indicators with global coverage. Uncharted regions: absence of selected Syndromes or data gaps. Lüdeke/Petschel-Held/Schellnhuber 2004, Gaia 1/04 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Syndromliste: typische Muster problematischen Globalen Wandels Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Eng mit Bevölkerungsdynamik verknüpfte Syndrome Sahel Natürliches Bevölkerungswachtum auf dem Land, armutsgetriebene Migration in die Städte - Änderung der Zusammensetzung der ländlichen Bevölkerung mit Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktivität Favela Rapide und ungeplante Urbanisierung in Entwicklungs- und Schwellenländern, durch Landflucht und natürliches Bevölkerungswachstum getrieben Urban Spawl Migrationbewegung von dichter besiedelten Innenstadten in die Stadtperipherie und den ländlichen Raum Grüne Revolution Als Antwort auf teils bevölkerungswachstumsbedingte Nahrungsmittelknappheit Einsatz unangepaßter Agrar- technologie. Rein angebotsorientes Programm, das die ländliche Entwicklung vernachlässigt Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Symptomsammlung Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke Graphische Darstellung der Symptomsammlung zum Globalen Wandel mit ihrer Zuordnung zu den verschiedenen Sphären des Erdsystems. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Sahel Syndrome Environmental degradation by rural-poverty driven overexploitation of marginal sites Vicious Circle: Impoverishment  Extension of Agriculture  Soil degradation  Reduction of Yield  Impoverishment Das Sahel-Syndrom tritt typischerweise in Subsistenzwirtschaften auf, wo ländliche Armutsgruppen und von Ausgrenzung bedrohte Bevölkerungsschichten durch Übernutzung der Agrarflächen (z.B. Überweidung, Ausweitung von Ackerbau auf ökologisch empfindliche Gebiete) einer zunehmenden Degradation ihrer natürlichen Umwelt ausgesetzt sind. Die syndromspezifischen Probleme der Bevölkerung sind wachsende Verarmung, Landflucht, eine steigende Anfälligkeit gegenüber Nahrungskrisen sowie zunehmende Häufigkeit von politischen und sozialen Konflikten um knappe Ressourcen. Die Intensivierung ursprünglich nachhaltiger Bodenbearbeitungsmethoden, wie z.B. die Aufgabe von Fruchtfolge- und Rotationssystemen oder die Verkürzung der Brachezeiten sind wichtige Kennzeichen des Syndroms. Unangepasste Entwicklungsstrategien (Sesshaftmachung von Nomaden, Tiefbrunnenbau) können zur Entstehung des Syndroms beitragen. Diese Entwicklung, die durch ein hohes Bevölkerungswachstum verschärft wird, geschieht im Kontext gesamtgesellschaftlicher Transformationsprozesse, wie der Auflösung traditioneller Solidarsysteme, der Verschiebung lokaler Preisgefüge infolge subventionierter Exporte aus Industrieländern und kulturellem Wandel. Im Verlauf des Sahel-Syndroms kommt es zu einer sukzessiven Verengung der Handlungsspielräume der betroffenen sozialen Gruppen (Extremfall: Hungerkatastrophe), da sich Verarmung, Übernutzung und Umweltdegradation gegenseitig verstärken. Im Sahelgebiet selbst sind inzwischen durch die Destabilisierung der ländlichen Produktions- und Sozialsysteme mehr als die Hälfte der Bevölkerung von Hunger bedroht. Die traditionelle Landwechselwirtschaft hat durch das Bevölkerungswachstum die kritische Grenze überschritten, so dass es zu einer Ausweitung der Agrarproduktion auf Grenzertragsflächen kommt. Die Konsequenz der unangepassten Landnutzung ist Desertifikation und Abwanderung in die Städte. Ein anderes Beispiel für das Sahel-Syndrom ist die Waldkonversion an marginalen Standorten mit nachfolgender Subsistenznutzung: shifting cultivation (Brandrodungsfeldbau). Zum Beispiel sind Erosionsbedingte Überschwemmungskatastrophen im Süden Thailands eine direkte Folge dieser Nutzungsform im Norden des Landes. Symptome: Destabilisierung von Ökosystemen, Verlust biologischer Vielfalt, Bodendegradation, Desertifikation, Gefährdung der Ernährungssicherung, Marginalisierung, Landflucht. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Syndromspezifisches Beziehungsgeflecht des SahelSyndroms Das syndromspezifische BZG des Sahel-Syndroms Als zentrales Element des Beziehungsgeflechts lässt sich die selbstverstärkende Verknüpfung von "Soziale und ökonomische Ausgrenzung", "Zunahme nationaler Disparitäten", "Bevölkerungswachstum", "Intensivierung bzw. Ausweitung der Landwirtschaft" und zunehmender Bodendegradation ("Fertilitätsverlust", "Erosion") ausmachen. In der Literatur zum Globalen Wandel wird vor allem der Zusammenhang zwischen Armut (bzw. Verarmung), Bevölkerungswachstum, Übernutzung von natürlichen Ressourcen, Umweltdegradation und weiterer Verschlechterung der ökonomischen und sozialen Lage hervorgehoben In dem Kontext des Sahel-Syndroms kann man hier auch einfacher von Armut sprechen Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Intensitätsmaß für das Sahel-Syndrom (Daten aus dem Zeitraum 1985-1992) Typische dynamische Eigenschaften des Syndroms: N Landwirtschaftliche Aktivität B Status der Bodendegradation A Anzahl der ländlichen Armen Kausalbeziehungen des Syndromkerns  Für eine lineare Approximation für fi Evaluierung dieser Bedingung führt zum Maß für den Teufelskreis: Zu diesem Zweck muss der Kern des Beziehungsgeflechts dahingehend erweitert werden, dass Ursache und Wirkung einzelner Kausalbeziehungen hinsichtlich ihres Typs, d.h. Rate, Zustand oder Integral, spezifiziert werden. B(t) = bezeichnet den Bodenabtrag seit einem Referenzzeitpunk t0 mit B(t), A(t) = die absolute Zahl der auf dem Lande lebenden Menschen, deren Einkommen unter einer definierten Armutsgrenze ("poverty line") liegt N(t) = ein Maß für die Ausdehnung sowie die Bewirtschaftungsintensität der derzeitig landwirtschaftlich genutzten Fläche dann bedeutet: dB/dt die derzeitige Erosionsrate, dA/dt die Verarmung der ländlichen Bevölkerung und dN/dt die Ausweitung/Intensivierung der Landwirtschaft. Die in grün unterlegte Gleichung zeigt die Abweichung der Veränderungen der einzelnen Raten an. Sind die Raten gleich, so kann dies als ein starker Hinweis auf die Präsenz des Syndromkernmechanismus angesehen werden. Dies ist die erste Komponenten des Intensitätsmaß. Die zweite Komponente wird durch die Stärke des Anwachsens der Teufelskreisvariablen gegeben. Um eine Intensität für das Sahel-Syndrom angeben zu können, müssen nun beide Bedingungen, eine “hohe Präsenz des Teufelskreises” und eine “hohe Rate der Verschlechterung” einer der Variablen, vorliegen. Stärke des Teufelskreis: Intensität des Sahel-Syndroms: Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Globale Intensität des Sahel Syndroms Die Intensität gibt ein Maß für die räumliche Verteilung des Auftretens des Syndroms. Die Leitfrage hier ist: Wie stark ist das Beziehungsgeflecht in dieser Region ausgeprägt? Diese Frage wird mit Hilfe der Intensität des Sahel-Syndroms beantwortet, also des räumlichen Musters des "aktiven" Syndroms Die Regionen, in denen bis heute das Sahel-Syndrom wirklich aufgetreten ist, stellen sich idealerweise als Untermenge der disponierten Gebiete dar. Im Rahmen der hier durchgeführten Syndromanalyse erlaubt der Vergleich der geographischen Verteilung disponierter Regionen mit einer hohen Sahel-Intensität: die Identifikation disponierter Regionen, in denen das Syndrom noch nicht ausgebrochen ist ( global management) möglicherweise die Identifikation von Inkonsistenzen, falls das Syndrom in nicht dafür disponierten Region anzutreffen sein sollte Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Sahel Syndrome in NE-Brazil: A Qualitative Model Choices amongst livelihood and management options: off-farm vs. on-farm labour consumption vs. investment in resource quality Interaction of these choices with resource quality: overuse of resource resulting in degradation and potential yield losses income-dependent possibility of resource improvement Socio-econimc and natural conditions: producer prices, existence and accessibility of good land wages, existence and accessibility of off-farm labour Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

QDE for Land-Use Change Dynamics in NE-Brazil Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Sahel Syndrome in NE-Brazil: Qualitative Trajectories Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Sahel Syndrome in NE-Brazil: Present Dynamic State Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Sahel Syndrome in NE-Brazil: Adapted Policies Depending on the present dynamic state different policy options appear to be promising: For states I and III (red and green regions): enable access to productive lands/ irrigation facilities/ technical inputs (this accelerates I  II and impedes III  IV) For states II and IV (yellow and brown regions): increase and warrant producer prices/ improve market integration (this accelerates II  III and impedes IV  I ) Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Favela Syndrome Environmental degradation by unplanned urbanisation - urban growth with insufficient infrastructure Das Favela-Syndrom beschreibt den Prozess der ungeplanten, informellen und dadurch umweltgefährdenden Verstädterung, angetrieben durch Land-flucht infolge der hohen Anziehungskraft der Städte. Es ist u. a. gekennzeichnet durch Verelendungserscheinungen, wie die Bildung von Slums und illegalen Hüttensiedlungen. Damit gehen Überlastungs- Infrastruktur- und Umweltprobleme sowie Segregationserscheinungen einher. Durch den zunehmenden Verkehr und industrielle Emissionen ohne ausreichende Auflagen oder deren Kontrolle erreichen Luftverschmutzung und Lärmbelastung sehr hohe Werte. Hinzu kommen die zunehmende Versiegelung des Bodens, ungeregelte Abfallakkumulation und dementsprechend eine akute Gesundheitsgefährdung der Bevölkerung. Häufig auf marginalen Standorten (Hanglagen, Überschwemmungsgebiete) angesiedelt, unterliegen die Favela-Bewohner besonderen Risiken. Durch den weltweiten Trend zur Urbanisierung (Megastädte, aber auch kleinere Städte) betrifft dieses Syndrom eine große und weiter wachsende Zahl von Menschen. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Favela Syndrome Environmental degradation by unplanned urbanisation - urban growth with insufficient infrastructure Examples: Shanty-Towns; Favelas; Squatters, etc. Landslides within human settlements Aspects of Non-Sustainability: Health stress by environmental degradation (air and water pollution, landslides, etc.) Water pollution Shortening of freshwater Deposition and accumulation of waste Urbanisation in Developing Countries Das Favela-Syndrom beschreibt den Prozess der ungeplanten, informellen und dadurch umweltgefährdenden Verstädterung, angetrieben durch Land-flucht infolge der hohen Anziehungskraft der Städte. Es ist u. a. gekennzeichnet durch Verelendungserscheinungen, wie die Bildung von Slums und illegalen Hüttensiedlungen. Damit gehen Überlastungs- Infrastruktur- und Umweltprobleme sowie Segregationserscheinungen einher. Durch den zunehmenden Verkehr und industrielle Emissionen ohne ausreichende Auflagen oder deren Kontrolle erreichen Luftverschmutzung und Lärmbelastung sehr hohe Werte. Hinzu kommen die zunehmende Versiegelung des Bodens, ungeregelte Abfallakkumulation und dementsprechend eine akute Gesundheitsgefährdung der Bevölkerung. Häufig auf marginalen Standorten (Hanglagen, Überschwemmungsgebiete) angesiedelt, unterliegen die Favela-Bewohner besonderen Risiken. Durch den weltweiten Trend zur Urbanisierung (Megastädte, aber auch kleinere Städte) betrifft dieses Syndrom eine große und weiter wachsende Zahl von Menschen. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Favela Syndrome Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke Das Favela-Syndrom beschreibt den Prozess der ungeplanten, informellen und dadurch umweltgefährdenden Verstädterung, angetrieben durch Land-flucht infolge der hohen Anziehungskraft der Städte. Es ist u. a. gekennzeichnet durch Verelendungserscheinungen, wie die Bildung von Slums und illegalen Hüttensiedlungen. Damit gehen Überlastungs- Infrastruktur- und Umweltprobleme sowie Segregationserscheinungen einher. Durch den zunehmenden Verkehr und industrielle Emissionen ohne ausreichende Auflagen oder deren Kontrolle erreichen Luftverschmutzung und Lärmbelastung sehr hohe Werte. Hinzu kommen die zunehmende Versiegelung des Bodens, ungeregelte Abfallakkumulation und dementsprechend eine akute Gesundheitsgefährdung der Bevölkerung. Häufig auf marginalen Standorten (Hanglagen, Überschwemmungsgebiete) angesiedelt, unterliegen die Favela-Bewohner besonderen Risiken. Durch den weltweiten Trend zur Urbanisierung (Megastädte, aber auch kleinere Städte) betrifft dieses Syndrom eine große und weiter wachsende Zahl von Menschen. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Favela Syndrome Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Favela Syndrome Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke Das Favela-Syndrom beschreibt den Prozess der ungeplanten, informellen und dadurch umweltgefährdenden Verstädterung, angetrieben durch Land-flucht infolge der hohen Anziehungskraft der Städte. Es ist u. a. gekennzeichnet durch Verelendungserscheinungen, wie die Bildung von Slums und illegalen Hüttensiedlungen. Damit gehen Überlastungs- Infrastruktur- und Umweltprobleme sowie Segregationserscheinungen einher. Durch den zunehmenden Verkehr und industrielle Emissionen ohne ausreichende Auflagen oder deren Kontrolle erreichen Luftverschmutzung und Lärmbelastung sehr hohe Werte. Hinzu kommen die zunehmende Versiegelung des Bodens, ungeregelte Abfallakkumulation und dementsprechend eine akute Gesundheitsgefährdung der Bevölkerung. Häufig auf marginalen Standorten (Hanglagen, Überschwemmungsgebiete) angesiedelt, unterliegen die Favela-Bewohner besonderen Risiken. Durch den weltweiten Trend zur Urbanisierung (Megastädte, aber auch kleinere Städte) betrifft dieses Syndrom eine große und weiter wachsende Zahl von Menschen. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

The Urban Sprawl Syndrome Disproportional increase in public costs (infrastructure, schools, sewerage) Increase of pollution and energy consumption can be attributed in part to urban sprawl Increased land consumption of valuable land, either socially or ecologically / deterioration of landscapes and ecosystem fragmentation. Social exclusion (out-of-sight-out-of-mind) Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Actor classes: Leipzig case Moving actors: 1. middle income households 2. high income households 3. Industry/ businesses 4. large retail/ leisure centres Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Attractivities: Leipzig Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Attractivity functions: P1 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Attractivity functions: P2 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Attractivity functions: P3 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Attractivity functions: P4 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Aggregated attractivity matrix Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Observed qualitative dynamics Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Observed qualitative dynamics Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Modelled endogenous dynamics Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Model modification: exogenous decreasing influence on A1& A2 + P4 A3 A4 - A2 A1 time P3 P2 P1 Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Modelled non-autonomous dynamics Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Future development Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Future development Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Avoiding future „re-suburbanisation“ by P2 Model calculations show that: influencing the attractivities exogenously will not guarantee further re-urbanisation the only way is to modify the interaction between the actor classes (i.e. the attractivity matrix) Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke

Avoiding future „re-suburbanisation“ by P2 If the interaction characteristics of P1 with P2 and P4 change in the following way: The balance between image (+) and price (-) effects for P1 under increasing P2 becomes positive or at least neutral (o) The positive effect of the establishment of new retail/leisure parks (P4) becomes insignificant for the attractivity of the periphery the trend of residential re-urbanisation is stabilized. Matthias K.B. Lüdeke, www.pik-potsdam/~luedeke