Planetary boundaries ist ein Konzept, das Erdsystemprozesse einbezieht, die Umweltgrenzen enthalten, die 2009 von einer Gruppe von Erdsystem- und Umweltwissenschaftlern unter der Leitung von Johan Rockström vom Stockholmer Resilience Center und Will Steffen von der Australian National University vorgeschlagen wurden. Die Gruppe wollte einen „sicheren Handlungsraum für die Menschheit“ für die internationale Gemeinschaft, einschließlich der Regierungen aller Ebenen, der internationalen Organisationen, der Zivilgesellschaft, der Wissenschaft und des Privatsektors als Voraussetzung für eine nachhaltige Entwicklung definieren. Der Rahmen basiert auf wissenschaftlichen Erkenntnissen, dass menschliches Handeln seit der industriellen Revolution zum Hauptantrieb der globalen Umweltveränderungen geworden ist.
Gemäß dem Paradigma kann das Überschreiten einer oder mehrerer planetarer Grenzen schädlich oder sogar katastrophal sein, da das Risiko besteht, Schwellen zu überschreiten, die nichtlineare, abrupte Umweltveränderungen innerhalb kontinentaler bis planetarischer Systeme auslösen. Die Prozessgrenzen des Erdsystems markieren die Sicherheitszone für den Planeten in dem Ausmaß, in dem sie nicht überschritten werden. Seit 2009 sind bereits zwei Grenzen überschritten, während andere Gefahr laufen, überschritten zu werden.
Die Idee
Die Vorstellung, dass unser Planet Grenzen hat, einschließlich der Belastung durch menschliche Aktivitäten, gibt es seit einiger Zeit. Im Jahr 1972 wurde die Grenzen des Wachstums veröffentlicht.Es wurde ein Modell vorgestellt, in dem fünf Variablen – Weltbevölkerung, Industrialisierung, Umweltverschmutzung, Nahrungsmittelproduktion und Ressourcenverbrauch – untersucht und als exponentiell betrachtet werden, während die Fähigkeit der Technologie zur Erhöhung der Ressourcenverfügbarkeit nur linear ist. In der Folge wurde der Bericht vor allem von Ökonomen und Geschäftsleuten weitgehend zurückgewiesen, und es wurde oft behauptet, dass die Geschichte gezeigt hat, dass die Prognosen falsch sind. Im Jahr 2008 veröffentlichte Graham Turner von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) „Ein Vergleich der Grenzen des Wachstums mit dreißig Jahren Realität“. Turner fand heraus, dass die beobachteten historischen Daten von 1970 bis 2000 bei fast allen gemeldeten Ausgängen den simulierten Ergebnissen der „Standard-Lauf“ -Grenzwerte des Wachstumsmodells nahe kommen. „Der Vergleich liegt innerhalb der Unsicherheitsgrenzen fast aller Daten sowohl in Bezug auf die Größenordnung als auch auf die Trends im Zeitverlauf.“ Turner untersuchte auch eine Reihe von Berichten, insbesondere von Ökonomen, die im Laufe der Jahre das Limit-to-Growth-Modell diskreditiert haben sollen. Turner sagt, dass diese Berichte fehlerhaft sind und Missverständnisse über das Modell widerspiegeln. Im Jahr 2010 nannten Nørgård, Peet und Ragnarsdóttir das Buch als „bahnbrechenden Bericht“ und sagten, dass es „dem Test der Zeit standgehalten hat und tatsächlich nur relevanter geworden ist“.
Neun Grenzen
Schwellen und Grenzen
Der Schwellenwert oder der klimatologische Kipppunkt ist der Wert, bei dem ein sehr kleines Inkrement für die Kontrollvariable (wie CO 2) eine große, möglicherweise katastrophale Veränderung der Antwortvariablen (globale Erwärmung) bewirkt.
Die Schwellenpunkte sind schwer zu lokalisieren, weil das Erdsystem sehr komplex ist. Anstatt den Schwellenwert zu definieren, wird in der Studie ein Bereich festgelegt, in dem der Schwellenwert liegen soll. Das untere Ende dieses Bereichs ist als Grenze definiert. Daher definiert es einen sicheren Raum in dem Sinne, dass wir unterhalb des Grenzwertes liegen, solange wir unterhalb der Grenze sind. Wenn die Grenze überschritten wird, betreten wir eine Gefahrenzone.
| Planetare Grenzen | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Erdsystem-Prozess | Steuervariable | Grenze Wert |
Strom Wert |
Grenze überschritten | Vorindustriell Wert |
Kommentar |
| 1. Klimawandel | Atmosphärische Kohlendioxidkonzentration (ppm nach Volumen) | 350 | 400 | Ja | 280 | |
| Alternativ: Zunahme des Strahlungsantriebs (W / m 2 ) seit Beginn der industriellen Revolution (~ 1750) | 1.0 | 1.5 | Ja | 0 | ||
| 2. Biodiversitätsverlust | Extinktionsrate (Anzahl der Arten pro Million pro Jahr) | 10 | > 100 | Ja | 0.1-1 | |
| 3. Biogeochemische | (a) anthropogener Stickstoff aus der Atmosphäre (Millionen Tonnen pro Jahr) | 35 | 121 | Ja | 0 | |
| (b) anthropogener Phosphor, der in die Ozeane gelangt (Millionen von Tonnen pro Jahr) | 11 | 8.5-9.5 | Nein | -1 | ||
| 4. Ozeanversauerung | Globaler mittlerer Sättigungszustand von Aragonit in Oberflächenseewasser (Omega-Einheiten) | 2.75 | 2.90 | Nein | 3.44 | |
| 5. Landnutzung | Landfläche umgewandelt in Ackerland (Prozent) | 15 | 11.7 | Nein | niedrig | |
| 6. Süßwasser | Weltweiter menschlicher Wasserverbrauch (km 3/ Jahr) | 4000 | 2600 | Nein | 415 | |
| 7. Ozonabbau | Stratosphärische Ozonkonzentration (Dobson-Einheiten) | 276 | 283 | Nein | 290 | |
| 8. Atmosphärische Aerosole | Gesamtpartikelkonzentration in der Atmosphäre, auf regionaler Basis | noch nicht quantifiziert | ||||
| 9. Chemische Verschmutzung | Konzentration von toxischen Substanzen, Kunststoffen, endokrinen Disruptoren, Schwermetallen und radioaktiver Kontamination in die Umwelt | noch nicht quantifiziert | ||||
Debatte
Auf dem Rahmen
Christopher Field, Direktor des Department of Global Ecology der Carnegie Institution, ist beeindruckt: „Diese Art von Arbeit ist von entscheidender Bedeutung. Insgesamt ist dies ein beeindruckender Versuch, eine Sicherheitszone zu definieren.“ Aber der Naturschutzbiologe Stuart Pimm ist nicht beeindruckt: „Ich denke nicht, dass dies in irgendeiner Weise eine nützliche Art ist, über Dinge nachzudenken … Die Vorstellung einer einzigen Grenze ist einfach ohne ernsthaften Inhalt. In welcher Weise ist eine Auslöschung Rate 10 mal die Hintergrundrate akzeptabel? “ Und der Umweltpolitik-Analyst Bill Clark meint: „Kipppunkte im Erdsystem sind dicht, unberechenbar … und kaum durch Frühwarnindikatoren vermeidbar. Daraus folgt, dass … ’sichere Betriebsräume‘ und ‚planetarische Grenzen‘ sind also höchst suspekt und potentiell die neuen „Opiate“. “
Der Biogeochemiker William Schlesinger fragt ab, ob Schwellenwerte überhaupt eine gute Idee für Schadstoffe sind. Er denkt, dass wir warten müssen, bis wir in der Nähe eines vorgeschlagenen Limits sind, was uns erlaubt, bis zu einem Punkt zu kommen, an dem es zu spät ist. „Das Management basiert auf Schwellenwerten, obwohl es in seiner Einfachheit attraktiv ist, so dass schädlicher, langsamer und diffuser Abbau fast unbegrenzt fortbestehen kann.“
Der Hydrologe David Molden hält planetare Grenzen für einen willkommenen neuen Ansatz in der Debatte „Grenzen des Wachstums“. „Als wissenschaftliches Organisationsprinzip hat das Konzept viele Stärken … die Zahlen sind wichtig, weil sie den politischen Entscheidungsträgern Zielvorgaben geben, die einen deutlichen Hinweis auf Ausmaß und Richtung des Wandels geben. Sie sind auch Richtschnur und Richtschnur für die Wissenschaft. Wenn wir besser werden.“ Durch unser Verständnis von Erdprozessen und komplexen Wechselbeziehungen können und werden diese Richtwerte aktualisiert … Wir haben jetzt ein Werkzeug, mit dem wir tiefer und dringlicher über die Grenzen des Planeten und die kritischen Maßnahmen nachdenken können . “
Der Ozeanchemiker Peter Brewer fragt, ob es „wirklich nützlich ist, eine Liste von Umweltgrenzwerten zu erstellen, ohne ernsthafte Pläne dafür zu haben, wie sie erreicht werden könnten … sie könnten zu einem weiteren Schlag gegen Bürger werden. Die Unterbrechung des globalen Stickstoffkreislaufs ist eine Ein deutliches Beispiel: Es ist wahrscheinlich, dass ein großer Teil der Menschen auf der Erde heute ohne künstliche Düngemittelproduktion nicht leben würde.Wie können solche ethischen und wirtschaftlichen Probleme mit einem einfachen Aufruf zur Festlegung von Grenzwerten in Einklang gebracht werden? … Essen ist nicht optional . “
Der Umweltberater Steve Bass sagt, die „Beschreibung der planetarischen Grenzen sei eine solide Idee. Wir müssen wissen, wie wir in den ungewöhnlich stabilen Bedingungen unseres heutigen Holozäns leben und nichts tun, was irreversible Umweltveränderungen verursacht … Ihre Arbeit ist tiefgründig Implikationen für zukünftige Governance-Systeme, die einen Teil der „Verkabelung“ für die Steuerung der nationalen und globalen Ökonomien mit der Steuerung der Umwelt und der natürlichen Ressourcen ermöglichen Das Konzept der planetarischen Grenzen sollte es den politischen Entscheidungsträgern ermöglichen, klarer zu verstehen, wie Menschenrechte und repräsentative Regierungen Umweltveränderungen kennen keine Grenzen. “
Adele Morris, die Beraterin für den Klimawandel, ist der Ansicht, dass auch eine Politik auf der Grundlage von Preisen erforderlich ist, um politische und wirtschaftliche Schwellenwerte zu vermeiden. „Sich in einem“ sicheren Operationsraum „zu halten, erfordert, innerhalb aller relevanten Grenzen zu bleiben, einschließlich der Zahlungsbereitschaft der Wählerschaft.“
In ihrem Bericht (2012) mit dem Titel „Resilient People, Resilient Planet: Eine Zukunft, die es wert ist, gewählt zu werden“, forderte das hochrangige Gremium für globale Nachhaltigkeit kühne globale Anstrengungen, „einschließlich der Einleitung einer großen globalen wissenschaftlichen Initiative, um die Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Forschung zu stärken Wir müssen über die Wissenschaft definieren, was Wissenschaftler als „planetarische Grenzen“, „Umweltschwellen“ und „Kipppunkte“ bezeichnen. “
Auf ihrem zweiten Treffen im Jahr 2011 hatte das hochrangige Gremium für globale Nachhaltigkeit der Vereinten Nationen das Konzept der planetarischen Grenzen in ihren Rahmen aufgenommen und erklärt, dass ihr Ziel sei: „Armut zu beseitigen und Ungleichheit zu reduzieren, Wachstum inklusive zu machen, und Produktion und Konsum nachhaltiger, während der Klimawandel bekämpft und die Grenzen anderer planetarer Grenzen respektiert werden. “
Anderswo in ihren Verfahren haben Panelmitglieder Vorbehalte gegenüber der politischen Effektivität der Verwendung des Konzepts der „planetarischen Grenzen“ geäußert: „Planetare Grenzen sind immer noch ein sich entwickelndes Konzept, das mit Vorsicht verwendet werden sollte. Die Frage der planetarischen Grenzen kann so spaltend sein, wie sie wahrgenommen werden kann als ein Werkzeug des „Nordens“, um dem „Süden“ zu sagen, nicht dem ressourcenintensiven und umweltschädlichen Entwicklungspfad zu folgen, den die reichen Länder sich genommen haben … Diese Sprache ist für die meisten Entwicklungsländer inakzeptabel, da sie eine Betonung auf Grenzen würden inakzeptable Bremsungen für arme Länder bedeuten. “
Das Konzept wird jedoch routinemäßig in den Verfahren der Vereinten Nationen und in den UN Daily News verwendet. Der UNEP-Exekutivdirektor Achim Steiner stellt beispielsweise fest, dass die Herausforderung der Landwirtschaft darin besteht, „eine wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, ohne den Fußabdruck der Menschheit über die Grenzen des Planeten hinaus zu drücken“. Auch das Jahrbuch 2010 des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) hat die Botschaft von Rockström wiederholt und sie konzeptionell mit Indikatoren für das Ökosystemmanagement und die Umweltpolitik verknüpft.
Das Konzept der planetarischen Grenzen wird auch in den Verfahren der Europäischen Kommission verwendet und im Synthesebericht der Europäischen Umweltagentur Der Europäische Umwelt – Zustand und Ausblick 2010 erwähnt.
Klimawandel
Der Strahlungsantrieb ist ein Maß für den Unterschied zwischen der einfallenden Strahlungsenergie und der ausgehenden Strahlungsenergie, die über die Erdgrenze wirkt. Der positive Strahlungsantrieb führt zu einer Erwärmung. Seit Beginn der industriellen Revolution von 1750 bis 2005 hat der Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre zu einem positiven Strahlungsantrieb geführt, der durchschnittlich 1,66 W / m² beträgt.
Der Klimaforscher Myles Allen meint, „eine Begrenzung der langfristigen atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration zu setzen, lenkt nur von der viel unmittelbareren Herausforderung ab, die Erwärmung auf 2 ° C zu begrenzen“. Er sagt, dass die Konzentration von Kohlendioxid keine Kontrollvariable ist, die wir „sinnvollerweise kontrollieren“ können, und er fragt sich, ob das Halten von Kohlendioxid unter 350 ppm eine Erwärmung um mehr als 2 ° C verhindert.
Adele Morris, Politikdirektorin des Projekts „Klima- und Energiewirtschaft“, Brookings Institution, kritisiert aus ökonomisch-politischer Sicht. Sie legt Wert auf eine Politik, die Kosten minimiert und den Konsens bewahrt. Sie befürwortet ein System der Emissionssteuer für Treibhausgase und den Emissionshandel, um die globale Erwärmung zu verhindern. Sie ist der Ansicht, dass zu ambitionierte Ziele wie die Grenz- grenze für CO2 von solchen Maßnahmen abhalten könnten.
Biodiversitätsverlust
Laut dem Biologen Cristián Samper würde eine „Grenze, die die Wahrscheinlichkeit von im Laufe der Zeit verschwundenen Familien von Arten ausdrückt, unsere potenziellen Auswirkungen auf die Zukunft des Lebens auf der Erde besser widerspiegeln“.
Die Naturschutzökologin Gretchen Daily behauptet: „Es ist an der Zeit, der harten Wahrheit entgegenzutreten, dass traditionelle Ansätze für den Naturschutz zum Scheitern verurteilt sind. Naturreserven sind zu klein, zu wenig, zu isoliert und zu verändern, um mehr zu unterstützen ein kleiner Bruchteil der Biodiversität der Erde Die Herausforderung besteht darin, den Naturschutz attraktiv zu machen – aus wirtschaftlicher und kultureller Sicht.Wir können die Natur nicht wie ein All-you-can-eat-Buffet behandeln.Wir sind von der Natur abhängig für Ernährungssicherheit, sauberes Wasser, Klima Stabilität, Fisch und Meeresfrüchte, Holz und andere biologische und physische Dienstleistungen Um diese Vorteile zu erhalten, brauchen wir nicht nur abgelegene Reservate, sondern überall Orte – mehr wie „Ökosystem-Tankstellen“. Ein paar Pioniere integrieren Naturschutz und menschliche Entwicklung: Die costa-ricanische Regierung bezahlt Grundbesitzer für Ökosystemleistungen aus tropischen Wäldern, einschließlich CO2-Kompensation, Wasserkraftproduktion, Erhaltung der Biodiversität und landschaftlicher Schönheit.In China investiert man 100 Milliarden Dollar in „Ökokompensation“ einschließlich innovativer Politik und Finanzierungsmechanismen, die Erhaltung und Restaurierung belohnen Das Land schafft auch „Schutzgebiete für Ökosystemfunktionen“, die 18 Prozent seiner Landfläche ausmachen. Kolumbien und Südafrika haben ebenfalls dramatische politische Veränderungen vorgenommen. Drei Fortschritte würden dem Rest des Landes helfen Solche neuen Modelle für den Erfolg: eine neue Wissenschaft und Werkzeuge zur Bewertung und Bilanzierung von Naturkapital in biophysikalischer, ökonomischer und anderer Hinsicht Zwei: überzeugende Demonstration solcher Instrumente in der Ressourcenpolitik Drei: Zusammenarbeit zwischen Regierungen, Entwicklungsorganisationen, Unternehmen und Gemeinschaften, die Ländern helfen, dauerhaftere Volkswirtschaften aufzubauen und gleichzeitig Kritik zu üben al Ökosystemleistungen. “
Stickstoffkreislauf
Seit der industriellen Revolution ist der Stickstoffkreislauf der Erde noch stärker gestört als der Kohlenstoffkreislauf. „Menschliche Aktivitäten wandeln jetzt mehr Stickstoff aus der Atmosphäre in reaktive Formen um als alle irdischen Erdprozesse zusammen. Ein großer Teil dieses neuen reaktiven Stickstoffs verschmutzt Wasserwege und Küstenzonen, wird in veränderter Form in die Atmosphäre emittiert oder sammelt sich in der Atmosphäre an terrestrische Biosphäre. “ Nur ein kleiner Teil der in der Landwirtschaft verwendeten Düngemittel wird von Pflanzen genutzt. Der größte Teil des Stickstoffs und Phosphors gelangt in Flüsse, Seen und das Meer, wo überschüssige Mengen aquatische Ökosysteme belasten. Zum Beispiel hat Dünger, der aus Flüssen in den Golf von Mexiko mündet, die Garnelenfischerei aufgrund von Hypoxie geschädigt.
Der Biogeochemiker William Schlesinger denkt, dass man warten muss, bis wir in der Nähe einiger vorgeschlagener Grenzwerte für die Stickstoffdeposition und andere Verschmutzungen sind, die uns erlauben werden, bis zu einem Punkt zu kommen, an dem es zu spät ist. Er sagt, die für Phosphor vorgeschlagene Grenze sei nicht nachhaltig und würde die bekannten Phosphorreserven in weniger als 200 Jahren erschöpfen.
In Bezug auf Stickstoff sagt der Biogeochemiker und Ökosystemforscher Robert Howarth: „Menschliche Aktivitäten haben den Stickstofffluss in der ganzen Welt stark verändert. Der größte Einzelfaktor ist der Düngereinsatz. Aber die Verbrennung fossiler Brennstoffe dominiert das Problem in einigen Regionen, wie im Nordosten der USA Die Lösung in diesem Fall ist es, Energie zu sparen und effizienter zu nutzen Hybridfahrzeuge sind eine weitere hervorragende Lösung, deren Stickstoffemissionen deutlich geringer sind als bei herkömmlichen Fahrzeugen, weil ihre Motoren abschalten, während das Fahrzeug steht konventionelle Fahrzeuge steigen sogar, wenn der Motor im Leerlauf läuft.) Stickstoffemissionen von US-Kraftwerken könnten ebenfalls stark reduziert werden, wenn Anlagen, die älter sind als das Clean Air Act und seine Änderungen, diese Anlagen weit überproportional belasten von Elektrizität, die sie produzieren.
In der Landwirtschaft könnten viele Landwirte weniger Dünger verwenden und die Ernteerträge wären gering oder nicht vorhanden. Der Abfluss von Maisfeldern ist besonders vermeidbar, weil die Wurzeln des Mais nur die obersten paar Zentimeter des Bodens durchdringen und Nährstoffe nur für zwei Monate des Jahres assimilieren. Darüber hinaus können Stickstoffverluste um 30 Prozent oder mehr reduziert werden, wenn Landwirte winterfeste Nutzpflanzen wie Roggen oder Weizen pflanzen, die dem Boden helfen können, Stickstoff zu speichern. Diese Pflanzen erhöhen auch die Kohlenstoffspeicherung in Böden und mildern den Klimawandel. Noch besser ist es, mehrjährige Pflanzen wie Gräser statt Mais anzubauen; Stickstoffverluste sind um ein Vielfaches geringer.Stickstoffverschmutzung durch konzentrierte Tierfütterungsbetriebe (CAFOs) ist ein großes Problem.
Noch in den 1970er Jahren wurden die meisten Tiere mit lokalen Pflanzen gefüttert, und die Abfälle der Tiere wurden als Düngemittel auf die Felder zurückgebracht. Heute werden die meisten US-Tiere mit Nutzpflanzen gefüttert, die Hunderte von Kilometern weit entfernt sind, so dass es „unwirtschaftlich“ ist, den Dünger wieder abzugeben. Die Lösung? Erfordern CAFO-Besitzer, ihre Abfälle zu behandeln, so wie Gemeinden mit menschlichen Abfällen zu tun haben. Würden wir weniger Fleisch essen, würden weniger Abfälle anfallen und weniger synthetischer Dünger wäre nötig, um Tierfutter anzubauen. Fleisch von Tieren zu essen, die auf mehrjährigen Gräsern im Freiland gehalten werden, wäre ideal. Das explosive Wachstum der Produktion von Ethanol als Biokraftstoff verschärft die Stickstoffbelastung erheblich. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass die Menge an Stickstoff, der den Mississippi hinunterfließt und die tote Zone im Golf von Mexiko anheizt, um 30 bis 40 Prozent steigen kann, wenn vorgeschriebene US-Ethanolziele erreicht werden.Die beste Alternative wäre, auf die Produktion von Ethanol aus Mais zu verzichten. Wenn das Land sich auf Biokraftstoffe verlassen will, sollte es stattdessen Gräser und Bäume anbauen und diese verbrennen, um Wärme und Elektrizität zu erzeugen; Stickstoffbelastung und Treibhausgasemissionen wären viel niedriger. “
Phosphor
In Bezug auf Phosphor sagt der Ozeaningenieur David Vaccari, dass der nachhaltigste Umweltfluss von Phosphor „der natürliche Fluss wäre: sieben Millionen Tonnen pro Jahr (Mt / Jahr). Um diese Marke zu treffen, genügen wir unserer Nutzung von 22 Mt / Jahr.“ yr, wir müssten 72% unseres Phosphors recyceln oder wiederverwenden. Die Strömung könnte mit bestehenden Technologien reduziert werden … [Senkung] des Wasserabflusses von 22 auf 8,25 Mt / Jahr, nicht viel über dem natürlichen Fluss. “
Peak Phosphor ist ein Konzept zur Beschreibung des Zeitpunkts, zu dem die maximale globale Phosphorproduktionsrate erreicht wird. Phosphor ist eine knappe endliche Ressource auf der Erde und andere Produktionsmittel als der Bergbau sind aufgrund seines nicht-gasförmigen Umweltkreislaufs nicht verfügbar. Einige Forscher gehen davon aus, dass die Phosphorreserven der Erde in etwa 50 bis 100 Jahren vollständig aufgebraucht sein werden und dass der Spitzenphosphor in etwa 2030 erreicht sein wird.
Ozeanversauerung
Die Meeresacidität der Oberfläche hat seit der industriellen Revolution um dreißig Prozent zugenommen. Etwa ein Viertel des zusätzlichen Kohlendioxids, das vom Menschen produziert wird, löst sich in den Ozeanen auf, wo es Kohlensäure bildet. Diese Säure hemmt die Fähigkeit von Korallen, Muscheln und Plankton, Muscheln und Skelette zu bauen. Knock-On-Effekte könnten schwerwiegende Folgen für die Fischbestände haben. Diese Grenze ist eindeutig mit den Klimawandelgrenzen verbunden, da die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre auch die zugrunde liegende Kontrollvariable für die Ozeanversauerung ist.
Der Ozeanchemiker Peter Brewer denkt, dass „Ozeanversauerung andere Auswirkungen hat als einfache pH-Änderungen, und diese brauchen vielleicht auch Grenzen.“
Der Marine-Chemiker Scott Doney meint, „die wichtigsten Taktiken sind die Steigerung der Energieeffizienz, der Wechsel zu erneuerbarer und nuklearer Energie, der Schutz der Wälder und die Erforschung der CO2-Sequestrierungstechnologien. In den Küstengewässern entstehen nicht nur tote Zonen, sondern verstärkt auch die Versauerung weil mehr Phytoplankton wächst, und wenn sie sterben, sättigt das hinzugefügte CO2 aus ihrem Zerfall das Wasser.Wir müssen klüger darüber sein, wie wir Felder und Rasen düngen und Viehdung und Abwasser behandeln … Lokal könnte saures Wasser mit Kalkstein gepuffert werden oder chemische Basen, die elektrochemisch aus Meerwasser und Gesteinen hergestellt werden.Praktischer kann der Schutz spezifischer Muschelbänke und Aquakulturfischereien sein.Larval Mollusken wie Muscheln und Austern scheinen anfälliger für Ansäuerungals Erwachsene zu sein, und die Wiederverwertung alter Muschelschalen in den Schlammkann helfen, den pH-Wert zu puffern und stellen ein besseres Substrat für die Larvenbefestigung dar. Es wird erwartet, dass der Abfall des pH-Wertes des Ozeans sich beschleunigt In den kommenden Jahrzehnten werden sich die marinen Ökosysteme anpassen müssen. Wir können ihre Erfolgschancen verbessern, indem wir andere Beleidigungen wie Wasserverschmutzung und Überfischung reduzieren, damit sie einer Versauerung besser widerstehen können, während wir uns von einer fossilen Energiewirtschaft entfernen. “
Bodennutzung
Überall auf dem Planeten werden Wälder, Feuchtgebiete und andere Vegetationstypen in landwirtschaftliche und andere Landnutzungsformen umgewandelt, die Süßwasser-, Kohlenstoff- und andere Kreisläufe beeinflussen und die Biodiversität verringern.
Der Umweltberater Steve Bass sagt, die Forschung sagt uns, dass „die Nachhaltigkeit der Landnutzung weniger vom prozentualen Anteil als von anderen Faktoren abhängt. Zum Beispiel werden sich die Umweltauswirkungen von 15 Prozent Abdeckung durch intensiv bewirtschaftete Anbauflächen in großen Blöcken deutlich unterscheiden 15 Prozent Land, das auf nachhaltigere Weise bewirtschaftet wird und in die Landschaft integriert ist Die Grenze von 15 Prozent Landnutzungsänderung ist in der Praxis eine verfrühte politische Richtlinie, die den wissenschaftlichen Ansatz der Autoren insgesamt verwässert Ich möchte eine Begrenzung der Bodendegradation oder des Bodenverlusts in Betracht ziehen. Dies wäre ein validerer und nützlicherer Indikator für den Zustand der Landgesundheit. “
Der Erdsystemwissenschaftler Eric Lambin ist der Ansicht, dass „intensive Landwirtschaft auf Land konzentriert werden sollte, das das beste Potenzial für ertragreiche Nutzpflanzen hat … Wir können vermeiden, die besten landwirtschaftlichen Flächen zu verlieren, indem wir Landdegradierung, Süßwassermangel und Zersiedelung kontrollieren. Dieser Schritt Dies erfordert eine Zonierung und die Einführung effizienterer landwirtschaftlicher Praktiken, insbesondere in den Entwicklungsländern.Der Bedarf an Ackerland kann ebenfalls verringert werden, indem Abfall entlang der Lebensmittelverteilungskette verringert wird, ein langsameres Bevölkerungswachstum gefördert wird, eine gerechtere Verteilung von Nahrungsmitteln weltweit sichergestellt und der Anteil erheblich reduziert wird Fleischkonsum in reichen Ländern. “
Frisches Wasser
Der menschliche Druck auf globale Süßwassersysteme hat dramatische Auswirkungen. Der Süßwasserkreislauf ist eine weitere Grenze, die erheblich vom Klimawandel betroffen ist.Süßwasserressourcen wie Seen und Grundwasserleiter sind in der Regel erneuerbare Ressourcen, die sich auf natürliche Weise aufladen (der Begriff „fossiles Wasser“ wird manchmal verwendet, um Grundwasserleiter zu beschreiben, die sich nicht aufladen). Übernutzung tritt auf, wenn eine Wasserressource mit einer Rate gefördert oder extrahiert wird, die die Neubildungsrate übersteigt.Die Aufladung erfolgt in der Regel aus Bächen, Flüssen und Seen. Wälder verbessern die Grundwasserneubildung in einigen Gebieten, obwohl im Allgemeinen Wälder eine Hauptquelle für die Grundwasserspülung sind. Abgebaute Grundwasserleiter können mit Schadstoffen wie Nitraten verunreinigt werden oder durch Absenken oder durch salzhaltiges Eindringen aus dem Meer dauerhaft geschädigt werden. Dies macht einen großen Teil des unterirdischen Wassers und der Seen der Erde zu endlichen Ressourcen mit Spitzenauslastungsdebatten ähnlich wie Öl. Obwohl Hubberts ursprüngliche Analyse nicht für nachwachsende Rohstoffe galt, kann ihre Übernutzung zu einem Hubbert-ähnlichen Höhepunkt führen. Eine modifizierte Hubbert-Kurve gilt für jede Ressource, die schneller geerntet werden kann, als sie ersetzt werden kann.
Der Hydrologe Peter Gleick kommentiert: „Wenige rationale Beobachter bestreiten die Notwendigkeit von Grenzen für den Süßwassergebrauch. Umstrittener ist, wo diese Grenzen sind oder welche Schritte zu ergreifen sind, um uns in ihnen einzuschränken. Eine andere Möglichkeit, diese Grenzen zu beschreiben, ist das Konzept des Spitzenwassers Drei verschiedene Ideen sind nützlich: „Die maximalen erneuerbaren Wassermengen sind die gesamten erneuerbaren Flüsse in einem Wassereinzugsgebiet. Viele der größten Flüsse der Welt nähern sich bereits dieser Schwelle – wenn Verdunstung und Verbrauch die natürliche Wiederauffüllung aus Niederschlag und anderen Quellen übersteigen.“ Peak nicht erneuerbar „Grenzen gelten dort, wo die menschliche Nutzung von Wasser die natürlichen Neubildungsraten weit übersteigt, etwa in fossilen Grundwassereinzugsgebieten der Great Plains, Libyen, Indien, Nordchina und Teilen des kalifornischen Central Valley.“ Peak Ecological „Wasser ist die Idee, dass für jede hydrologische Englisch: europa.eu/scadplus/leg/en/lvb/l25092.htm Die Erhöhung der Auszahlungen erreicht schließlich den Punkt, an dem der zusätzliche wirtschaftliche Nutzen der Wasseraufnahme durch die zusätzliche ökologische Zerstörung, die verursacht. Obwohl es schwierig ist, diesen Punkt genau zu beziffern, haben wir den Punkt des ökologischen Spitzenwassers in vielen Becken auf der ganzen Welt, wo große Schäden stattgefunden haben, klar überschritten … Die gute Nachricht ist, dass das Einsparpotenzial ohne gesundheitliche oder wirtschaftliche Schäden Produktivität, ist riesig.Verbesserungen der Wassernutzungseffizienz sind in jedem Sektor möglich. Mehr Nahrung kann mit weniger Wasser (und weniger Wasserverschmutzung) angebaut werden, indem von konventioneller Flutbewässerung zu Tropf- und Präzisionssprinkler gewechselt wird und die Bodenfeuchtigkeit genauer überwacht und gesteuert wird. Herkömmliche Kraftwerke können von Wasserkühlung auf Trockenkühlung umstellen, und aus Quellen, die mit extrem wenig Wasser wie Photovoltaik und Wind arbeiten, kann mehr Energie erzeugt werden. “
Der Hydrologe David Molden sagt: „Eine globale Begrenzung des Wasserverbrauchs ist notwendig, aber die vorgeschlagene planetarische Grenze von 4.000 Kubikkilometern pro Jahr ist zu großzügig.“
Ozonabbau
Die stratosphärische Ozonschicht filtert schützend ultraviolette Strahlung (UV) von der Sonne, die ansonsten biologische Systeme schädigen würde. Die Maßnahmen nach dem Montreal-Protokoll schienen den Planeten innerhalb einer sicheren Grenze zu halten. Nach einem in Nature veröffentlichten Artikel wurde die Grenze 2011 jedoch unerwartet in der Arktis verschoben. „… der Anteil des arktischen Strudels im März mit einem Gesamtozongehalt von weniger als 275 Dobson-Einheiten (DU) liegt in der Regel nahe Null, erreicht aber fast 45%“.
Der Chemie-Nobelpreisträger Mario Molina sagt: „Fünf Prozent sind eine vernünftige Grenze für einen akzeptablen Ozonabbau, aber das ist kein Wendepunkt“.
Der Physiker David Fahey sagt, dass als Ergebnis des Montreal-Protokolls der Abbau der stratosphärischen Ozonschicht sich bis zum Jahr 2100 weitgehend umkehren wird. Der Gewinn beruht teilweise auf Ersatzstoffen, insbesondere Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW), und der zunehmenden Verwendung von Verbindungen, die keine verursachen B. Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW). Der laufende Erfolg hängt von mehreren Schritten ab:
„Beobachten Sie weiterhin die Ozonschicht, um unerwartete Veränderungen sofort zu entdecken. Stellen Sie sicher, dass sich die Länder an die Vorschriften halten, zum Beispiel wird der Ausstieg aus der HCFC erst im Jahr 2030 abgeschlossen sein.
„Pflegen Sie das Scientific Assessment Panel unter dem Protokoll. Es schreibt Ursachen für Veränderungen der Ozonschicht zu und bewertet neue Chemikalien auf ihr Potenzial, Ozon zu zerstören und zum Klimawandel beizutragen.
„Aufrechterhaltung des Technology and Economic Assessment Panels. Es bietet Informationen über Technologien und Ersatzstoffe, die Nationen helfen zu beurteilen, wie die Nachfrage nach Anwendungen wie Kälte-, Klima- und Schaumisolierung erfüllt werden kann, während die Ozonschicht geschützt wird.
„Die beiden Gremien müssen auch den Klimawandel und die Ozongewinnung gemeinsam bewerten. Der Klimawandel beeinflusst die Ozonkonzentration durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung und Dynamik der Stratosphäre, und Verbindungen wie H-FCKW und H-FKW sind Treibhausgase. Zum Beispiel der hohe prognostizierte Bedarf denn HFKW könnten erheblich zum Klimawandel beitragen. “
Atmosphärische Aerosole
Aerosolpartikel in der Atmosphäre beeinflussen die Gesundheit des Menschen und beeinflussen Monsun und globale atmosphärische Zirkulationssysteme. Einige Aerosole produzieren Wolken, die die Erde kühlen, indem sie das Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektieren, während andere, wie Ruß, dünne Wolken in der oberen Stratosphäre erzeugen, die sich wie ein Gewächshaus verhalten und die Erde erwärmen. Unter dem Strich produzieren anthropogene Aerosole wahrscheinlich einen negativen Netto-Strahlungsantrieb (Kühlwirkung). Aerosolpartikel führen weltweit jedes Jahr zu etwa 800.000 vorzeitigen Todesfällen. Die Aerosolbeladung ist wichtig genug, um zu den planetaren Grenzen gezählt zu werden, aber es ist noch nicht klar, ob ein geeignetes sicheres Schwellenmaß identifiziert werden kann.
Chemische Verschmutzung
Einige Chemikalien, wie persistente organische Schadstoffe, Schwermetalle und Radionuklide, haben potentiell irreversible additive und synergistische Wirkungen auf biologische Organismen, was die Fruchtbarkeit verringert und zu dauerhaften genetischen Schäden führt. Sublethale Aufnahmen verringern die Population von Meeresvögeln und Säugetieren drastisch. Diese Grenze scheint wichtig zu sein, obwohl sie schwer zu quantifizieren ist.
Es wurde ein Bayes’scher Emulator für persistente organische Schadstoffe entwickelt, der potentiell zur Quantifizierung der Grenzen für chemische Verschmutzung verwendet werden kann. Bislang wurden kritische Expositionskonzentrationen von polychlorierten Biphenylen (PCB), bei denen es wahrscheinlich zu Massensterben von Meeressäugetieren kommt, als planetarische Grenze für chemische Verschmutzung vorgeschlagen.