Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.
In order to understand the interlinked problems in the Nexus (Latin = connection, linkage, interrelation) of water, energy and food security, close cooperation between scientists and practitioners from different fields is necessary. The present and future challenge of a reliable supply with water, energy and food is an example, where isolated considerations do not lead to viable solutions. Sustainable action and meaningful research in these highly interconnected fields require a holistic and comprehensive perspective and a new approach. In this sense, a collaborative research structure with a holistic view on the Nexus of Water, Energy and Food security was established in 2013 at the Cologne University of Applied Sciences. The project bundles some of the research efforts of 11 professors from different faculties and institutes. The researchers jointly work on initiating new cooperation projects with partners from industry, academia and civil society. Together they aim at exploring new technologies and applying new approaches to solve major issues of efficiency and sustainability in resource use.
Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die Imkerei ist ein Betriebszweig der Landwirtschaft. Somit ist dieses Projekt, das einen Beitrag zur nachhaltigen Sicherung des Bienenbestandes leistet, auch für die Landwirtschaft und die Stärkung des ländlichen Raumes von Relevanz, da nach wie vor in verschiedenen Regionen hohe Winterverluste bei Bienenvölkern auftreten. Gesunde Bienenvölker sind die Voraussetzung für die Sicherung des Völkerbestandes und eine erfolgreiche, wirtschaftlich ertragreiche Imkerei, die insbesondere durch die Produktion von Honig einen wesentlichen Beitrag zur Ernährungssicherung leistet. Gleichzeitig wird dadurch die Bestäubung jener Kulturen und Wildpflanzen gesichert und unterstützt, die für die Frucht- oder Samenbildung auf den Besuch blütenbesuchender Insekten angewiesen sind (Klein et al., 2007, Proc R Soc B). Für die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und die Umwelt ergeben sich daraus Vorteile durch die Sicherung und Steigerung landwirtschaftlicher Erträge und die Förderung der Biodiversität insektenbestäubter Pflanzenarten auf dem Niveau der unterschiedlichen Spezies und der genetischen Diversität (Biesmeijer et al., 2006, Science; Garratt et al., 2014, Agricult Ecosys Environ; Sutter et al., 2017, Agrarforschung Schweiz). Insgesamt werden dadurch Lebensräume von hoher Qualität und hoher biologischer Wertigkeit geschaffen und gesichert, die nicht nur für die Tier- und Pflanzenwelt sondern auch für den Menschen unverzichtbar sind. Die Schaffung von besseren Lebensbedingungen für die Honigbiene bedeutet gleichzeitig auch eine Verbesserung der Lebensbedingungen für andere Nutzinsekten. Ökonomisch betrachtet, sichert dieses Projekt nicht nur die primäre Wertschöpfung im Imkereisektor durch die Honigproduktion und die anderen Bienenprodukte, sondern darüber hinaus auch in den zahlreichen weiteren damit verknüpften Sektoren (Obstbau, Saatgutproduktion, Imkereibedarf, Handel, Schau-Imkereien in Tourismusgebieten, etc.) und reduziert die durch Völkerverluste entstehenden Nachschaffungskosten. Da die Bienenzucht in Österreich vorwiegend als Freizeitbeschäftigung betrieben wird, die vereinsmäßig gut organisiert ist, kommt ihr auf lokaler Ebene und speziell im ländlichen Raum erhebliche gesellschaftliche Bedeutung zu und erfüllt sie eine wichtige Bildungsfunktion im Hinblick auf die Vermittlung ökologischer Zusammenhänge.
Inwieweit führen Wachstumskorridore in Afrika zu beabsichtigten und unbeabsichtigten sozioökonomischen Auswirkungen? Im Zuge der Entwicklung von Wachstumskorridoren zu internationalen Multistakeholderinitiativen, die darauf abzielen ländliche Räume in globale Wertschöpfungsketten einzubinden, sind diese Auswirkungen bislang unklar. Vor dem Hintergrund dieser Frage vergleicht und erklärt das Projekt unterschiedliche Visionen, Steuerungsmechanismen sowie hieraus resultierende Strukturen und lokale Teilhabe in den Korridoren SAGCOT und WBNLDC am Beispiel unterschiedlicher Wertschöpfungsketten.
Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, die landwirtschaftliche Produktion in innerstaatlichen Konflikten zu verstehen, indem es sich auf die Faktoren der Leistung landwirtschaftlicher Systeme in unterschiedlichen Kriegssituationen auf subnationaler Ebene konzentriert. Dies ist wichtig, da bewaffnete Konflikte weltweit zunehmen und vor allem die ländlichen Gebiete von Entwicklungsländern betreffen. Die Landwirtschaft kann durch bewaffnete Konflikte stark beeinträchtigt werden, sie kann sich aber auch in bestimmten Kriegsgebieten entwickeln. Warum? In der Literatur wurden die Zusammenhänge zwischen innerstaatlichen Konflikten und Landverteilung, Ernährungssicherheit, Biodiversität und Entwaldung analysiert, es gibt jedoch keine Erklärung dafür, warum die Landwirtschaft in Kriegszeiten widerstandsfähig ist oder im Gegenteil zusammenbricht, da die sozialen und politischen Merkmale innerstaatlicher Konflikte selten damit verbunden sind Analyse der Kriegslandwirtschaft. Dieses Projekt konzentriert sich auf landwirtschaftliche Systeme, um die landwirtschaftliche Produktion in Kriegszeiten zu verstehen, indem diese Systeme als sozial-ökologische Systeme (SES) analysiert werden. Die SES-Perspektive ermöglicht die Analyse der Widerstandsfähigkeit und des Zusammenbruchs landwirtschaftlicher Systeme, die sozialen und politischen Schocks ausgesetzt sind, indem Variablen im Zusammenhang mit den Eigenschaften und der Governance dieser Systeme berücksichtigt werden. Innerstaatliche Konflikte werden in diesem Projekt als komplexer Schock verstanden, bei dem sich unterschiedliche Kriegssituationen auf lokaler Ebene entwickeln. Diese Situationen wurden in drei Idealtypen eingeteilt: 1. Rebellenregierung ist eine Situation, in der eine nichtstaatliche bewaffnete Gruppe (NSAG) Regeln für verschiedene zivile Angelegenheiten auferlegt. 2. Alliokratien sind Vereinbarungen zwischen NSAGs und Zivilisten, die es den NSAG ermöglichen, Steuern zu erheben und ihre Sicherheitsfragen zu überwachen, und die es den zivilen Behörden ermöglichen, die Kontrolle über die übrigen zivilen Angelegenheiten zu behalten. 3. Unordnung ist eine Situation, in der eine NSAG mit anderen bewaffneten Akteuren konfrontiert ist und daher weder Regierungsführung noch Alliokratien entwickeln kann. Das Projekt ist in vier Arbeitspakete unterteilt. WP1 charakterisiert Kriegssituationen in drei Untersuchungsgebieten in Kolumbien, die Merkmale von Rebellenführung, Alliokratie und Unordnung aufweisen. AP2 analysiert die Eigenschaften landwirtschaftlicher Systeme in jeder der drei Arten von Kriegssituationen und konzentriert sich dabei auf die Faktoren, die die Widerstandsfähigkeit auf der Ebene der Landschaft und einzelner landwirtschaftlicher Betriebe erhöhen. AP3 analysiert die Governance-Systeme, die die Resilienz beeinflussen. Schließlich konstruiert WP4 Archetypen landwirtschaftlicher Systeme in Kriegszeiten, indem es die unter den Zielen 1, 2 und 3 erzielten Ergebnisse synthetisiert.
Ein Brennpunkt steigenden Nahrungsmittelbedarfs ist das Albertine Rift in Afrika. Diese Region leidet unter massiver Bodendegradation aufgrund von steilen Hängen, hoher Frequenz von erosiven Starkniederschlägen und einer geringen Vegetationsbedeckung über die gesamte Vegetationsperiode. Aus dem hohen Landnutzungsdruck auf Bodenressourcen resultieren zahlreiche soziale und ökologische Probleme (Ernährungsunsicherheit, politische Unruhen, Migration). Da der Bodenverlust auf ackerbaulich genutzten Flächen die Bodenneubildung in der Region substanziell übersteigt, ist die landwirtschaftliche Nutzbarkeit der Bodensysteme zeitlich begrenzt. Flächen mit einem vollständigen Verlust der Bodenoberfläche verlieren dauerhaft das Potenzial eine gesunde Biozönose zu beherbergen. Dabei ist die Zeitskala bis zum endgültigen Verlust der Bodenoberfläche sehr heterogen und wird durch die lokale Bodenerosionsrate und die Tiefe des Bodens bis zum Ausgangsgestein bestimmt. Solozori hat zum Ziel die Bodendegradationsdynamik und ihre Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktivität, die Bodenqualität und schließlich den Zusammenbruch der Ökosystemleistungen im tropischen Afrika zu verstehen und zu quantifizieren. Solozori untersucht das Ruwenzori-Gebirge von Uganda, in welchem ein hoher Landnutzungsdruck besteht und zur Entwaldung und ackerbaulichen Nutzung von steilen Hängen führt. Diese Ackerflächen sind einer enorm hohen Degradationsgeschwindigkeit ausgesetzt, welche ihre Ertragsfähigkeit aufgrund flacher Böden innerhalb von Jahrzehnten verlieren. Aufgrund dieser flachen Böden ist die Region ein ideales Beispiel für die Untersuchung von Prozessen im Zusammenhang mit begrenzten Bodenressourcen, die langfristig die Nahrungsmittelsicherheit gefährden und die Chancen einer erfolgreichen Wiederaufforstung verhindern. Solozori nutzt Fernerkundungsinformationen zur Erschließung der Landnutzungsgeschichte und Vegetationsmuster, während topografische Landschaftsmerkmale und Fallout-Radionuklide Aufschluss über die langfristigen Bodenumverteilungsraten geben. Diese Bodenumverteilungsraten werden mit den vorhandenen Bodenressourcen (Bodentiefe bis zum Ausgangsgestein) verglichen, um die räumliche Ausdehnung und die verbleibende Zeit bis zum Verlust der Anbauflächen des Rwenzori-Gebirges zu ermitteln. Solozori ist ein Beispielprojekt zur Demonstration von Ertragseffekten vor dem Hintergrund von sich verknappenden Bodenressourcen. Solozori dient damit dem dringend notwendigen Verständnis über langfristige Bodendegradationsprozesse, welche die Grundlage zur Entwicklung von nachhaltigen Agroökosystemnutzungsstrategien sind, um den Landnutzungsdruck auf Waldressourcen zu verringern und den dramatischen Verlust von bodenbezogenen Ökosystemleistungen einzudämmen. Solozori setzt den Verlust von Ackerland in eine zeitliche Dimension, was den Handlungsbedarf zum Schutz von Bodensystemen der afrikanischen Tropen auf einer neuen Ebene veranschaulicht.
Der Anstieg der globalen Temperaturen und extremer Hitze haben erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit und das sozioökonomische Wohlergehen von Menschen, wobei einkommensschwache Länder besonders betroffen sind. Ländliche Regionen in diesen Ländern sind besonders gefährdet, da sie weniger Anpassungsmöglichkeiten haben. Besonders benachteiligte Gruppen wie arme Menschen, Frauen, Kinder, ältere Menschen und Menschen mit gesundheitlichen Vorbelastungen sind häufig eingeschränkt im Zugang zu Ressourcen, Bildung und Gesundheitsversorgung, was ihre Anpassungsfähigkeit an extreme Hitze erheblich einschränkt. Da Menschen viel Zeit in Innenräumen verbringen, ist die Senkung der Innentemperaturen eine zentrale Anpassungsstrategie gegen Hitzestress, da sie dem Körper ermöglicht, sich von hoher Außentemperaturen zu erholen. Studien zeigen, dass niedrigere Innentemperaturen die Ernährungssicherheit, Gesundheit, das Sozialverhalten und die kognitive Leistung fördern. Energieintensive Maßnahmen wie Klimaanlagen erhöhen jedoch den Energiebedarf und Emissionen und sind in ressourcenarmen, ländlichen Gebieten im Globalen Süden oft nicht realisierbar. Passive Kühltechniken, wie kühle Dächer, bieten eine kostengünstige Möglichkeit zur Senkung der Innentemperatur und können Ernährungssicherheit, Gesundheit und Wohlstand verbessern. Die Auswirkungen dieser Technologien sind jedoch weitgehend unerforscht. Um diese Wissenslücke zu schließen, verwenden wir umfassende Haushalts- und Individualdaten aus einer geclusterten randomisierten Kontrollstudie (cRCT) und feinkörnige Daten zu Innen- und Außentemperaturen, die Kausalität identifizieren lassen. Aufbauend auf einem DFG-geförderten Forschungsprogramm zu öffentlicher Gesundheit soll unsere Studie empirische Belege für die kausalen Auswirkungen von Innentemperaturen und passiven Kühltechniken auf Ernährungssicherheit, innerfamiliäre Spannungen, Humankapitalentwicklung und psychische Gesundheit liefern. Diese Themen sind sowohl wissenschaftlich relevant als auch grundlegend für das unmittelbare und langfristige Wohlbefinden, insbesondere in Ländern mit niedrigem Einkommen. Da sie miteinander verknüpft sind und sich gegenseitig verstärken, sind sie für das Verständnis der breiteren Entwicklungs- und Gesundheitsergebnisse von wesentlicher Bedeutung. Zudem werden wir die potenziellen Mechanismen, die den Einflüssen der Innentemperatur und passiven Kühlstrategien auf das Wohlergehen und Verhalten von fünf gefährdeten Gruppen (arme Menschen, Frauen, Kinder, ältere Menschen und Menschen mit psychischen Erkrankungen) zugrunde liegen, identifizieren und prüfen. Dieser Ansatz ist nicht nur entscheidend für die Quantifizierung der verschiedenen Auswirkungen der Innentemperaturen auf gefährdete Gruppen, sondern liefert auch wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung gezielter Interventionen und Anpassungsstrategien im Kontext des Klimawandels.
Die Quantifizierung von Auswirkungen steigender Temperaturen auf die Ernteerträge wird im Kontext des globalen Klimawandels und der Ernährungssicherheit immer wichtiger. Gegenwärtig wird das Verständnis der Wachstumsreaktion von Nutzpflanzen auf erhöhte Temperaturen auf der Basis von Experimenten in Kammern und unter kontrollierten Umgebungen abgeleitet, in denen sich Luft- und Blatttemperatur meist wenig unterscheiden. Unter natürlichen Produktionsbedingungen können Luft- und Blatttemperatur in Abhängigkeit vom Wasserstatus der Pflanzen und den atmosphärischen Bedingungen jedoch leicht um mehr als +/- 5°C voneinander abweichen. Es gibt daher nur wenige Hinweise darauf, welche Temperaturen kritische Wachstums- und Entwicklungsprozesse antreiben, was zu großen Unsicherheiten in der zu erwartenden Reaktion der Pflanzen auf zukünftige Klimabedingungen führt. Die vorgeschlagene Studie setzt eine Kombination aus Feldversuchen, Modellverbesserungen und modellgestützten Hypothesentests ein, um besser zu verstehen, welche Temperatur (Kultur, Luft, Boden) die Entwicklungsraten der Kulturpflanzen und deren Ertragsbildung beeinflussen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 611 |
| Europa | 4 |
| Global | 3 |
| Kommune | 1 |
| Land | 28 |
| Weitere | 18 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 189 |
| Zivilgesellschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 11 |
| Förderprogramm | 538 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Taxon | 4 |
| Text | 91 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 95 |
| Offen | 554 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 546 |
| Englisch | 205 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 21 |
| Datei | 10 |
| Dokument | 48 |
| Keine | 399 |
| Multimedia | 2 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 232 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 494 |
| Lebewesen und Lebensräume | 630 |
| Luft | 414 |
| Mensch und Umwelt | 651 |
| Wasser | 357 |
| Weitere | 629 |