Planetare Grenzen
Das Insektensterben schädigt die Landwirtschaft: In der zentral­chinesischen Provinz Sichuan müssen mangels Bienen die Obstbaüme mühsam von Hand bestäubt werden.  
Planetare Grenzen

Risse im Netz des Lebens

Sturzflut in Lima, Dürre in Schweden, Tropenwälder fast ohne Vögel und Insekten – die Anzeichen mehren sich, dass Menschen die Erde aus dem Gleichgewicht bringen. Das Konzept der planetaren Grenzen zeigt auf, welche Eingriffe riskant werden.

Umweltschutz bewegt die Bayern: Fast ein Fünftel der Stimmberechtigten hat im Februar per Unterschrift den Vorschlag unterstützt, das Naturschutzgesetz des Landes zugunsten von „Artenvielfalt und Naturschönheit“ zu ändern. Die Initiatoren – der Landesbund für Vogelschutz, die Ökologisch-Demokratische Partei sowie die Grünen – hatten unter dem Slogan „Rettet die Bienen!“ einen Gesetzentwurf vorgelegt, der unter anderem vorsieht, dass 30 Prozent der Agrarfläche 2030 ökologisch bewirtschaftet werden.

Die Initiative appelliert an die Sorge für die bayerische Heimat – aber sie greift zugleich globale Umweltprobleme auf. Der Vogelschutzbund versteht den Schwund der Insekten ausdrücklich als Symptom des „größten Artensterbens seit Verschwinden der Dinosaurier“. Das ist nicht übertrieben: In Deutschland hat die Biomasse der Fluginsekten innerhalb von 25 Jahren um ungefähr drei Viertel abgenommen, und laut einer Übersichtsstudie von 2018 tritt das Phänomen mehr oder weniger dramatisch in verschiedensten Erdteilen und Klimazonen auf. Schätzungsweise zwei Fünftel aller Insektenarten weltweit können danach in wenigen Jahrzehnten ausgestorben sein. Zu den Hauptgründen gehören die intensive Landwirtschaft, chemische Gifte in der Umwelt und in den Tropen auch der Klimawandel: Hier töten Hitzewellen mit Temperaturen jenseits einer kritischen Höhe viele Insekten.

Nicht nur die Insekten schwinden

Das ist aus mehreren Gründen erschreckend. Insekten erfüllen entscheidende Funktionen in lokalen Lebensgefügen aus Pflanzen, Tieren, Mikroorganismen und dem gemeinsamen Lebensraum, sogenannten Ökosystemen. Sie stehen am Anfang der Nahrungskette für höhere Tiere wie Vögel und sind in der Landwirtschaft zum Beispiel als Bestäuber von Blüten unverzichtbar. Und ihr Schwund ist nur ein Beispiel für den globalen Verlust an biologischer Vielfalt, erklärt die Biologin Christine von Weizsäcker: Es gehen sowohl ganze Ökosysteme verloren als auch die Vielfalt der Arten innerhalb von Ökosystemen und die Vielfalt an Kultursorten. Hiervor hat gerade ein Bericht der UN-Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation FAO eindringlich gewarnt. Nicht nur Nutztier- und Nutzpflanzensorten sind danach betroffen, sondern auch Fische, Wildfrüchte sowie Organismen, die indirekt zur Ernährung beitragen wie Vögel und Würmer: Ohne sie wäre die Landwirtschaft viel weniger produktiv.

Eine Frau im ländlichen Niger holt Trinkwasser. Der Klimawandel wird im Sahel den Wassermangel noch verstärken. Klavs Bo Christensen/Getty Images
Der Verlust an biologischer Vielfalt ist wie der Klimawandel ein Symptom umfassender Umweltkrisen. Zwar haben Menschen sich schon immer Natur angeeignet und sie umgeformt. Doch jetzt, sagt die Erdsystemforschung, hat das ein Ausmaß angenommen, das den Zustand des ganzen Planeten gefährlich verändern kann.

Welche Naturvorgänge sind dabei entscheidend und welche Eingriffe gefährlich? Neun kritische Bereiche hat eine internationale Forschungsgruppe in einem viel beachteten Aufsatz in der Wissenschaftszeitschrift „Nature“ 2009 ausgemacht (siehe Grafik); dazu gehören der Klimawandel, der Verlust der biologischen Vielfalt, Verschmutzung mit Chemikalien und Veränderungen des Phosphor- und Stickstoffkreislaufs durch Kunstdünger (das gefährdet Gewässer und Ozeane). Und sie hat abgeschätzt, ab welchem Punkt menschliche Eingriffe in diese Prozesse riskant sind. Die kritischen Werte bezeichnete die Gruppe als „planetare Grenzen“. Drei davon – für Klimaänderung, Artensterben und Stickstoffdüngung – fand sie 2009 überschritten; die Auswirkungen der chemischen Verschmutzung und der Aerosole versteht man noch zu wenig, um eine Grenze anzugeben.

Autor

Bernd Ludermann

ist Chefredakteur von "welt-sichten".
Das Ziel war laut Katherine Richardson, einem Mitglied der Forschungsgruppe, zunächst eine naturwissenschaftliche Klärung: „Seit wir Bilder der Erde vom All aus gesehen haben, ist klar, dass der Planet begrenzt ist. Wir wollten ein Instrument schaffen, damit umzugehen und den sicheren Handlungsraum der Menschheit zu bestimmen“, erklärt die in Dänemark lehrende Meeresbiologin.

Das Konzept der planetaren Grenzen war aber auch auf politische Wirkung angelegt und fand schnell öffentliches Echo. Seitdem wird es als Argument in Auseinandersetzungen über Klima- und Umweltpolitik eingesetzt. Dabei, sagt Richardson, werde es oft missverstanden. Was also ist sein naturwissenschaftlicher Kern?

Die Erde als System

Zugrunde liegt die Betrachtung der Erde als System, das von vielfältigen Wechselwirkungen zwischen dem Land, den Ozeanen, der Atmosphäre und den Lebewesen bestimmt ist. Wie eng geologische Vorgänge und die Entwicklung des Lebens stets verbunden waren, erläutern Simon Lewis und Mark Maslin in ihrem Buch „The Human Planet“. So haben Blaualgen vor 3 bis 2,4 Milliarden Jahren die Photosynthese „erfunden“, also mit Hilfe des Sonnenlichts Kohlenstoff aus Kohlendioxid gewonnen. Damit haben sie die Atmosphäre erst mit dem Sauerstoff angereichert, den viele dann entstandene Lebewesen benötigen, darunter alle Tiere und Menschen.

Auch Homo sapiens prägt seit langem das Erdsystem mit. Vor höchstens etwa 300.000 Jahren ist der moderne Mensch in Afrika entstanden und hat dann in mehreren Wellen alle Weltteile außer der Antarktis besiedelt. Wo er ankam, hat er große Landsäugetiere ausgerottet. Damit hat er vor rund 13.000 Jahren möglicherweise eine Abkühlung des Erdklimas bewirkt, denn diese Tiere hatten das Treibhausgas Methan erzeugt. Umgekehrt hat der Übergang zur Landwirtschaft seit etwa 10.000 Jahren vermutlich die nächste Eiszeit hinausgezögert, schreiben Maslin und Lewis: Dafür könnten Waldrodungen, der Nassreisanbau und Nutztiere genügend Treib­hausgase freigesetzt haben.

Stimmt das, dann hat der Mensch unwissentlich Klimabedingungen stabilisiert, die Ackerbau, Städte und Zivilisationen erst ermöglichen. Der Zustand des Erdsystems wechselt nämlich seit mindestens1,2 Millionen Jahren regelmäßig zwischen Eiszeiten und Warmzeiten, verursacht von Schwankungen in der Umlaufbahn um die Sonne. Erst die seit rund 12.000 Jahren anhaltende Warmzeit, das Holozän, war und ist für Landwirtschaft günstig.

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Jetzt aber, sagt die Erdsystemforschung, greift die Menschheit so tief in Ökosysteme, die Atmosphäre und die Ozeane ein, dass die Erde das Holozän zu verlassen droht. „Die Menschheit ist die bestimmende Kraft des Wandels auf der Erde geworden und übertrifft nun die geophysikalischen Kräfte, die bisher die Biosphäre geformt haben“, schreibt Johan Rockström, der das Konzept der planetarischen Grenzen mit entwickelt hat, in einem Essay aus dem Jahr 2015. Den Wendepunkt markiert für ihn die sogenannte große Beschleunigung: Alle Kurven für die Entwicklung der Weltbevölkerung, der Weltwirtschaft, des Verbrauchs an Energie, Wasser, Kunstdünger und Papier, des Transports und des Tourismus zeigen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts steil nach oben. Entsprechend sind Umweltfolgen gewachsen wie der Gehalt von Kohlendioxid und Methan in der Atmosphäre, der Stickstoffeintrag in Gewässer und die Waldverluste.

Gegenkopplungen und Rückkopplungen

Bedrohlich ist das vor allem, weil komplexe Systeme sich nicht linear verhalten – also zum Beispiel so, dass die Erdtemperatur im selben Ausmaß steigt oder sinkt wie die Konzentration der Treibhausgase. Gegenkopplungen stabilisieren sie einerseits; zum Beispiel nimmt der Ozean CO2 und Wärme auf und dämpft so Klimaschwankungen. Andererseits verstärken Rückkopplungen Schwankungen; wenn etwa das Meereis schrumpft, wird weniger Wärme zurückgestrahlt und die Erwärmung zusätzlich angetrieben. Bei leichten Störungen dominieren meist Gegenkopplungen, jenseits eines bestimmten Punktes aber Rückkopplungen.

Deshalb können komplexe Systemen stabil scheinen und dann plötzlich sich selbst verstärkende Änderungen hervorbringen. Zum Beispiel gilt als wahrscheinlich, dass an gewissen Punkten der Erderwärmung der Amazonas-Regenwald verschwindet, der grönländische Eisschild schmilzt und Strömungen in der Atmosphäre und in den Ozeanen neue Muster annehmen, was die Verteilung der Klimazonen und Regenzeiten dramatisch ändern würde. Die Erdsystemforschung spricht hier von Kipppunkten (siehe Grafik).

Das Konzept der planetaren Grenzen ist eine Warnung, kein Umkippen des Erdsystems zu riskieren. Insofern ist es normativ und geht über Naturwissenschaft hinaus, bestätigt Richardson: „Wir wissen, dass der gegenwärtige Zustand des Planeten dem Wohlergehen menschlicher Gesellschaften förderlich ist. Wir wissen nicht, ob wir die Technologie haben werden, mit anderen Zuständen zurechtzukommen. Deshalb ist es nach dem Vorsorgeprinzip nicht weise, diesen Zustand zu ändern.“

Gegen das Konzept gibt es eine Reihe Einwände. Politisch links orientierte Kritiker wie der Wiener Politologe Ulrich Brand haben bemängelt, es sei sozial blind: Es ignoriere die Ursache der Überlastung, den Konsumkapitalismus, und stelle die Menschheit als einheitlich dar. Tatsächlich sprechen Erdsystemforscher oft missverständlich von „wir“. Sie meinen damit aber nicht eine einheitlich handelnde Menschheit, sondern Homo sapiens als Spezies innerhalb des Erdsystems. Das Problem ist Richardson bewusst: „Einige Menschen bekommen heute sehr viel ab und andere wenig. Die sind natürlich besorgt, wenn wir Reichen ihnen sagen: Wir müssen langsamer machen.“ Deshalb sei das Papier von 2009 in Entwicklungsländern als bedrohlich empfunden worden, als finde es deren nachholendes Wachstum untragbar; „die Überarbeitung 2015 sollte das klarstellen“.

In der neuen Fassung betont die Forschungsgruppe, die Frage, wie Gesellschaften sich entwickeln, müsse politisch entschieden werden – Wissenschaftler vermessen nur den sicheren globalen Handlungsraum. Die Forscher greifen zudem Einwände auf wie den, viele der neun Prozesse wirkten regional statt global und sie würden einfach nebeneinander gestellt. Die Forscher bezeichnen daher nun den Klimawandel und die Verluste an Biodiversität als die zwei zentralen, übergeordneten Gefahren. Bei Waldverlusten, Süßwasserverbrauch, Artensterben, Stickstoff- und Phosphordüngung sowie Aerosolen in der Luft betrachten sie jetzt die Belastung  auch regional. Bei Phosphor und Stickstoff zum Beispiel sind die Problemzonen Westeuropa, Nord­indien sowie Teile der USA und Nordostchinas. In vielen anderen Regionen, etwa in Afrika, ist zumindest nach dem Kriterium der planetaren Grenzen noch Spielraum für mehr Düngung.

Schließlich kennzeichnen die Forscher nun mit einer Art Ampel, wie stark das Risiko bei Überschreiten einer Grenze wächst: Nach der sicheren grünen Zone folgt ein gelber Unsicherheitsbereich, dann die rote Gefahrenzone. Bei Klima und Waldverlusten sieht die Erdsystemforschung die gelbe Zone erreicht, beim Artensterben und den Folgen der Düngung schon die rote.

Ist das Panikmache? Das behauptet das Break­through Institute in den USA, das technologische Lösungen für Umwelt- und Entwicklungsprobleme propagiert. Sein Leiter Ted Nordhaus hält das Konzept der planetaren Grenzen für eine Neuauflage von „Grenzen des Wachstums“ aus den 1970er Jahren, das sich als falsch erwiesen habe: Wieder wollten Wissenschaftler vorschreiben, was zu tun sei, weil sonst angeblich die Welt untergehe.

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Auch Nordhaus will die Emissionen schnell verringert sehen – aber nicht um den Preis, das Wirtschaftswachstum und damit den technischen Fortschritt zu beenden. Das würde das Problem verschlimmern, sagt er: „Gesellschaften mit mehr Wohlstand und Technik werden mit etwas mehr CO2 in der Atmosphäre besser zurechtkommen als ärmere mit weniger.“ Kipppunkte würden die Gefahr nicht dramatisch erhöhen: „Man weiß gar nicht, ob Kipppunkte wirklich existieren und wenn, wo sie sind.“

Richardson widerspricht entschieden: „Die Erdgeschichte ist voller Beispiele für die Überschreitung von Kipppunkten. Wir wissen, dass es Stadien ohne Eis auf Grönland gab, ohne Amazonas-Regenwald, ohne Golfstrom. Es gibt keinerlei Grund zu denken, dass das künftig nicht passiert.“ Zwar könne man in der Tat nicht wissen, ob die Auslösung eines Kipppunktes Katastrophen bringe. Aber man wisse, dass sie die Erwärmung weiter verstärke. „Und bei vier bis fünf Grad Erwärmung gibt es extreme Veränderungen der Wettermuster. Der Meeresspiegel steigt, Arten sterben, die landwirtschaftliche Produktion sinkt. Es ist schwer vorstellbar, dass Gesellschaften, wie wir sie jetzt kennen, dann gedeihen können.“

Unsere globalisierte und hoch arbeitsteilige Gesellschaft steht auf dem Spiel

Das bedeutet nicht, dass Erdsystemforscher das baldige Ende der Menschheit oder gar des Lebens auf der Erde an die Wand malen. Was tatsächlich droht, ist laut Maslin und Lewis vergleichbar mit dem Zusammenbruch historischer Kulturen – etwa dem Kollaps der Maya-Städte in Mexiko im 10. Jahrhundert, zu dem Umweltschäden beigetragen haben. So etwas müsse nicht zwangläufig einen drastischen Rückgang der Bevölkerung oder den Verlust des technischen Wissens bedeuten, wohl aber einen Rückschritt zu einer wesentlich weniger komplexen sozialen Organisation. Auf dem Spiel steht also zumindest unsere globalisierte und hoch arbeitsteilige Gesellschaft.

Zudem markieren die planetaren Grenzen gerade nicht rote Linien. Man kann nicht wissen, ab welchem Punkt das Erdsystem aus dem Gleichgewicht kommt, sagt Richardson. Die Ampel markiere sichere Zonen und Zonen wachsender Unsicherheit, ähnlich wie beim Blutdruck: „Ist der sehr hoch, dann ist nicht klar, dass Sie einen Herzinfarkt bekommen, aber das Risiko steigt. Deshalb tun Sie etwas dagegen.“ Das Konzept werde vor allem in den USA mit Absicht falsch interpretiert: „In den USA gibt es Leute, die einfach nicht akzeptieren wollen, dass Ressourcen begrenzt sind, weil man sonst über Verteilung reden müsste.“

Mehr, größer, schneller heißt die Devise: Fleischberge beim Burger-­Esswettbewerb in Hongkong 2017. Jonathan Wong/SCMP via Getty Images
Bedeuten dann planetare Grenzen zwangsläufig auch Grenzen des Wirtschaftswachstums? Katherine Richardson legt sich da nicht fest – anders als ihr Kollege Johan Rockström. Mehr Effizienz reicht nach der Erfahrung nicht, schreibt er in seinem Essay: Nötig sei der Übergang zu einer insgesamt stationären Wirtschaft (steady state), was Wachstum in einzelnen Branchen und in armen Ländern nicht ausschließe. Wohlstand innerhalb der Grenzen des Erdsystems erfordere unter anderem eine starke, koordinierte globale Politik (global governance). Die allerdings ist gerade beim Klimaschutz extrem schwer zu erreichen.

Bleibt der Verdacht, dass die Erdsystemforschung Begründungen für eine Art Erdmanagement bereitstellt – möglicherweise samt Methoden des Geo-Engineering. Im Aufsatz von 2018 warnt die Forschungsgruppe vor einem „hothouse earth“, einem Treibhaus Erde: Überschreitet die Erwärmung ein gewisses Maß, und zwei Grad genügten womöglich, dann könne das Erdsystem den Zyklus von Eiszeiten und Warmzeiten verlassen und sich aufgrund von Rückkopplungen erst bei Temperaturen von fünf, sechs oder gar acht Grad über dem vorindustriellen Niveau einpendeln. Weniger heiße Zustände müsse man dann mit ständigen menschlichen Eingriffen stabilisieren; „earth  stewardship“, Erdverwaltung, nennt die Gruppe das. Geschehen soll das mit Emissionsminderungen und dem Ausbau von Senken wie Mooren, die Kohlenstoff binden. Das dritte Mittel, Eingriffe in den Strahlungshaushalt der Erde, sei hingegen sehr riskant.

Die Entnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre sei aber zu erwägen, sagt Richardson. Wenn dazu allerdings gehört, Pflanzen anzubauen, zur Energiegewinnung zu verfeuern und das entstehende CO2 zu lagern, dann sieht die Biologin Christine von Weizsäcker einen Konflikt zwischen Klima- und Artenschutz kommen. Denn dann würden gigantische Flächen für den Anbau von Energiepflanzen gebraucht.
Von Weizsäcker ist generell skeptisch, wenn Experten von oben globale Lösungen suchen: „Die Warnungen der Erdsystemforschung sind sehr berechtigt. Aber Wissenschaftler, die warnen können, wissen nicht automatisch auch die besten Auswege.“ Schon wenn Grenzen für Umwelteingriffe formuliert werden, müssten Bauern im Sahel oder Naturschützer am Amazonas einbezogen werden. „Sonst verstehen sie das als Vorschrift von außen. Und für den Schutz der biologischen Vielfalt gibt es kein Einheitsrezept, weil sie die Vielfalt der lokalen Nutzungsarten und Kulturen voraussetzt.“

Von Weizsäcker plädiert für einen anderen Ansatz: Mit einer naturnäheren Landwirtschaft plus Naturschutzgebieten unter lokaler Kontrolle könne man den Verlust der Biodiversität stark bremsen. Zusammen mit naturnahen Wäldern würde das auch die Erderwärmung verringern. Demnach wären die Unterstützer des Volksbegehrens in Bayern auf dem richtigen Weg.

LITERATUR

Simon L. Lewis und Mark A. Maslin
The Human Planet. How We Created the Anthropocene; Pelican Books 2018.

Will Steffen, Katherine Richardson Johan Rockström und andere:
Planetary Boundaries: Guiding Human Development on a Changing Planet
in: Science, Februar 2015,
www.sciencemag.org

Johan Rockström
Bounding the Planetary Future: Why We Need a Great Transition
Great Transition Initiative, April 2015, www.greattransition.org

erschienen in Ausgabe 4 / 2019: Erde aus dem Gleichgewicht

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